ESTUDIO PATÓLOGICO PACIENTE EDIFICIO SAN AGUSTIN, DEL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO Y DIAN, DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C. PRESENTADO POR: MARLON DAVID DÍAZ RODRÍGUEZ DOCENTE ARQ. WALTER MAURICIO BARRETO CASTILLO UNIVERSIDAD SANTO TOMAS FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS ESPECIALIZACIÓN EN PATOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN TRABAJO PROFESIONAL INTEGRADO I – TPI 2021 CONFIDENCIALIDAD DE LA INFORMACION El presente informe patológico se presenta como desarrollo académico de la materia TRABAJO PROFESIONAL INTEGRADO, se prohíbe su reproducción y divulgación dada las cláusulas de CONFIDENCIALIDAD DE LA INFORMACIÓN entre el propietario del paciente y Consultoría y Construcciones Civiles quien permitió a Marlon David Diaz Rodríguez la elaboración del mismo, por lo cual se guardará confidencialidad sobre la información que se obtenga del CONSEJO SUPREMO en desarrollo del mismo. TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 11 2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................. 12 3. OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 13 3.1. GENERAL ........................................................................................................................................................... 13 3.2. ESPECÍFICOS ...................................................................................................................................................... 13 4. MARCO REFERENCIAL ................................................................................................................... 14 4.1. MARCO TEÓRICO............................................................................................................................................... 14 4.1.1. Patología ................................................................................................................................................... 14 4.1.2. Proceso patológico .................................................................................................................................... 14 4.1.3. Lesión ......................................................................................................................................................... 14 4.1.4. Tipología de lesiones ................................................................................................................................. 15 4.1.5. Lesiones Físicas: ......................................................................................................................................... 15 4.1.5.1. Humedad .............................................................................................................................................................. 15 4.1.5.2. Suciedad................................................................................................................................................................ 15 4.1.5.3. Erosión .................................................................................................................................................................. 16 4.1.6. Lesiones mecánicas: .................................................................................................................................. 16 4.1.6.1. Deformaciones ...................................................................................................................................................... 16 4.1.6.2. Fisuras ................................................................................................................................................................... 17 4.1.6.3. Grietas................................................................................................................................................................... 17 4.1.6.4. Desprendimientos ................................................................................................................................................. 18 4.1.6.5. Erosiones mecánicas ............................................................................................................................................. 18 4.1.7. Lesiones químicas ...................................................................................................................................... 18 4.1.7.1. Eflorescencias ....................................................................................................................................................... 18 4.1.7.2. Oxidación .............................................................................................................................................................. 19 4.1.7.3. Corrosión .............................................................................................................................................................. 19 4.1.7.4. Organismos ........................................................................................................................................................... 20 4.1.7.5. Erosiones químicas ............................................................................................................................................... 20 4.1.8. Lesiones Primarias: .................................................................................................................................... 21 4.1.9. Lesiones Secundarias: ................................................................................................................................ 21 4.1.10. Causas lesiones ........................................................................................................................................ 21 4.1.10.1. Directas ............................................................................................................................................................... 21 4.1.10.2. Indirectas ............................................................................................................................................................ 21 4.1.11. intervenciones ......................................................................................................................................... 21 4.1.12. Reparaciones ........................................................................................................................................... 22 4.1.13. Restauraciones ........................................................................................................................................ 22 4.1.14. Rehabilitación .......................................................................................................................................... 22 4.1.15. Prevención ............................................................................................................................................... 22 4.1.16. Ensayos y equipos .................................................................................................................................... 22 4.1.17. Apiques: ................................................................................................................................................... 23 4.1.18. Detección magnética de refuerzo: ........................................................................................................... 23 4.1.19. Extracción de núcleos: ............................................................................................................................. 24 4.1.20. Prueba de carbonatación a muestras de concreto .................................................................................. 25 4.1.21. Regatas .................................................................................................................................................... 26 4.1.22. Esclerometría ........................................................................................................................................... 26 4.2. MARCO LEGAL ................................................................................................................................................... 27 4.3. MARCO HISTÓRICO ........................................................................................................................................... 27 5. ALCANCE Y LIMITACIONES .......................................................................................................... 28 6. METODOLOGÍA ................................................................................................................................ 29 6.1. DESCRIPCIÓN SELECCIÓN PACIENTE ................................................................................................................. 29 6.2. PREPARACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO .............................................................................................. 30 6.2.1. Inspección preliminar del paciente ............................................................................................................ 30 6.2.2. Recopilación de información necesaria para el estudio ............................................................................ 30 6.2.3. Permisos y autorizaciones para abordar estudio al paciente. ................................................................... 30 6.2.4. Definición del equipo de trabajo que realizará la exploración .................................................................. 30 6.2.5. Definición de los medios para realizar la exploración ............................................................................... 30 6.2.6. Responsable del estudio ............................................................................................................................ 31 6.2.7. Fecha de realización del estudio ................................................................................................................ 31 7. HISTORIA CLÍNICA .......................................................................................................................... 32 7.1. DATOS GENERALES DEL PACIENTE .............................................................................................................................. 32 7.1.1. Nombre: ..................................................................................................................................................... 32 7.1.2. Localización: .............................................................................................................................................. 34 7.1.3. Fecha de construcción ............................................................................................................................... 34 7.1.4. Uso actual y previsto del sector ................................................................................................................. 35 7.1.5. Importancia del paciente ........................................................................................................................... 35 7.1.6. Sistema estructural y constructivo ............................................................................................................ 35 7.1.7. Norma actual que lo rige ........................................................................................................................... 41 7.1.8. EN LA EDIFICACIÓN Y/O CONSTRUCCIÓN CIVIL ......................................................................................... 41 7.1.8.1. Tipo de cimentación.............................................................................................................................................. 41 7.1.8.2. Altura inmueble .................................................................................................................................................... 42 7.1.8.3. Área y número de pisos ........................................................................................................................................ 43 7.1.8.4. Estado general de la construcción ........................................................................................................................ 43 7.1.8.5. Información existente ........................................................................................................................................... 44 7.1.8.6. Fidelidad de los planos .......................................................................................................................................... 44 7.1.8.7. Constatación del estado del paciente ................................................................................................................... 44 7.1.9. DATOS GENERALES DEL ENTORNO: ........................................................................................................... 44 7.1.9.1. Edificaciones u obras vecinas ................................................................................................................................ 44 7.1.9.2. Medio ambiente ................................................................................................................................................... 45 7.1.9.3. Temperatura ......................................................................................................................................................... 46 7.1.9.4. Precipitaciones ...................................................................................................................................................... 47 7.1.9.5. Nivel freático y escorrentías ................................................................................................................................. 48 7.1.10. ARQUITECTURA (DESCRIPCIÓN GENERAL): ............................................................................................. 48 7.1.10.1. Calificación .......................................................................................................................................................... 48 7.1.10.2. Estilo arquitectónico ........................................................................................................................................... 49 7.1.10.3. Contexto histórico, (social, económico, geográfico, ideológico político y jurídico): ........................................... 51 7.1.10.4. Materiales, sistema constructivo, proceso constructivo (técnico y tecnológico): .............................................. 53 8. VULNERABILIDAD SISMICA ......................................................................................................... 55 8.1. HISTORIA SISMICA DE BOGOTA ......................................................................................................................... 55 8.1.1. AMENAZA SISMICA LOCALIDAD CANDELARIA ........................................................................................... 57 8.2. CONFIGURACION ESTRUCTURAL ...................................................................................................................... 58 8.2.1. ELEMENTOS ............................................................................................................................................... 59 8.3. GEOLOGÍA ......................................................................................................................................................... 60 8.3.1. riesgos y fallas ........................................................................................................................................... 61 8.4. PARÁMETROS SÍSMICOS ................................................................................................................................... 62 8.4.1. zona de amenaza sismica Y MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO ........................................................... 62 8.4.2. grupo de uso .............................................................................................................................................. 65 8.4.3. COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA ................................................................................................ 65 8.4.4. chequeo de irregularidad en planta .......................................................................................................... 66 8.4.5. irregularidad en altura .............................................................................................................................. 69 8.4.6. Coeficiente de disipación de energía ......................................................................................................... 71 8.4.7. Espectro de diseño ..................................................................................................................................... 72 8.5. INFORMACIÓN ENTORNO GEOGRÁFICO ........................................................................................................... 73 8.5.1. Riesgos por remoción de masa .................................................................................................................. 73 8.5.2. Sismicidad máxima observada .................................................................................................................. 74 8.5.3. Zonificación sísmica intensidad esperada ................................................................................................. 75 8.6. EVALUCIÓN DE LA ESTRUCTURA ....................................................................................................................... 75 8.6.1. Por diseño y construcción (A. 10.2.2.1-NSR10 ........................................................................................... 75 8.6.2. Por estado de la estructura (A. 10.2.2.2-NSR10) ....................................................................................... 76 8.6.3. Evaluación general .................................................................................................................................... 76 8.6.4. matriz de vulnerabilidad ............................................................................................................................ 77 9. DIAGNÓSTICO................................................................................................................................... 79 9.1. APLICACIÓN PATOLÓGICA ................................................................................................................................. 79 9.1.1. Patología geriátrica ................................................................................................................................... 79 9.1.2. Patología preventiva ................................................................................................................................. 79 9.2. DATOS ESPECÍFICOS DE LESIONES ..................................................................................................................... 79 9.2.1. Afectaciones .............................................................................................................................................. 79 9.2.2. Localización y levantamiento de daños ..................................................................................................... 79 9.2.3. Fisuras en elementos estructurales ........................................................................................................... 80 9.2.4. Fisuras en elementos no estructurales ...................................................................................................... 80 9.2.5. Humedades................................................................................................................................................ 81 9.2.6. Ensuciamientos .......................................................................................................................................... 81 9.2.7. Rotura de elementos de enchape de fachada ........................................................................................... 82 9.2.8. Levantamiento de pisos ............................................................................................................................. 82 9.2.9. Asentamientos diferenciales...................................................................................................................... 83 9.2.10. DATOS ESPECIFICOS DE LESIONES ........................................................................................................... 83 9.3. DESCRIPCIÓN DE LA PATOLOGÍA MÁS RELEVANTE EN EL PACIENTE ................................................................. 86 9.3.1. CLASIFICACIÓN Y ORIGEN DE LAS PATOLOGÍAS (HIPÓTESIS)..................................................................... 92 9.4. PRUEBAS Y ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS .............................................................................. 93 9.4.1. Monitoreo topográfico .............................................................................................................................. 93 9.4.2. Resistencia a la compresión en núcleos de concreto ................................................................................. 94 9.4.1. Resistencia a la compresión en núcleos de concreto ................................................................................. 95 9.4.2. Regatas para detección de refuerzo Ensayos de esfuerzo de fluencia y modulo de elasticidad del acero de refuerzo ............................................................................................................................................................... 96 9.4.3. caracterizacion de la cimentacion ............................................................................................................. 96 9.5. CONSIDERACIONES E IDENTIFICACIÓN DEL MECANISMO DE FALLA............................................................................. 104 9.5.1. Fallas en la cimentacion por influencia del fenomeno de niño (2014 – 2016) ........................................ 104 9.5.2. FALLAS EN LA CIMENTACION POR INFLUENCIA DEL ÁRBOL URAPAN (FRAXINUS CHINENSIS) IMPLANTADO EN EL PATIO SUR OCCIDENTAL DEL EDIFICIO DEL MINISTERIO DE HACIENDA .................................................. 107 10. PROPUESTA DE INTERVENCION .......................................................................................... 109 10.1. ALTERNATIVAS ................................................................................................................................................... 109 10.2. PRESUPUESTO DE OBRA ....................................................................................................................................... 110 11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................. 111 12. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................ 114 13. ANEXOS 2 ..................................................................................................................................... 115 LISTADO DE IMÁGENES HUMEDAD EN PARED ................................................................................................................................... 15 ENSUCIAMIENTO FACHADA. DE (FUENTE: HTTP://XSAPPS- API.XTREMESOFT.NET/MEDIA/IVE/CONTENT/POSTS/RENHATA/CONSEJOS/FICHAS/CNS/FACHADAS_ENSUCIAMIENTO.PDF) ......... 15 EROSIÓN FÍSICA EN MAMPOSTERÍA. (FUENTE: HTTPS://WWW.ALAMY.ES/EN-LA-PARED-DE-LADRILLOS-ROJOS-DANADOSPOR-LA-EROSION-DEL-AGUA-Y-A-LA-INTEMPERIE-IMAGE311149180.HTML) ..................................................................... 16 DEFORMACIÓN COLUMNA DE CONCRETO. (FUENTE: HTTPS://WWW.ARKIPLUS.COM/TIPOS-DE-DEFORMACIONES-EN-ELHORMIGON/) .......................................................................................................................................................... 16 FISURA EN LOSA DE CONCRETO. (FUENTE: HTTPS://WWW.ARKIPLUS.COM/TIPOS-DE-DEFORMACIONES-EN-EL-HORMIGON/) 17 GRIETAS EN LOSA DE CONCRETO. (FUENTE: HTTPS://GRIETASPARED.COM/TIPOS-DE-FISURAS-EN-HORMIGON-ARMADO/)17 DESPRENDIMIENTO DE ACABADOS EN FACHADA. (FUENTE: HTTPS://REFORMACORUNA.COM/DESPRENDIMIENTOS-DEFACHADA/) ............................................................................................................................................................. 18 EFLORESCENCIA EN MAMPOSTERÍA. (FUENTE: HTTPS://WWW.KPSTRUCTURES.IN/2021/05/VARIOUS-PERFORMED-TESTSON-BRICKS.HTML) .................................................................................................................................................... 18 OXIDACIÓN EN VIGAS DE ACERO. (FUENTE: HTTPS://INFOCORROSION.COM/INDEX.PHP/NOTICIA/NOTAS- PATROCINADAS/ITEM/1183-ESTRUCTURA-METALICA-Y-CONCRETO-VENTAJAS-DE-CONSTRUIR-EN-ACERO)................................ 19 CORROSIÓN EN ACERO DE REFUERZO. (FUENTE: HTTPS://WWW.TOXEMENT.COM.CO/MEDIA/3413/PATOLOGIA_CORROSIO-N.PDF)................................................................................................................................................. 19 MUSGO EN MURO DE MAMPOSTERÍA. (FUENTE: HTTPS://WWW.ALBANILES.ORG/HOGAR/COMO-ELIMINAR-EL-MUSGOY-EL-MOHO-DE-UNA-PARED-DE-LADRILLOS/)................................................................................................................. 20 EROSIÓN QUÍMICA MAMPOSTERÍA. EN (FUENTE: HTTP://XSAPPS- API.XTREMESOFT.NET/MEDIA/IVE/CONTENT/POSTS/RENHATA/CONSEJOS/FICHAS/CNS/FACHADAS_EROSION_SINGULARES.PDF) . 20 EJEMPLO DE APIQUE (FUENTE: HTTPS://WWW.GEOANALISIS.CO/APIQUES-2/) ....................................................... 23 DETECCIÓN DE ACERO DE REFUERZO BAJO PLACA. (FUENTE: HTTPS://WWW.CJEINGENIEROS.COM/ESCANEO-DEREFUERZO/) 24 EXTRACCIÓN DE NÚCLEO DE CONCRETO. (FUENTE: HTTPS://FOTOS.HABITISSIMO.COM.MX/FOTO/EQUIPO-DE- EXTRACCION_333828) ............................................................................................................................................. 24 NÚCLEO DE CONCRETO. (FUENTE: HTTPS://WWW.360ENCONCRETO.COM/BLOG/DETALLE/MUESTRAS-DE-CONCRETOENDURECIDO) .......................................................................................................................................................... 25 PRUEBA DE CARBONATACIÓN EN NÚCLEO DE CONCRETO. (FUENTE: HTTPS://WWW.360ENCONCRETO.COM/BLOG/DETALLE/CATEGORIA/CONCRETO/PREFABRICADOS-CONCRETO-EN-COLOMBIA) ..... 25 REGATA EN ELEMENTO ESTRUCTURAL TIPO MURO. (FUENTE: PROPIA) .................................................................... 26 ESCLERÓMETRO. (FUENTE: HTTPS://WWW.TESTEKNDT.NET/PRODUCTO/ESCLEROMETRO-PARA-CONCRETO-SCHMIDTHAMMER-NOVOTEST-SH) ........................................................................................................................................... 26 EDIFICIO SAN AGUSTÍN, EXTERIORES (FUENTE: TWITTER MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO) ...................... 32 EDIFICIO SAN AGUSTÍN. INTERIORES (FUENTE: TWITTER MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO) ...................... 33 LOCALIZACIÓN PACIENTE EDIFICIO SAN AGUSTÍN (FUENTE: GOOGLE MAPA) ........................................................... 34 IMAGEN ETABS 2015 MODELO MATEMÁTICO PACIENTE MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. (FUENTE: INFORME DE VULNERABILIDAD SÍSMICA CONSULTORÍA Y CONSTRUCCIONES CIVILES LTDA.)...................................................... 36 PISO 1_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 36 PISO 2_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 37 PISO 3_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 37 PISO 4_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 38 PISO 5_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 38 PISO 6_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 39 PISO 7_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .................................................................. 39 PISO 8,9 Y 10_ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. ........................................................ 40 CUBIERTAS ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. .............................................................. 40 ALZADOS ESTRUCTURAL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. ................................................................ 41 LEVANTAMIENTO ESTRUCTURAL, PLANTA DE CIMENTACIÓN.................................................................................. 42 LEVANTAMIENTO ARQUITECTÓNICO, IDENTIFICACIÓN ALTURAS PACIENTE ............................................................... 42 ENTORNO EDIFICIO SAN AGUSTIN (FUENTE: GOOGLE MAPS) ............................................................................ 45 MAPA DE CALIDAD DEL AIRE (IBOCA - HTTP://IBOCA.AMBIENTEBOGOTA.GOV.CO/MAPA/) ...................................... 45 GRÁFICA: RESUMEN CLIMA CIUDAD DE BOGOTÁ. (FUENTE: WEATHERSPARK - HTTPS://ES.WEATHERSPARK.COM/Y/23324/CLIMA-PROMEDIO-EN-BOGOT%C3%A1-COLOMBIA-DURANTE-TODO-ELA%C3%B1O) 46 GRÁFICA: TEMPERATURA MÁXIMA Y MÍNIMA PROMEDIO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ. (FUENTE: WEATHERSPARK HTTPS://ES.WEATHERSPARK.COM/Y/23324/CLIMA-PROMEDIO-EN-BOGOT%C3%A1-COLOMBIA-DURANTE-TODO-ELA%C3%B1O).......................................................................................................................................................... 46 GRÁFICA: PROBABILIDAD DIARIA DE PRECIPITACIÓN EN BOGOTÁ. (FUENTE: WEATHERSPARK - HTTPS://ES.WEATHERSPARK.COM/Y/23324/CLIMA-PROMEDIO-EN-BOGOT%C3%A1-COLOMBIA-DURANTE-TODO-ELA%C3%B1O).......................................................................................................................................................... 47 GRÁFICA: NIVEL DE HUMEDAD DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ. (FUENTE: WEATHERSPARK - HTTPS://ES.WEATHERSPARK.COM/Y/23324/CLIMA-PROMEDIO-EN-BOGOT%C3%A1-COLOMBIA-DURANTE-TODO-ELA%C3%B1O).......................................................................................................................................................... 48 FACHADAS LOCALIZACIÓN NORTE DEL EDIFICIO SAN AGUSTÍN ............................................................................... 50 FACHADAS LOCALIZACIÓN ORIENTE DEL EDIFICIO SAN AGUSTÍN............................................................................. 50 FACHADAS LOCALIZACIÓN SUR DEL EDIFICIO SAN AGUSTÍN................................................................................... 51 FACHADAS LOCALIZACIÓN OCCIDENTE DEL EDIFICIO SAN AGUSTÍN ......................................................................... 51 HISTORIA SÍSMICA DE BOGOTÁ – (FUENTE: PORTAL SGC.) .................................................................................. 56 AMPLIFICACIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS DEBIDO AL TIPO DE SUELO Y CAMBIOS EN LA TOPOGRAFÍA.............................. 57 MAPA DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE BOGOTÁ, LA CANDELARIA ZONA 2 (FUENTE: INGEOMINAS) ................... 58 IDENTIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA. MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO EN MODELO ETBAS 2015............ 59 PLANO GEOLÓGICO DEL SECTOR EN ESTUDIOS CON LAS DIFERENTES UNIDADES GEOLÓGICAS (INGEOMINAS HTTP://SRVAGS.SGC.GOV.CO/FLEXVIEWER/ATLAS_GEOLOGICO_COLOMBIA/) .................................................................... 60 IDENTIFICACIÓN DE FALLAS ACTIVAS – TEUSACÁ. (FUENTE: ATLAS GEOLÓGICO DE COLOMBIA 2015) ........................... 61 LOCALIZACIÓN ZONA DE AMENAZA SÍSMICA, INTERMEDIA. (FUENTE: PORTAL SGC.) ................................................. 62 MAPA DE ZONIFICACIÓN DE RESPUESTA SÍSMICA DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ. (FUENTE DECRETO 523 DE 2010). ........... 63 MAPA DE ZONA DE RESPUESTA SÍSMICA. (FUENTE: RESPUESTA SÍSMICA; MICROZONIFICACIÓN 2010 ......................... 64 CHEQUEO IRREGULARIDAD EN ALTURA. (FUENTE: BASE DE DATOS EMPRESA CYC LTDA) .......................................... 70 ESTIMADO DE ESPECTRO DE DISEÑO DEL PACIENTE. (FUENTE: BASE DE DATOS EMPRESA CYC LTDA) ........................... 72 IDENTIFICACIÓN DE RIESGO MOVIMIENTOS EN MASA. (FUENTE IDIGER) ................................................................ 73 MAPA DE INTENSIDADES MÁXIMAS OBSERVADA. (FUENTE: PORTAL SGC) .............................................................. 74 MAPA DE INTENSIDADES SÍSMICA ESPERADA. (FUENTE: PORTAL SGC.) .................................................................. 75 MATRIZ DE VULNERABILIDAD (FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA) ............................................................................ 78 LESIÓN: FISURAS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES TIPO VIGA AÉREA. ...................................................................... 80 LESIÓN: FISURAS EN ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES ......................................................................................... 80 LESIÓN: HUMEDAD EN MURO ........................................................................................................................ 81 ENSUCIAMIENTO EN FACHADAS. ..................................................................................................................... 81 LESIÓN: ROTURA DE ELEMENTOS DE FACHADA ................................................................................................... 82 LESIÓN: LEVANTAMIENTO DE ACABADO DE PISO................................................................................................. 82 LESIÓN: GRIETA POR ASENTAMIENTO DIFERENCIAL ............................................................................................. 83 FORMATO DE FICHA DE GENERALIDADES PACIENTE ............................................................................................. 83 FORMATO DE FICHA DE RECOLECCIÓN Y REGISTRO DE LESIONES............................................................................. 84 LESIONES SÓTANO ....................................................................................................................................... 85 CATEGORÍA LESIONES SÓTANO ....................................................................................................................... 85 TIPOLOGÍA LESIONES PISO 1........................................................................................................................... 86 CATEGORÍA LESIONES PISO 1.......................................................................................................................... 86 MUESTRA FOTOGRAFICA DE AFECTACION EN FACHADAS EXTERIORES EN PATIO, ZONA CRITICA ..................................... 88 MUESTRA FOTOGRAFICA DE AFECTACION EN ESPACIOS INTERIORES ZONA CRITICA..................................................... 89 LOCALIZACIÓN PATIO SUR OCCIDENTE, ZONA CRITICA EN EDIFICIO SAN AGUSTÍN. .................................................. 90 DISTRIBUCIÓN Y UBICACIÓN DE APIQUES Y SONDEOS, SÓTANO .............................................................................. 97 ESQUEMA APIQUE 1 .................................................................................................................................... 98 ESQUEMA APIQUE 2 .................................................................................................................................... 98 ESQUEMA APIQUE 3 .................................................................................................................................... 98 ESQUEMA APIQUE 4 .................................................................................................................................... 99 PERFIL ESTRATIGRÁFICO SONDEO 1 ............................................................................................................... 100 PERFIL ESTRATIGRÁFICO SONDEO 2 ............................................................................................................... 101 PERFIL ESTRATIGRÁFICO SONDEO 3 ............................................................................................................... 102 PERFIL ESTRATIGRÁFICO SONDEO 4 ............................................................................................................... 102 CONDICIONES NEUTRALES SOBRE LA CUENCA DEL OCÉANO PACÍFICO TROPICAL. (FUENTE: NATIONAL WEATHER SERVICE CLIMATE PREDICTION CENTER)................................................................................................................................... 104 CONDICIONES BAJO UN EVENTO EL NIÑO SOBRE LA CUENTA DEL OCÉANO PACIFICO (FUENTE: NATIONAL WEATHER SERVICE CLIMATE PREDICTION CENTER)................................................................................................................................... 105 PRESUPUESTO ESTIMADO EJECUCIÓN DE ALTERNATIVAS .................................................................................... 110 LISTADO DE TABLAS TABLA 1. CUADRO DE ÁREAS CONSTRUIDA POR PISO. ........................................................................................................... 43 TABLA 3. RESUMEN SECCIONES DE VIGAS Y COLUMNAS DE LA EDIFICACIÓN. ............................................................................ 59 TABLA 4. DESCRIPCIÓN DE LAS ZONAS DE RESPUESTA SÍSMICA. (FUENTE: DECRETO 523 DE 2010). .............................................. 64 TABLA 5. GRUPO DE USO NSR-10. (FUENTE: NSR-10) ....................................................................................................... 65 TABLA 6. IDENTIFICACIÓN SISTEMA ESTRUCTURAL. (FUENTE: NSR-10) ................................................................................... 65 TABLA 7. IRREGULARIDAD EN ALTURA. (FUENTE: NSR-10) ................................................................................................... 66 TABLA 8. COEFICIENTE IRREGULARIDAD EN X PISO 1. (FUENTE: BASE DE DATOS EMPRESA CYC LTDA).......................................... 67 TABLA 9. COEFICIENTE IRREGULARIDAD EN Y PISO 1. (FUENTE: BASE DE DATOS EMPRESA CYC LTDA) .......................................... 68 TABLA 10. IRREGULARIDAD EN ALTURA. (FUENTE: NSR-10)............................................................................................... 69 TABLA 11. COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA. (FUENTE: BASE DE DATOS EMPRESA CYC LTDA) ................... 71 TABLA 12. TABLA DE CLASIFICACIÓN DE FISURAS ............................................................................................................... 84 TABLA 13. RESUMEN DE LESIONES SÓTANO Y PISO 1. ........................................................................................................ 91 TABLA 14. RESUMEN LONGITUD FISURAS ........................................................................................................................ 91 TABLA 15. RESUMEN ESPESOR FISURAS .......................................................................................................................... 92 TABLA 16. EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS Y ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A CARGO DEL ING. MARLON ........................... 94 TABLA 17. ENSAYO DE CARBONATACIÓN A CARGO DEL INGENIERO MARLON .......................................................................... 95 TABLA 18. REGATAS ................................................................................................................................................... 96 TABLA 19. APIQUES.................................................................................................................................................... 96 TABLA 20. LOCALIZACIÓN Y PROFUNDIDAD DE PERFORACIONES. (FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA) .............................................. 99 11 1. INTRODUCCIÓN En el campo de la construcción de obras civiles, el análisis patológico es conocido como ese proceso meticuloso, extenso y detallado de recopilación de información: técnica y legal de una edificación o cualquier obra civil principalmente en aspectos como la: estructura, arquitectura y la interacción del inmueble en estudio con su entorno. Construyendo un paralelo con la medicina, en la construcción las obras se consideran pacientes que serán evaluados por “médicos” (ingenieros, arquitectos, peritos forenses, geotecnistas, constructores, etc.) los cuales se encargan de desarrollar el estudio patológico ejecutando una serie de actividades que tienen como fin determinar las causas de las lesiones, del deterioro del paciente y la aparición aparentemente o repentina de problemas en las obras. La respuesta a estos interrogantes se logra mediante estudios donde sea menester la caracterización de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales constituyentes de la obra, uso del paciente, estudio de las cargas reales, análisis de las diferentes sintomatologías y un levantamiento detallado de las distintas patologías expresadas por el paciente. Adicionalmente se realiza la caracterización estructural, por medio de ensayos e inspecciones que permiten establecer la configuración y la conformación de los elementos estructurales. De acuerdo a lo anteriormente expresado, y como complemento a los conocimientos adquiridos a lo largo del desarrollo de la Especialización en Patología de la Construcción, se plantea desarrollar un informe técnico que brinde un prediagnóstico a las continuas patologías presentadas en el sector suroccidental en las zonas alrededor del patio interior en el sótano y piso 1 en el paciente objeto de este estudio el EDIFICIO SAN AGUSTIN, de la ciudad de Bogotá, donde funcionan EL MINISTERIO DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO y la DIAN. Estas patologías no se presentan como consecuencia de eventos sísmicos, toda vez que según los registros de la Red Sismológica Nacional de Colombia no se han registrado eventos sísmicos que coincidan temporalmente con las patologías presentadas en la edificación. Como antecedente se conoce que el consorcio JOSUE GALVIS – CONSULTEC ejecutó el contrato publico No. 2081672 en el año 2006 y cuyo objeto era Consultoría para realizar los estudios y diseños de vulnerabilidad sísmica, patología estructural, refuerzo estructura y demás estudios arquitectónicos, técnicos y de detección del edificio San Agustín del Ministerio de Hacienda y Crédito Público en Bogotá D.C. Dentro del presente informe se hará referencia a la investigación y resultados de este contrato 12 2. JUSTIFICACIÓN Este “prediagnóstico” del paciente es importante en la medida que sirve para detectar, recopilar, analizar y hacer una lectura de todos los síntomas que está exponiendo el edificio San Agustín, especialmente en sótano y piso 1. Con la detección de las lesiones consignadas en el informe, lo que se busca es agrupar los procesos patológicos que resulta fundamental en el siguiente paso, que consiste en la evaluación y análisis para determinar la procedencia e identificar las causas de estos procesos. Teniendo claridad de los problemas, se abre un mejor horizonte en las medidas y procesos para la resolución y eliminación de las causas de las lesiones, que es hacia donde siempre se debe apuntar, dado que se vuelve un círculo vicioso atacar los síntomas únicamente y no combatir la causa principal de los mismos. Esto acarrea una continua disminución de la vida útil del inmueble, y un foco de gasto económico constante. Habrá entonces que recomendar medidas correctivas, como sustitución de piezas, elementos o materiales y su vez sugerir medidas preventivas que no fueron usadas en los diferentes procesos constructivos desde un comienzo. O, por otro lado, se propondrá medidas aún más definitivas como la demolición para la reconstrucción parcial o total de la obra. Sea cual sea el camino, solo se puede llegar con una exhaustiva investigación que comienza desde los detalles más generales del paciente hasta la ejecución de ensayos. Es claro que la falta de pluralidad de estos ensayos limitara así mismo las recomendaciones, sin embargo, con la información que se obtenga se detallara al máximo las posibles soluciones. El edificio San Agustín ubicado en la en la ciudad de Bogotá D.C, por su disposición y según las normativas vigentes (NSR-10), es una estructura de especial importancia por las funciones que presta a la comunidad. Por importancia, se clasifica dentro del uso de OCUPACIÓN ESPECIAL – GRUPO DE USO II, toda vez que corresponde a un EDIFICIO GUBERNAMENTAL. Esta es la principal motivación para el desarrollo del informe patológico. Al garantizar el cumplimiento de los requisitos mínimos de las distintas normas técnicas y el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo resistente NSR-10, en cierta forma se está dando cumplimiento al fin fundamental de proteger las vidas humanas y el deterioro progresivo de las estructuras. Sin embargo, la protección de la propiedad es un efecto indirecto de la ejecución de los reglamentos de construcción, pues al defender las vidas humanas, se alcanza una protección de la propiedad, como un derivado propio de la defensa de la vida. Ninguna norma claramente solicita la verificación de la protección de la propiedad, aunque recientemente hay tendencias en esa dirección en algunos países. 13 3. OBJETIVOS 3.1. GENERAL • Elaborar diagnóstico patológico y análisis del estado actual y las patologías presentes en los elementos arquitectónicos y estructurales del edificio San Agustín donde funcionan el Ministerio de Hacienda Y Crédito Publico y la DIAN. 3.2. ESPECÍFICOS • Realizar un inventario físico detallado de las patologías presentes que conforman la estructura principal del paciente, donde se identifique la sintomatología presente, su tipo, cantidad y ubicación en los elementos que integran la estructura diligenciando las fichas de recolección de información creadas. • Construir un informe técnico de las principales características arquitectónicas, estructurales y de las patologías presentes en el paciente • Proponer recomendaciones y soluciones a los distintos procesos patológicos identificados, analizando las mejores alternativas combinando eficiencia, innovación y economía. 14 4. MARCO REFERENCIAL 4.1. MARCO TEÓRICO La construcción de cualquier tipo de edificación, sea una vivienda, puente o un rascacielos, es un proceso complejo y preciso que requiere de prestar mucha atención a los detalles que se suscitan antes, durante y posterior a la ejecución de la obra. En este apartado, el enfoque es el seguimiento en un mediano y largo periodo de tiempo una vez se ha finalizado la obra, con la intención de evaluar como esta se ha comportado y si aún puede cumplir las funciones para las que fue concebida y calcular el porcentaje de afectación desde una óptica individual (elementos arquitectónicos y estructurales) y desde una óptica colectiva (la obra como tal). Para fines de poder captar la intención y entender mejor este informe es importante una introducción ingenieril en distintos términos y procesos: 4.1.1. PATOLOGÍA Basado en los conceptos reunidos por Broto en su obra Enciclopedia Broto de Patologías de la construcción. Define a la patología constructiva de la edificación como la ciencia que estudia los problemas constructivos que aparecen en el edificio o en alguna de sus unidades con posterioridad a su ejecución. dentro del mismo es válido mencionar que es un error habitual usar patología como sinónimo de lesiones, alejándola de su correcto uso. 4.1.2. PROCESO PATOLÓGICO Según los conceptos recopilados en el Manual de patología de la edificación, el proceso patológico es el conjunto de acciones que se producen en un edificio, desde el instante en que se manifiesta un deterioro en su funcionamiento o la aparición de una o varias lesiones. Es normal que este proceso culmine con la intervención en búsqueda de la recuperación de las condiciones básicas para las que el edificio u obra fue construida, mediante la correspondiente reparación. 4.1.3. LESIÓN Una lesión, es una manifestación de un problema constructivo, es decir el síntoma final de un proceso patológico. (Broto 2006). 15 4.1.4. TIPOLOGÍA DE LESIONES Es de suma importancia distinguir los diferentes tipos de lesiones que se pueden presentar en un paciente, dado que esto funciona como punto de inicio en la elaboración de un estudio patológico, y una vez identificadas se podrá escoger la medida correctiva adecuada. 4.1.5. LESIONES FÍSICAS: Son el resultado de acciones físicas que ocurren al interior o exterior del paciente, entre las que se destacan 4.1.5.1. Humedad Presencia de agua en un porcentaje mayor al considerado como normal en un material o elemento constructivo. Humedad en pared 4.1.5.2. Suciedad Es el depósito de partículas en suspensión sobre una superficie de elemento arquitectónico o estructural. Ensuciamiento de fachada. (Fuente: http://xsappsapi.xtremesoft.net/media/ive/content/posts/renhata/consejos/fichas/CNS/fachadas_ensuci amiento.pdf) 16 4.1.5.3. Erosión Es la pérdida o transformación superficial de un material, y puede ser total o parcial. Erosión física en mampostería. (Fuente: https://www.alamy.es/en-la-pared-deladrillos-rojos-danados-por-la-erosion-del-agua-y-a-la-intemperie-image311149180.html) 4.1.6. LESIONES MECÁNICAS: Son aquellas resultantes de un factor mecánico generalmente relacionas da movimientos diferenciales internos o externos al paciente. Estas lesiones fácilmente podrían estar incluidas dentro del grupo de lesiones físicas, no obstante, se dejan en un capítulo aparte debido al nivel de importancia que tienen. Dentro de estas lesiones se tienen: 4.1.6.1. Deformaciones son variaciones a consecuencia de esfuerzos mecánicos en elementos estructurales y arquitectónicos. Deformación columna de concreto. (Fuente: https://www.arkiplus.com/tipos-dedeformaciones-en-el-hormigon/) 17 4.1.6.2. Fisuras Son aberturas longitudinales generalmente que afectan a la superficie o al acabado de un elemento constructivo. Fisura en losa de concreto. (Fuente: https://www.arkiplus.com/tipos-dedeformaciones-en-el-hormigon/) 4.1.6.3. Grietas Son aberturas longitudinales similares a las fisuras, con la diferencia de que estas tienden a afectar gran parte del espesor del elemento afectado. Grietas en losa de concreto. (Fuente: https://grietaspared.com/tipos-de-fisuras-enhormigon-armado/) 18 4.1.6.4. Desprendimientos Es una especie de deformación en la que una parte del elemento arquitectónico o estructural ha sido retirado. Desprendimiento de acabados en fachada. (Fuente: https://reformacoruna.com/desprendimientos-de-fachada/) 4.1.6.5. Erosiones mecánicas Es la disgregación de material, a causa de los movimientos estructurales. 4.1.7. LESIONES QUÍMICAS Se producen a consecuencia de reacciones químicas en los materiales de los elementos constructivos, los elementos atmosféricos, productos contaminantes del ambiente e incluso diversos organismos vivos. Dentro de este grupo se destacan: 4.1.7.1. Eflorescencias Son unos polvillos blancos y secos resultantes de la precipitación y posterior cristalización de ciertas sales solubles en agua, que se depositan en superficies que han tenido humedad cuando ésta se seca y el líquido se evapora. Eflorescencia en mampostería. (Fuente: https://www.kpstructures.in/2021/05/various-performed-tests-on-bricks.html) 19 4.1.7.2. Oxidación Es la transformación de metales en oxido al entrar en contacto con el oxígeno o el agua. Oxidación en vigas de acero. (Fuente: https://infocorrosion.com/index.php/noticia/notas-patrocinadas/item/1183-estructurametalica-y-concreto-ventajas-de-construir-en-acero) 4.1.7.3. Corrosión Pérdida progresiva de partículas de la superficie del metal. Corrosión en acero de refuerzo. (Fuente: https://www.toxement.com.co/media/3413/patologi-a_corrosio-n.pdf) 20 4.1.7.4. Organismos Afectación de materiales y elementos estructurales o arquitectónicos por la segregación de sustancia de organismos vegetales (mohos, musgo hongos, plantas) o animales. Musgo en muro de mampostería. (Fuente: https://www.albaniles.org/hogar/comoeliminar-el-musgo-y-el-moho-de-una-pared-de-ladrillos/) 4.1.7.5. Erosiones químicas A causa de la reacción química de sus componentes con otras sustancias, producen transformaciones moleculares en la superficie de los materiales pétreos. Erosión química en mampostería. (Fuente: http://xsappsapi.xtremesoft.net/media/ive/content/posts/renhata/consejos/fichas/CNS/fachadas_erosio n_singulares.pdf) 21 Por otro lado, es importante conocer la jerarquía en la que se agrupan las lesiones anteriormente mencionadas, y estas pueden ser: 4.1.8. LESIONES PRIMARIAS: Dentro del proceso patológico son las que aparecen en primer lugar 4.1.9. LESIONES SECUNDARIAS: Dentro del proceso patológico son las que aparecen en segundo lugar Generalmente una lesión tiene su origen a partir del desarrollo de otras, por lo que no aparecen solas generando confusión entre ellas. Es vital identificar claramente cuáles aparecieron primero y cuales son consecuencia de las anteriores, esto dependerá de cada proceso patológico. Las lesiones pueden atacar en formas e intensidades diferentes a un paciente agrupándose en lesiones leves, moderadas, severas o graves. 4.1.10. CAUSAS LESIONES Se pueden definir como los agentes activos o pasivos, que actúan como origen de un proceso patológico y que desembocan en una o varias lesiones. La importancia de la determinación del origen de la lesión, recae en que de este modo se puede resolver de raíz la afectación del paciente, mientras que, si solo se toman medidas únicamente sobre la lesión misma, está a futuro reaparecerá pues la fuente que las crea seguirá en constante actividad. Una lesión puede tener una o varias causas, por lo que se convierte en una tarea de vital importancia su determinación, identificación, análisis y estudio. Las causas están divididas en dos principales grupos: 4.1.10.1. Directas cuando son el origen inmediato del proceso patológico, tales como los esfuerzos físicos, mecánicos, agentes atmosféricos, contaminación, etc. Normalmente estas lesiones no se pueden evitar. 4.1.10.2. Indirectas cuando la causa de la lesión es el producto de un error de diseño, defecto en la ejecución y construcción de la obra, elección de materiales. Se caracterizan porque pueden ser evitables. Por otro lado, estas necesitan la conjunción de una causa directa para iniciar el proceso patológico. El análisis de estas causas indirectas fortalece los procesos de prevención. 4.1.11. INTERVENCIONES Una vez se han identificado la totalidad de las lesiones, se han organizado en los distintos grupos, se le han asignado los diferentes niveles de severidad, evolución y se ha caracterizado el o los orígenes de las 22 lesiones, es momentos de implementar las correspondientes reparaciones. Estas medidas pueden desarrollarse de tres distintas formas: 4.1.12. REPARACIONES es el conjunto de acciones que van desde demoliciones, saneamientos y aplicación de nuevos materiales, con la finalidad de recuperar el estado constructivo y la funcionalidad tanto arquitectónica como estructural inicial del paciente. 4.1.13. RESTAURACIONES Es un tipo de reparación, pero más focalizada y centralizada en un elemento en concreto dentro de la totalidad del paciente. Normalmente es un proceso bastante dispendioso y que requiere de mucha precisión a la hora de escoger esta alternativa, pues hay que sopesar si vale la pena ejecutar medidas. 4.1.14. REHABILITACIÓN es una serie de acciones que consisten en un proyecto arquitectónico para nuevos usos, estudio patológico con diagnósticos parciales, reparaciones de las diferentes unidades constructivas dañadas. Sea cual sea el método de intervención se recomienda trabajar con un anteproyecto de actuación que debe ser profundo y minucioso y en el cual debe realizarse un estudio de cada uno de los elementos objeto de la intervención (Broto 2006). 4.1.15. PREVENCIÓN Es una verdad absoluta que, en el campo de la construcción, particularmente en nuestra cultura, la prevención no es un proceso que se ejecute con demasiada rigurosidad y eficiencia como debería hacerse. Ignorando que es junto con el mantenimiento, son las medidas que más lograran extender la vida útil de un paciente. Con la prevención lo que se busca inicialmente es lograr eliminar las causas indirectas de lesiones, que afectan normalmente en una fase previa del proyecto. 4.1.16. ENSAYOS Y EQUIPOS Para la caracterización de información sobre los materiales de construcción de un edificio que se está evaluando, determinación de la estructura que normalmente no está visible como el sistema de cimentación y entrepisos, resistencia de materiales y resolver sinfín de interrogantes se requiere de la ejecución de diferentes actividades en campo y en laboratorio. Para obtener la mejor información posible estas actividades se realizan con equipo especializado. A continuación, se enlista ensayos y equipos usados en un análisis patológico a un paciente: 23 4.1.17. APIQUES: Los apiques son excavaciones realizadas mediante métodos manuales, que permiten la observación directa del terreno a cierta profundidad, así como la toma de muestras alteradas o inalteradas. Por medio de este ensayo se logra caracterizar los materiales In Situ Muestreo: o Muestra inalterada con tubo de pared delgada tipo Shelby y muestra de CBR inalterada (ASTM D1587 y ASTM D-1883). o De las paredes de la excavación se toman muestras alteradas. Ensayos: o Ensayo de Penetración Dinámica de Cono (ASTM D-6951-03). o Ensayo de penetración estándar – SPT (ASTM D-1586 Ejemplo de apique (Fuente: https://www.geoanalisis.co/apiques-2/) 4.1.18. DETECCIÓN MAGNÉTICA DE REFUERZO: Cuando no se tienen planos estructurales o se quiere hacer comprobaciones con el uso de un escáner, se hace un barrido por las diferentes caras de los elementos estructurales, identificando la presencia y otras características del acero de fuerzo. Con esto se puede determinar si los elementos estructurales poseen refuerzo longitudinal y transversal suficiente, si existen zonas de confinamiento y el espesor del recubrimiento del acero 24 Detección de acero de refuerzo bajo placa. (Fuente: https://www.cjeingenieros.com/escaneo-de-refuerzo/) 4.1.19. EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS: La extracción y ensayo de núcleos de concreto tiene como función principal la determinación de la resistencia a compresión del concreto hidráulico de una estructura existente. En general la extracción de núcleos se lleva a cabo cuando existe una duda razonable de la resistencia debido a que se tienen bajos resultados de los ensayos durante la construcción, por los síntomas de deterioro en la estructura o en estructuras antiguas, en donde se necesita obtener más información sobre las condiciones y resistencia del concreto. Se debe utilizar equipo adecuado para la extracción de núcleos (Taladro con una broca hueca con el borde diamantado) Extracción de núcleo de concreto. (Fuente: https://fotos.habitissimo.com.mx/foto/equipo-de-extraccion_333828) 25 Núcleo de concreto. (Fuente: https://www.360enconcreto.com/blog/detalle/muestras-de-concreto-endurecido) 4.1.20. PRUEBA DE CARBONATACIÓN A MUESTRAS DE CONCRETO La carbonatación es un proceso corriente en el deterioro del hormigón y es la pérdida de pH que ocurre cuando el dióxido de carbono atmosférico reacciona con la humedad dentro de los poros del concreto y convierte el hidróxido de calcio (con alto pH) a carbonato de calcio, el cual tiene un pH más neutral. y resulta de la reacción del hidróxido cálcico con el dióxido de carbono del aire, este proceso favorece la pérdida de la capa de recubrimiento activando el proceso de corrosión de las armaduras en presencia de agua y oxígeno. La caracterización del estado de conservación del hormigón puede realizarse mediante la verificación de la profundidad de carbonatación del material, con la aplicación de un indicador químico de fenolftaleína en núcleos ejecutados en la edificación. Prueba de carbonatación en núcleo de concreto. (Fuente: https://www.360enconcreto.com/blog/detalle/categoria/concreto/prefabricados-concretoen-colombia) 26 4.1.21. REGATAS La regata consiste en destruir una porción del recubrimiento del elemento estructural por medio de taladros percutores y dejar expuesto el acero longitudinal y transversal del elemento, para entonces proceder a su medición, inspección visual y toma de registro fotográfico. Regata en elemento estructural tipo muro. (Fuente: propia) 4.1.22. ESCLEROMETRÍA Es un ensayo que sirve como medida estimada para la comprobación de resistencia del concreto de cualquier elemento estructural. Se realiza con un equipo denominado esclerómetro y su funcionamiento consiste en una pesa tensada con un muelle. Dicha pesa tensada es lanzada contra el hormigón y se mide su rebote. Aunque no es un método excesivamente fiable, su uso está muy extendido. Proporciona valores aproximados y se emplea principalmente como método de comprobación, siendo menos usado que el ensayo de compresión. Esclerómetro. (Fuente: https://www.testekndt.net/producto/esclerometro-paraconcreto-schmidt-hammer-novotest-sh) 27 4.2. MARCO LEGAL • La normativa adoptada como base conceptual en el presente estudio patológico es el siguiente: Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. • Plan de Ordenamiento Territorial de la ciudad de Bogotá. • Norma técnica Colombiana NTC 6047 – Accesibilidad al medio físico. Espacios de servicio al ciudadano en la administración pública. Requisitos. 4.3. MARCO HISTÓRICO La historia de los primeros cimientos en la temática de la patología de la construcción se puede remontar a aquella Mesopotamia conocida como cuna de civilizaciones, donde se encuentran las raíces del mundo occidental. Muchos de los descubrimientos de los habitantes de esta región se convirtieron en verdaderos aportes para la humanidad. Como una muestra de esta aseveración se encuentra el código de Hammurabi, quien fue el sexto rey de Babilonia desde el año 1792 hasta el 1750 A.C. y quien promovió el que se considera uno de los primeros códigos de leyes escritos de la historia. El código de Hammurabi, es uno de los documentos más antiguos conservados. En uno de sus artículos se expresa que si por causas atribuibles al constructor, fallecía el propietario de una vivienda, se debía dar muerte al constructor. Esto demuestra que la mala práctica también existía en aquella época. 28 5. ALCANCE Y LIMITACIONES El presente estudio se centra en el edificio SAN AGUSTÍN, DEL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO Y LA DIAN localizado en la ciudad de Bogotá D.C. Posee un área construida de 39534,8 m2 entre el sótano y sus diez pisos superiores. No obstante, para el desarrollo del presente informe, el análisis esta direccionado al sótano y piso 1. Debido a que, entre la inspección visual y la recepción de los testimonios de las personas que habitúan el edificio, estos son los pisos con mayor exposición de lesiones. El análisis se limita a la constitución de un prediagnóstico patológico representando en un informe técnico de la edificación y se centra en: • Recopilación de información técnica, legal e histórica del edificio • Caracterización arquitectónica y estructural de la totalidad del paciente. Organización planimétrica de estos dos aspectos a partir de la información obtenida previamente. • Comprobación de la información existente. Inspección visual y revisión con flexómetro del 50% de piso 1 y sótano. Dependiendo del porcentaje de coincidencia entre planos y las instalaciones físicas se decidirá por realizar la complementación de planos o se opta por continuar con los adquiridos. • Levantamiento, identificación, caracterización y agrupación de lesiones de sótano y piso 1 en las fichas de registro de patologías 29 6. METODOLOGÍA La metodología aplicada para la adquisición de información y posterior construcción del informe está fundamentada en tres fases. La primera corresponde a la preparación y planteamiento del estudio; etapa donde se hace un primer acercamiento y se definen conceptos propios del paciente. La segunda, Historia clínica; etapa de caracterización del paciente a partir de la información técnica, legal, histórica recolectada en campo y en distintas fuentes. Finalmente, la tercera etapa en este caso es el prediagnóstico; donde se puntualizan las diferentes lesiones haciendo un levantamiento y análisis de las mismas. A continuación, se profundiza de manera detallada en estas fases: 6.1. DESCRIPCIÓN SELECCIÓN PACIENTE El edificio SAN AGUSTIN, paciente centro del estudio patológico, se encuentra localizado en la carrera 8 No. 6C-38 de la tradicional localidad La Candelaria de la ciudad de Bogotá D.C. En él funcionan dos entidades estatales, que corresponden al MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO Y LA DIAN. Ambas entidades con sus oficinas comparten en un 50% las instalaciones de la edificación. La escogencia de este paciente para la aplicación de los distintos procedimientos de análisis y ejecución del estudio patológico se atribuyen a: • La tradición histórica de la edificación a nivel local dado que a lo largo de los 80 años de uso siempre ha estado ligado a servir como sede de entidades del estado. • Las prestaciones y servicios que las entidades ocupantes ofrecen a la comunidad, ya que el MINISTERIO DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO Y LA DIAN trabajan en un aspecto muy importante, la formulación y ejecución de la política económica del país. • La masividad tanto a nivel arquitectónico como estructural, es una edificación de 10 pisos con un área de más de 30.000m2 construidos. • Y especialmente por la ya manifestación de diferentes lesiones en el paciente. 30 6.2. PREPARACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 6.2.1. INSPECCIÓN PRELIMINAR DEL PACIENTE Se realiza un recorrido en la edificación apoyados en la planimetría arquitectónica y estructural obtenida previamente generando un primer acercamiento y familiaridad con el paciente. En el recorrido hubo un “primer momento” donde se efectuó la inspección visual al exterior del inmueble, identificando y caracterizando: perímetro, fachadas, vecinos y entorno en general. Y un “segundo momento” al interior de la edificación, revisando cada uno de los niveles del edificio. Una vez contextualizado, se constituyó un plan de trabajo que se ejecutó días posteriores a esta visita en la que se hizo la verificación arquitectónica al 50% del sótano y piso 1 (espacios, fachadas, acabados, etc.). Posteriormente se realizó la identificación y levantamiento de las distintas lesiones presentes en el paciente consignándolas en las fichas de recolección de información de lesiones (de autoría propia) acompañadas de registro fotográfico. En este proceso, el aporte de los testimonios de los trabajadores del MINISTERIO DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO Y LA DIAN, fue vital como complemento de información. 6.2.2. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN NECESARIA PARA EL ESTUDIO Las fuentes de donde se obtuvo información técnica, legal e histórica del edificio San Agustín, fueron: Las oficinas del Archivo General de la Nación de la ciudad de Bogotá. La oficina de archivo de la edificación y contratos desarrollados para el Fondo Financiero de Proyectos de Desarrollo – FONADE 6.2.3. PERMISOS Y AUTORIZACIONES PARA ABORDAR ESTUDIO AL PACIENTE. Los permisos y autorizaciones se le otorgaron al ingeniero MARLON DAVID DIAZ RODRIGUEZ responsable del presente informe, gracias a la mediación de la empresa CONSULTORÍA Y CONSTRUCCIONES CIVILES LTDA. con el departamento administrativo del MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO. 6.2.4. DEFINICIÓN DEL EQUIPO DE TRABAJO QUE REALIZARÁ LA EXPLORACIÓN El estudio es desarrollado por el ingeniero civil MARLON DAVID DIAZ RODRÍGUEZ, estudiante de la especialización en Patología de la construcción de la Universidad Santo Tomas, con el apoyo de la empresa CONSULTORÍA Y CONSTRUCCIONES CIVILES LTDA con sede en Villavicencio y Bogotá. Parte de la información arquitectónica, estructural, histórica, planimétrica y se extrae de trabajos realizados en el paciente (Edificio SAN AGUSTIN) en el año 2008 por la empresa CONSULTEC. 6.2.5. DEFINICIÓN DE LOS MEDIOS PARA REALIZAR LA EXPLORACIÓN La exploración que se hizo en el inmueble se denomina superficial, y la cual se desarrolló con el uso de planos impresos, flexómetro, regla, cámara fotográfica y se ejecutó la comprobación planimétrica de 31 sótano y piso 1 en un 50%. Para el segundo semestre se la especialización se proyecta la realización de ensayos destructivos y no destructivos. 6.2.6. RESPONSABLE DEL ESTUDIO El estudio es desarrollado por el ingeniero civil MARLON DAVID DIAZ RODRÍGUEZ, estudiante de la especialización en Patología de la construcción de la Universidad Santo Tomas, con el apoyo de la empresa CONSULTORIA Y CONSTRUCCIONES CIVILES en la ejecución de los ensayos y tramites. 6.2.7. FECHA DE REALIZACIÓN DEL ESTUDIO La visita al inmueble se realizó en un periodo comprendido entre el 05 y el 13 de abril del 2021. A partir de ese momento se comienza la construcción de la primera parte del informe culminándolo el 16 de julio del 2021. 32 7. HISTORIA CLÍNICA 7.1. DATOS GENERALES DEL PACIENTE 7.1.1. NOMBRE: Edificio SAN AGUSTÍN, del MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PÚBLICO y la DIAN. Edificio San Agustín, exteriores (Fuente: Twitter Ministerio de hacienda y crédito público) 33 Edificio San Agustín. interiores (Fuente: Twitter Ministerio de hacienda y crédito público) 34 7.1.2. LOCALIZACIÓN: El paciente se encuentra localizado en la carrea 8va No. 64, en el centro histórico La Candelaria. Esta es la localidad No. 17 y cuya ubicación es hacia el centro de la ciudad de Bogotá D.C. Localización Paciente Edificio San Agustín (Fuente: Google mapa) 7.1.3. FECHA DE CONSTRUCCIÓN La fecha de inicio de la construcción del edificio SAN AGUSTÍN según las investigaciones se estima que fue alrededor de los años 1941 - 1943, terminando en 1960 debido a múltiples problemas de índole sociopolítico por la posguerra y económico por un déficit presupuestal. 35 7.1.4. USO ACTUAL Y PREVISTO DEL SECTOR El paciente es una obra nueva que surgió de la demolición de la iglesia de San Agustín, para dar paso al PALACIO DE LOS MINISTERIOS y otras entidades estatales. Con el tiempo, se enfatizó como sede física del hoy MINISTERIO DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO. Posteriormente se compartiría el inmueble con la DIAN. Por otro lado, La Candelaria, localidad donde se encuentra ubicado el edificio se caracteriza por la pluralidad en el uso de suelo, destacándose principalmente el: comercial, residencial e institucional. 7.1.5. IMPORTANCIA DEL PACIENTE Una de las principales razones que justifican la importancia del paciente de estudio es que estructuralmente EL REGLAMENTO COLOMBIANO DE SISMO RESISNTECIA NSR-10 define este inmueble como de OCUPACION ESPECIAL - GRUPO ll por ser un edificio gubernamental. Anudado a esto, estaría la diversidad de servicios que ofrecen las entidades que ahí se encuentran. Otro aspecto a considerar, es la connotación histórica que tiene, pues se encuentra, por un lado, ubicado en el centro histórico de la ciudad de Bogotá, en La Candelaria, y por otro la longevidad misma del edificio, que ha acompañado a la población bogotana por 80 años. Finalmente, está la complejidad del edificio, pues resulta importante preservar todas las edificaciones es claro, pero aquellas donde se superen los 10 pisos (como es el caso) merecen especial atención. 7.1.6. SISTEMA ESTRUCTURAL Y CONSTRUCTIVO Se logro detectar que la metodología de construcción fue la manual tradicional, apoyado por maquinaria y tecnología de la época (1940). El sistema estructural del paciente (según la planimetría estructural histórica existente), corresponde a pórticos de concreto reforzados. Los entrepisos se encuentran constituidos por una losa aligerada en una dirección con vigas y viguetas de altura variable entre 30 y 70 cm y luces promedio de 6m. El espesor de la loseta superior es de 10 cm. El aligeramiento fue retirado durante la construcción y se tienen viguetas con una separación aproximada de 2.0 m. A nivel de cubierta se tiene vigas de concreto que configuran los pórticos en las dos direcciones principales, sobre la cual hay unas cerchas de madera que soportan la cubierta liviana en teja de fibrocemento. 36 Imagen Etabs 2015 Modelo matemático paciente Ministerio de Hacienda y crédito público. (Fuente: Informe de vulnerabilidad sísmica Consultoría y Construcciones civiles Ltda.) Piso 1_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. 37 Piso 2_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. Piso 3_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. 38 Piso 4_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. Piso 5_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. 39 Piso 6_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. Piso 7_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. 40 Piso 8,9 y 10_estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. Cubiertas estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. 41 Alzados estructural Ministerio de Hacienda y crédito público. NOTA: Los planos estructurales completos se encuentran en el Anexo 2. 7.1.7. NORMA ACTUAL QUE LO RIGE Como toda edificación nueva o existente, se tiene que procurar cumplir con los requisitos compilados en el REGLAMENTO COLOMBIANO DE COSTRUCCION SISMO RESISTENTE NSR-10. 7.1.8. EN LA EDIFICACIÓN Y/O CONSTRUCCIÓN CIVIL 7.1.8.1. Tipo de cimentación Según la planimetría adquirida, el sistema de cimentación está conformado por zapatas aisladas a una profundidad de 2.00 m medidos desde el nivel de piso fino de sótano, dichas zapatas no se encuentran interconectadas con vigas de amarre. Sin embargo, toda esta información se tiene proyectado comprobarla a través de la realización de un apique. 42 Levantamiento estructural, planta de cimentación 7.1.8.2. Altura inmueble La altura libre por piso de la edificación es de 3m. La irregularidad arquitectónica del inmueble ya que se puede definir al edificio como en “bloques” genera que se tengan alturas totales distintas. Si se divide la planta del edificio en tres tercios o bloques horizontales, la zona que corresponde a los dos tercios en dirección a la fachada principal tiene una altura de 36.38m. Por otro lado, la zona del tercer tercio tiene una altura de 16.25m. Levantamiento arquitectónico, identificación alturas paciente 43 7.1.8.3. Área y número de pisos El proyecto cuenta con un área total construida de 39534.8m2, distribuidos en un sótano y diez pisos. NIVEL SOTANO PISO 1 PISO 2 PISO 3 PISO 4 PISO 5 PISO 6 PISO 7 PISO 8 PISO 9 PISO 10 TOTAL Tabla 1. AREA TOTAL CONSTRUIDA 6621.96 6293.87 6287.94 4180.56 3594.6 3579.87 3259.83 3276.14 2161.47 109.41 169.15 39534.8 Cuadro de áreas construida por piso. 7.1.8.4. Estado general de la construcción Bajo inspección visual, la zona del sótano y del primer piso merece especial atención, ya que presenta un sistema patológico en el sector suroccidental del edificio SAN AGUSTÍN en las zonas alrededor del patio interior y en sótano y piso 1, que corresponde en su mayoría a todo tipo de fisuras ramificadas en elementos no estructurales y en muy poca proporción en estructurales. También hay presencia de grietas, desprendimientos de elementos de fachada y acabados. No se evidencian considerables problemas de humedad, más allá de pequeños estancamientos de agua productos de una falta de mantenimiento en fachadas. Se descarta que el sistema patológico principal, es decir, la fisuración masiva de los primeros pisos, no se presentan como consecuencia de eventos sísmicos, toda vez que según los registros de la Red Sismológica Nacional de Colombia no se han presentado eventos sísmicos que coincidan temporalmente con las patologías manifestadas por la edificación. Se estima entonces un cambio en el nivel o terreno de la edificación, o asentamientos diferenciales que se vienen presentando en una zona específica del edificio y que corresponde a uno de los patios. Por lo anteriormente descrito, el estado de piso 1 y sótano es regular. Por otro lado, el estado del paciente en los pisos 2 al 10 y cubierta, no manifiestan de deterioro o evidentes daños arquitectónicos y estructurales teniendo en cuenta el uso y años en servicio, por lo que el estado de esta región se clasifica como BUENO. 44 7.1.8.5. Información existente La información existente usada como base para la construcción del presente estudio es: copia de planos estructurales, arquitectónicos, licencia de construcción, cedula catastral estudio de suelos, informe topográfico, y testimonios del personal que labora en el MINISTERIO DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO y LA DIAN. 7.1.8.6. Fidelidad de los planos En el plan de trabajo, una vez recopilada la información planimétrica se realizó la correspondiente inspección visual en el inmueble siguiendo el plan realizar una verificación de la planta física versus planos en un 50% de piso 1 y sótano. Una vez ejecutada dicha tarea, no se evidenciaron fuertes cambios en la última versión de los planos existentes. 7.1.8.7. Constatación del estado del paciente El edificio SAN AGUSTÍN presenta una concentración de lesiones físicas mayormente fisuras en las plantas del sótano y piso 1. A diferencia del resto de la edificación, es decir del piso 2 al 10 donde la afectación y lesiones son casi nulas. Por consiguiente, el objetivo de este informe será poder identificar las causas del particular fenómeno que está afectando la base de la edificación en las primeras dos plantas en comparación con el resto del mismo. 7.1.9. DATOS GENERALES DEL ENTORNO: 7.1.9.1. Edificaciones u obras vecinas El edificio San Agustín ocupa un sector de la manzana donde se encuentra el templo de San Agustín, estructura de menor altura ubicada hacia costado Oriental y que está separada por una vía de circulación restringida; en los demás costados, se encuentran vías vehiculares y andenes peatonales, que enmarcan todo el perímetro del edificio del Ministerio y la DIAN 45 Entorno edificio SAN AGUSTIN (Fuente: Google maps) 7.1.9.2. Medio ambiente La localización del paciente en una zona urbana permite describir el ambiente con muy poca presencia de vegetación o ecosistemas similares, exceptuando pequeños patios con algo de vegetación en residencias cercanas y en el propio inmueble. Ahora bien, Según EL ÍNDICE BOGOTANO DE CALIDAD DEL AIRE Y RIESGO EN SALUD “IBOCA” en su mapa de calidad del aire de Bogotá, la zona donde se encuentra el paciente es un área libre de grandes contaminantes traduciéndose esto como zona favorable. Mapa de calidad del aire (IBOCA - http://iboca.ambientebogota.gov.co/mapa/) 46 7.1.9.3. Temperatura En Bogotá, los veranos son cómodos y nublados y los inviernos son cortos, frescos, mojados y mayormente nublados. La temporada templada dura 3,2 meses, del 20 de diciembre al 26 de marzo, y la temperatura máxima promedio diaria es más de 19 °C. El día más caluroso del año es el 6 de febrero, con una temperatura máxima promedio de 19 °C y una temperatura mínima promedio de 7 °C. La temporada fresca dura 2,2 meses, del 20 de junio al 27 de agosto, y la temperatura máxima promedio diaria es menos de 18 °C. El día más frío del año es el 16 de enero, con una temperatura mínima promedio de 7 °C y máxima promedio de 19 °C. Gráfica: Resumen clima ciudad de Bogotá. (Fuente: weatherspark https://es.weatherspark.com/y/23324/Clima-promedio-en-Bogot%C3%A1-Colombiadurante-todo-el-a%C3%B1o) Gráfica: Temperatura máxima y mínima promedio de la ciudad de Bogotá. (Fuente: weatherspark - https://es.weatherspark.com/y/23324/Clima-promedio-en-Bogot%C3%A1Colombia-durante-todo-el-a%C3%B1o) 47 7.1.9.4. Precipitaciones Un día mojado es un día con por lo menos 1 milímetro de líquido o precipitación equivalente a líquido. La probabilidad de días mojados en Bogotá varía muy considerablemente durante el año. La temporada más mojada dura 8,8 meses, de 16 de marzo a 9 de diciembre, con una probabilidad de más del 50 % de que cierto día será un día mojado. La probabilidad máxima de un día mojado es del 75 % el 27 de abril. La temporada más seca dura 3,2 meses, del 9 de diciembre al 16 de marzo. La probabilidad mínima de un día mojado es del 24 % el 16 de enero. Entre los días mojados, distinguimos entre los que tienen solamente lluvia, solamente nieve o una combinación de las dos. En base a esta categorización, el tipo más común de precipitación durante el año es solo lluvia, con una probabilidad máxima del 75 % el 27 de abril. Gráfica: Probabilidad diaria de precipitación en Bogotá. (Fuente: weatherspark https://es.weatherspark.com/y/23324/Clima-promedio-en-Bogot%C3%A1-Colombiadurante-todo-el-a%C3%B1o) El nivel de humedad percibido en Bogotá, medido por el porcentaje de tiempo en el cual el nivel de comodidad de humedad es bochornoso, opresivo o insoportable, no varía considerablemente durante el año, y permanece prácticamente constante en 0 %. 48 Gráfica: nivel de humedad de la ciudad de Bogotá. (Fuente: weatherspark https://es.weatherspark.com/y/23324/Clima-promedio-en-Bogot%C3%A1-Colombiadurante-todo-el-a%C3%B1o) 7.1.9.5. Nivel freático y escorrentías El nivel freático fue detectado a los 8,30 m de profundidad, se debe resaltar que este nivel puede variar con las condiciones climáticas de la ciudad. (Ver anexo 5) Durante los periodos de lluvia, el agua de escorrentía se desplaza por casi todas las calles debido a que la localidad se encuentra ubicada sobre una pendiente. Esto ocasiona verdaderas quebradas transitorias que dificultan el tránsito peatonal, dado que las alcantarillas se tornan insuficientes para captar las aguas lluvias. Durante los meses secos, las formaciones litológicas, los suelos y las superficies de las unidades geomorfológicas de poca cobertura de infraestructura urbana, presentan una estabilidad buena, aunque la lluvia puede causar escurrimiento difuso leve. 7.1.10. ARQUITECTURA (DESCRIPCIÓN GENERAL): 7.1.10.1. Calificación Para realizar una lectura apropiada del edificio San Agustín, así como de su topología y volumetría actual, es preciso tener en cuenta como primera instancia, el papel de la estructura dentro del conjunto arquitectónico ya que de ahí se derivan posteriormente los demás aspectos que lo conforman. El inmueble como se encuentra hoy, es consecuencia directa, por un lado, de sus etapas constructivas, las modificaciones de uso que le fueron impuestos como consecuencia de los continuos cambios en el desarrollo económico del país y las necesidades políticas durante su prolongado periodo de construcción. El estado actual general del edificio en términos arquitectónicos se puede calificar como bueno y estable, considerando todo el tiempo que ha transcurrido desde su construcción, (80 años). No parecen ser muy 49 representativas las modificaciones espaciales de los pisos de oficinas, pero si se hace evidente una transformación innecesaria e indebida de las escaleras localizadas hacia los pequeños patios interiores y algunas unidades sanitarias reorganizadas en algunos pisos modificando la espacialidad y racionalidad funcional el proyecto inicial. 7.1.10.2. Estilo arquitectónico Se reitera que la composición del edificio San Agustín está basada en la construcción de diez (10) pisos y un sótano, con cubierta plana en concreto en el mismo sistema de los entrepisos, fachadas revestidas en piedra crema Bogotá, característica de los edificios institucionales del Centro Histórico de la capital, Su uso en la actualidad es principalmente de oficinas. El edificio era simétrico en su concepción original, sin embargo, en el costado oriental hacia la iglesia no fue construido completamente. Desde la calle 7ª se aprecia hoy la ausencia de ese volumen que estaba proyectado en solo nivel, mientras que, en el costado occidental, si fue construido. La organización espacial del edificio es en torno a dos (2) patios centrales y cuenta con una volumetría escalonada. La composición de sus volúmenes en conjunto con los elementos de decoración geométricos de la fachada le imprime al edificio un aire Art Deco muy utilizada para los edificios de oficinas que se construían para esos días en Estados Unidos. Presenta algunas ornamentaciones en piedra tallada y rejerías en bronce, en las portadas de acceso y en las ventanas de los pisos inferiores. El edificio cuenta con un área aproximada 39534.8m2 y es propiedad de la Nación. Presenta además dos (2) escaleras abiertas, una que comunica el sótano con los pisos 1, 2 y 3 y la otra, la escalera principal, comunica nueve niveles del edificio y esta contigua al foso de los ascensores del costado oriental. Las salidas principales del edificio a la calla son por la carrera 7ª a nivel de piso uno (1) y por la carrera 8ª al nivel del sótano. El sistema de oficina implantado actualmente es principalmente oficina abierta, utilizando divisiones en madera, aluminio y vidrio, con alturas variables y solo algunos despachos cerrados hasta el techo, cuando se trata de oficinas especiales. La comunicación entre oficinas se realiza por medio de corredores o pasillos internos delimitados por divisiones en vidrio. La pieza arquitectónica moderna escasamente cuenta con elementos decorativos que acentúen la funcionalidad urbana del paciente. Este componente, aun cuando posee virtudes formales, resulta menor frente al carácter de la masa moderna de superficies limpias y cuerpos escalonados, que le identifican su carácter. Por lo tanto, son los conceptos de la arquitectura racionalista, la guía para destacar lo escueto de los volúmenes, a la vez que la condición masiva de imponen presencia urbana. 50 El edificio San Agustín es moderno como la mayor parte del patrimonio inmueble bogotano y colombiano y sus técnicas constructivas y materiales empleados, hacen parte de los parámetros vigentes aun en la construcción nacional. Costado Norte Fachadas localización norte del edificio San Agustín Costado oriental Fachadas localización oriente del edificio San Agustín 51 Costado sur Fachadas localización sur del edificio San Agustín Costado occidental Fachadas localización occidente del edificio San Agustín 7.1.10.3. Contexto histórico, (social, económico, geográfico, ideológico político y jurídico): A continuación, se presenta de manera resumida antecedentes cronológicos en la concepción del edificio SAN AGUSTIN analizada. • Año 1575: El predio consolidado de la orden de los Agustino. • Año 1907: El estado compra el terreno junto a la iglesia de San Agustín a la comunidad de padres Agustinos. • Año 1938: Concepción del proyecto y diseño urbano del sector, para la concepción y construcción del PALACIO DE LOS MINISTROS. • Año 1939: Elaboración del contrato para la construcción 52 • Años 1940: Demolición de edificio ocupado por los cuarteles de San Agustín y celebración del concreto de construcción del edificio Palacio de los ministros. • Año 1941: Primero desembolso del estado ($155.000) para la ejecución de la primera etapa de la obra. • Año 1942: Propuesta para que en la edificación funcionen también el MINISTERIO DE MINAS Y PETROLEOS y la PROCURADURIA DE LA NACION. • Año 1943: Construcción de vigas, columnas y placas del piso uno en el área central y parte de las columnas del piso 2. • Año 1944: Construcción de vigas, columnas y entrepiso del piso 3 y puso 4. y se ejecutan las obras de construcción de cerramientos en mampostería. • Años 1945: Se culmina estructura de piso 5 y se prepara piso 6. • Año 1947: Se finaliza estructura hasta el piso 8. Se terminan acabados de sótano. Se termina carpintería de piso 3, 4 y 5. • Año 1948: se finaliza por completo piso 1 a 3. Construcción de estructura para soporte de cubierta de piso 7. Se comienza la instalación de enchape de fachadas. • Año 1949: Se termina de construir la estructura del piso 6 al 8. Redistribución de oficinas para el MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PUBLICO en el piso 5. Y se celebra contrato de compra de 6 ascensores. • Años 1950 – 1952: Empresa que asume el control de las obras (Martinez, Crdenas) comienza a constituir modificaciones al proyecyo inicial, tales como : incorporacion de escalera oriental. cambios volumetricos. • Años 1954 – 1960: Continuacion a las modificaciones del proyecto inicial • Años 1966 – 1970: Mantenimiento del inmueble y cambios de uso. • Año 1979: Debido a protestas laborales, se cierra la funcion de recaudo y el hall de ublico queda en desuso varios años. • Años 1982 – 2008: Reestructuracion de la condicion urbana del edifcio San Agustin. • Año 1985: El 26 de abril de ese año ocrre un incendio en el piso 8 En sintesis, se presente un retraso progresivo durante el proceso de construccion del edificio. Las cuases se le atribuyen a la incidencia de la segunda guerra mundial que tuvo un severo impacto en la importacion de materiales de construccion. Por otro lado, se tiene la falta de musculo financiero, pues los dineros aportados por el Estado mismo, no copaban todo lo presupuestado. Es evidente que el predio y su continuada y destacada utilización, lo identifican como elemento primario de la ciudad y por lo tanto su manejo y conservación deben ser prioritarios. En el convergen monumentos 53 que datan del siglo XVI y XVII y por lo tanto el contexto histórico de más de cuatro siglos exige una conceptualización integral del mismo. A su localización estratégica y significativa dentro del borde del Centro histórico bogotano, se suma la condición ambiente del eje de rio, de avenida o de sector de los que hace parte el inmueble. El edificio, cuya construcción fue iniciada en 1941, aparece como una pieza destacada y singular de la arquitectura moderna institucional en Colombia. Tanto por hacer parte del fervor constructivo a cargo del Ministerio de obras públicas para la modernización de la infraestructura nacional, como por el diseño ejecutado por las firmas Uribe, García, Álvarez & Cia. y Herrera, Carrioza hermanos, en su interpretación y concreción del tipo de edificio de oficinas de bloque compacto escalonado de planta libre. La denominada batalla de los conventos y el alzamiento del 9 de abril de 1948, constituyen dos, entre muchos, de los hechos principales que han tenido como escenario del estudio. Y las balas de fusiles decimonónicas del siglo XX han herido los muros del edificio colonial y de edificio Ministerial. En el siglo XIX, las funciones militares de los claustros se debieron hacer compatibles con la de la piedad ciudadana, y los nuevos usos otorgaron, por lo tanto, nuevos significados. 7.1.10.4. Materiales, sistema constructivo, proceso constructivo (técnico y tecnológico): Al comprender las características estructurales de una edificación, podemos fácilmente visualizar cual sería el aspecto o lo que queda de un edificio si lo abstraemos de su estructura resistente. En el caso del edificio San Agustín, la concepción arquitectónica y volumétrica del edificio parte de las posibilidades del sistema portante empleado en el momento, sistema porticado de concreto reforzado, el cual fue exigido para el nuevo palacio de los Ministerios por el gobierno de la época y cuyas características son fácilmente identificables dentro de las edificaciones que se construyeron desde finales del siglo XIX, tanto en los Estados Unidos como en Europa, influencia que se estableció en los países latinoamericanos a partir de la segunda y tercera década del siglo XX. Este orden portante del edificio San Agustín se compone por un sistema de vigas, columnas, basamento y entrepisos de concreto reforzado, muros recubiertos al exterior con laja de piedra (piedra crema bogotana utilizada para los edificios institucionales hasta nuestros días) y cuatro franjas con detalles decorativos en el mismo tipo de piedra y localizados marcando los ingresos al edificio sobre las puestas norte, sur, este y oeste. Los mismos parámetros escuetos de la decoración, caracterizan el manejo de la ornamentación metálica de puertas, ventanas y rejas, en las que se aplicó tecnología y materiales foráneos y unos sistemas normativos de modulación propiamente modernos y vanguardistas dentro de la condición general de la construcción nacional, por entonces. La estructura define, por tanto, el carácter de esta arquitectura de masa, racionalista, claramente funcional, de planta libre y que contiene estrictamente definidos los 54 aspectos de la movilidad vertical, la zonificación horizontal y la sistematización de los elementos de carpintería metálica. Es basado en estas características, que se ha de plantear la intervención estructural del edificio luego de su análisis patológico y así mismo, el proyecto arquitectónico de conservación y/o recuperación de los elementos compositivos y espaciales fundamentales 55 8. VULNERABILIDAD SISMICA El Estudio de Vulnerabilidad Sísmica de la Edificación Ministerio de Hacienda y Crédito Público es un acercamiento preliminar al análisis de la estructura en el estado actual partiendo de los lineamientos contenidos en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, de tal manera que se logre revisar la estabilidad actual de la edificación ante el sismo teniendo en cuenta no el de diseño como tal, sino de aquellos que se han dado durante el tiempo de vida del paciente y enfrentar sus acciones al sistema estructural actual de la edificación. Por tanto, en el presente capitulo se hace una contextualización sísmica local, se establecen algunos parámetros sísmicos tenidos en cuenta en la concepción del edificio, características y condiciones actuales de la edificación, de acuerdo con la configuración estructural, los materiales, la definición de los parámetros de la calidad de diseño y construcción, la geología del terreno bajo el paciente y sus alrededores y un análisis estructural general. 8.1. HISTORIA SISMICA DE BOGOTA El edificio del San Agustín, desde el momento de su concepción y ejecución se ha visto afectada de manera indirecta por un numero de sismos con intensidades entre 1.1° a2.9° Ml, que se han registrado y documentado en la ciudad de Bogotá D.C. y los cuales ocasionaron diversas lesiones en muchas estructuras. Según la red sismológica nacional de Colombia RSNC el registro de sismos en las últimas dos décadas ha sido el siguiente: Magnitud Longitud Latitud Ml Grados Grados 28/02/1996 15/04/2003 1/10/2005 1/11/2006 14/10/2011 8/02/2019 10:36 22/05/2019 2:52 1.5 2.3 2.9 1.6 2 2.5 1.6 -74.023 -74.002 -74.066 -74.065 -74.04 -74.218 -74.207 11/01/2020 3:19 1.1 -74.191 Fecha Profundidad Departamento Municipio 4.637 4.615 4.573 4.706 4.702 4.129 4.36 CUNDINAMARCA CUNDINAMARCA CUNDINAMARCA CUNDINAMARCA CUNDINAMARCA CUNDINAMARCA CUNDINAMARCA BOGOTA.D.C. BOGOTA.D.C. BOGOTA.D.C. BOGOTA.D.C. BOGOTA.D.C. BOGOTA.D.C. BOGOTA.D.C. 0 0 0 206.6 9 1.74 0 4.259 CUNDINAMARCA BOGOTA.D.C. 17.79 Km Tabla 2. Registro histórico de sismos Bogotá D.C. (Fuente El catálogo de sismicidad del Servicio Geológico Colombiano - SGC Según el registro de la red sismológica nacional no se han presentados sismos de magnitud considerable que puedan haber afectado la edificación a un punto de ocasionar grandes lesiones a nivel estructural, por otro lado, si se observa un porcentaje importante de sismos que superan los 2° Ml sumado a aquellos sismos que tuvieron como epicentro ciudades cercanas permiten construir varias hipótesis tales como 56 que: en los elementos no estructurales hubo una mayor incidencia y afectación por la naturaleza frágil de los mismos, una probabilidad de falla en la estructura por desgaste generados por fatiga y sobresfuerzos en los elementos estructurales. Como ya se mencionó anteriormente también es importante consultar los sismos con epicentros en ciudades cercanas que fueron instrumentados en la ciudad de Bogotá, A continuación, se presenta dicha sismicidad histórica apoyándonos en el Portal Servicio Geológico Colombiano Historia sísmica de Bogotá – (Fuente: Portal SGC.) 57 La ciudad de Bogotá está expuesta a la actividad sísmica generada por los diversos sistemas de fallas geológicas activas existentes en el país, en mayor o menor grado en función de la distancia de la capital a estos sistemas, tales como el sistema de Falla Frontal de la Cordillera Oriental (Falla Guaicáramo, Falla Algeciras), Falla Usme, Honda e Ibagué. (IDIGER, 2018) Amplificación de las ondas sísmicas debido al tipo de suelo y cambios en la topografía. Bogotá se encuentra localizada en una zona de amenaza sísmica intermedia, dado que se encuentra ubicada aproximadamente a 40 km de distancia del sistema de Falla Frontal de la Cordillera Oriental (Falla del Piedemonte Llanero) que es la fuente sísmica activa más cercana a la ciudad y que tiene el potencial de generar sismos de magnitudes importantes. 8.1.1. AMENAZA SISMICA LOCALIDAD CANDELARIA Una vez caracterizada sísmicamente la ciudad de Bogotá, es pertinente reducir el radio de atención a la localidad La Candelaria donde se encuentra ubicado el paciente. De acuerdo con la evaluación de la Amenaza Sísmica Nacional en Bogotá, la Localidad 17 La Candelaria ubicada en la zona centro-oriente de la ciudad, se encuentra en zona de amenaza Intermedia por Sismo. El Decreto Distrital No. 523 de 2010, adoptó la Microzonificación Sísmica para Bogotá, D. C. emitido por el Servicio geológico colombiano de 1997 58 Mapa de microzonificación sísmica de Bogotá, La candelaria Zona 2 (Fuente: INGEOMINAS) 8.2. CONFIGURACION ESTRUCTURAL La edificación San Agustín la conforman 10 pisos destinados a: oficinas, almacenes, y áreas de servicio para uso de los empleados. El sistema estructural de la edificación corresponde a losas macizas de entrepiso, vigas y columnas que en conjunto forman un sistema de pórticos de concreto reforzado y resistente a momentos con capacidad moderada de disipación de energía. El sistema estructural que conforma la edificación es permitido en el Código Colombiano de Construcción Sismo resistente NSR-10 (Tabla A.3-1) para zonas de amenaza sísmica intermedia, sin límite de altura. 59 Identificación de la estructura. Ministerio de Hacienda y Crédito Público en modelo ETBAS 2015 8.2.1. ELEMENTOS La estructura del paciente está compuesta por entrepisos en sistema de losa maciza en una dirección de espesor igual a 10cm, además de presentar una variedad de secciones de elementos verticales (columnas) y elementos horizontales (vigas), como se resume a continuación: SECCION VIGAS VgConc 30X40 VgConc 25X40 VgConc 35X50 VgConc 35X70 VgConc 25X50 VgConc 35X40 VgConc 30X50 VgConc 35X60 VgConc 40X50 VgConc 30X60 VgConc 45X50 VgConc 30X35 VgConc 25X35 VgConc 35X55 VgConc 30X45 Tabla 3. SECCION COLUMNAS ColConc 45*45 ColConc 60*60 ColConc 40*40 ColConc 50*50 ColConc 55*40 ColConc 50*40 ColConc 60*70 ColConc 60*30 ColConc 70*70 ColConc 80*80 ColConc 80*40 ColConc 80*60 ColConc 90*90 ColConc 100*80 ColConc 90*50 ColConc 70*50 Resumen secciones de Vigas y Columnas de la Edificación. 60 8.3. GEOLOGÍA La ciudad se localiza sobre un extenso relleno de origen lacustre y edad Cuaternaria, rodeado por cerros constituidos por areniscas, arcillolitas y conglomerados. El depósito de la parte plana se denomina formación Sabana (Qs) conformada por una sucesión de capas horizontales de Arcilla y limo normalmente consolidadas. La base del depósito se compone de arcillas duras, de color verdoso, sedimentadas en el fondo de las lagunas que llenaron los pliegues formados en el Terciario. La parte intermedia del depósito está ocupada por arcillas y limos blandos progresivamente más duros con la profundidad, en respuesta a una presión de sobrecarga igualmente creciente. La parte más superficial corresponde a arcillas de inundación, depositadas en pantanos recurrentes, en los bordes del antiguo lago. Originalmente todo el depósito fue distinguido como Formación Sabana, aunque más modernas interpretaciones circunscriben esta Formación a las arcillas de inundación y adjudican el resto a la Formación Tilatá. El proyecto se encuentra ubicado en la unidad Complejo de Conos (Qcc), que corresponden a depósitos de flujos torrenciales del piedemonte Oriental y Conos del río Tunjuelito y de Terreros. Plano geológico del sector en estudios con las diferentes unidades geológicas (INGEOMINAS - http://srvags.sgc.gov.co/Flexviewer/Atlas_Geologico_Colombia/) La localidad 17 La Candelaria donde está ubicado el edificio San Agustín, geológicamente se estima que ocupa una porción del piedemonte de los cerros de Guadalupe y Monserrate, en el contacto entre éstos y el llano fluviolacustre de la Sabana de Bogotá. Teniendo en cuenta la litografía, topografía, formaciones superficiales, suelos y procesos geomorfológicos, se identificaron cuatro unidades geomorfológicas: • Una unidad de superficie plana a suavemente inclinadas de oriente a occidente (pendiente menor de 4 grados) constituida por depósitos fluviolacustres cuaternarios, con predominio de materiales arcillosos. La superficie de esta unidad se encuentra totalmente ocupada por construcciones y vías de estructura en general estable. 61 • Una unidad con pendientes entre 4 y 28 grados, formada por arcillas y areniscas meteorizadas que presentan localmente, en áreas no urbanizadas, inestabilidad y susceptibilidad al transporte de materiales. No obstante, en 90% de esta unidad está cubierta por infraestructura urbana. • Una unidad con pendientes entre 4 y 28 grados, constituida por depósitos coluviales originados por degradación de los cerros al fracturarse sus materiales y ser arrastrados por hidrogravedad al pie de los cerros. Estos materiales coluviales se mezclan con otros de tipo aluvio torrencial que fueron transportados por el río San francisco en el extremo nororiental de la localidad. Esta unidad está ocupada también por construcciones e infraestructura urbana estable. • Por último, una unidad con pendientes mayores a 12 grados, que hace parte de la cuenca del río San Francisco y está ubicada topográficamente encima de las unidades anteriores. Contiene una litología arcillosa alterada y suelos residuales blandos y altamente frágiles. 8.3.1. RIESGOS Y FALLAS La mayoría de edificaciones construidas en la localidad de La Candelaria constituyen un patrimonio histórico y cultural de la ciudad de Bogotá, por esta razón existen diversidad de restricciones para ejecutar cualquier metodología de intervención correcta de carácter de gestión de riesgo sísmico en la zona de interés y en sus alrededores, pero a su vez resaltan la importancia de conocer las características y riesgos que puede acarrear la zona donde se levantan estas edificaciones, en especial la del paciente EDIFICIO SAN AGUSTIN. EDIFICIO SAN AGUSTIN Identificación de fallas activas – Teusacá. (Fuente: Atlas geológico de Colombia 2015) 62 Se verificó la presencia de fallas en la zona del proyecto y de acuerdo con el mapa de amenaza sísmica de Colombia, se identificó la falla inversa o de cabalgamiento de TEUSACÁ lo cual se verifica con el nivel de amenaza sísmica INTERMEDIA definido para la ciudad por NSR – 10. Puntualizando de mayor a menor extensión, la localidad la candelaria donde se encuentra ubicado el paciente centro de este estudio, refleja una relativa lejanía por lo menos de las inmediaciones donde se encuentra el epicentro de la falla de Teusacá. 8.4. PARÁMETROS SÍSMICOS 8.4.1. ZONA DE AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO Con el fin de realizar el análisis preliminar de vulnerabilidad sísmico de la estructura, esta debe localizarse dentro de una de las zonas de amenaza sísmica definidas en A.2.3 de la NSR-10, conforme a la figura A.2.31 el proyecto se ubica en zona de amenaza sísmica intermedia tal y como se puede apreciar en la siguiente imagen. EDIFICIO SAN AGUSTIN Localización zona de amenaza sísmica, Intermedia. (Fuente: Portal SGC.) 63 La edificación está ubicada en Bogotá – Cundinamarca, la cual está clasificada como ZONA DE AMENAZA SÍSMICA INTERMEDIA. Cabe añadir que Bogotá D.C cuenta con estudio de microzonificación sísmica según decreto 523 de 2010, A continuación, se presenta la zonificación geotécnica de Bogotá definida en el estudio de ZONIFICACIÓN DE LA RESPUESTA SÍSMICA DE BOGOTÁ PARA EL DISEÑO SISMO RESISTENTE DE EDIFICACIONES realizado por el FONDO DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIA en el año 2010. A continuación, el plano de respuesta sísmica y la tabla de propiedades de cada una de las zonas. Mapa de Zonificación de respuesta sísmica de la ciudad de Bogotá. (Fuente decreto 523 de 2010). 64 Tabla 4. Descripción de las zonas de respuesta sísmica. (Fuente: decreto 523 de 2010). De acuerdo con este plano, consultado en el SIG PREDIAL del IDIGER, reporta que el sitio del proyecto se localiza en una zona Piedemonte B como se detalla en la siguiente imagen. Mapa de zona de respuesta sísmica. (Fuente: Respuesta sísmica; Microzonificación 2010 65 8.4.2. GRUPO DE USO En el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, TÍTULO A “REQUISITOS GENERALES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE”, literal A.2.5 “COEFICIENTE DE IMPORTANCIA” tabla A.2.5.1.1 – GRUPOS DE USO: Tabla 5. Grupo de uso NSR-10. (Fuente: NSR-10) De acuerdo a la tabla anterior se tiene que la edificación es de uso gubernamental 8.4.3. COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA El coeficiente de disipación de energía, es matemáticamente la representación de la habilidad que tiene una estructura a través de su sistema de enfrentar las cargas sísmicas. El coeficiente de disipación de energía básico que aplicaría para este caso según el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 en los literales A.3.2.1 “TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES” A.3.2.1.3 “sistema de pórtico”. Es un sistema estructural compuesto por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste todas las cargas verticales y fuerzas horizontales”. Tabla 6. Identificación sistema estructural. (Fuente: NSR-10) Basado en lo anterior, para el sistema de pórtico resistente a momentos (DMO) con Ro=5.0, es permitido para zona de amenaza sísmica INTRERMEDIA en el grupo de uso II. 66 8.4.4. CHEQUEO DE IRREGULARIDAD EN PLANTA Para revisar la irregularidad en planta de una estructura, es necesario evaluarla teniendo en la tabla A.3-6 “IRREGULARIDADES EN PLANTA” Tabla 7. Irregularidad en altura. (Fuente: NSR-10) 67 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD TORSIONAL TIPO 1P DE NSR - 10 Sentido X-X en el modelo Proyecto EDIFICIO SAN AGUSTIN DEL MIN HAC Y DIAN NIVEL DIRECCION PISO 1 SISMOX Max 535 933 1 25 y x PUNTO 933 25 535 1 535 933 25 1 Tabla 8. UX UY 4.984 5.263 1.876 5.263 1.876 4.984 5.263 5.263 2.992 2.992 0.722 1.77 0.722 2.992 2.992 1.77 ᵩp % Exc SIN IRREGULARIDAD TORCIONAL 1 3.66% 4.9973 IRREGULARIDAD TORCIONAL EXTREMA 0.8 7.55% 2.2284 2.5998 IRREGULARIDAD TORCIONAL EXTREMA 0.8 9.01% 2.8572 3.3334 IRREGULARIDAD TORCIONAL 0.9 5.48% Δ1 Δ2 1.2(Δ1 + Δ2)/2 1.4(Δ1 + Δ2)/2 5.263 4.984 6.1482 7.1729 5.263 1.876 4.2834 2.992 0.722 2.992 1.77 CHEQUEO Coeficiente Irregularidad en X piso 1. (Fuente: Base de datos empresa CYC LTDA) 68 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD TORSIONAL TIPO 1P DE NSR - 10 Sentido Y-Y en el modelo Proyecto EDIFICIO SAN AGUSTIN DEL MIN HAC Y DIAN NIVEL DIRECCION PISO 1 SISMOY Max 535 933 1 25 y x PUNTO 933 25 535 1 535 933 25 1 Tabla 9. UX UY 1.365 3.404 0.927 3.404 0.927 1.365 3.404 3.404 10.322 10.322 0.711 2.489 0.711 10.322 10.322 2.489 ᵩp % Exc IRREGULARIDAD TORCIONAL EXTREMA 0.8 7.08% 3.0317 IRREGULARIDAD TORCIONAL EXTREMA 0.8 8.58% 6.6198 7.7231 IRREGULARIDAD TORCIONAL EXTREMA 0.8 12.16% 7.6866 8.9677 IRREGULARIDAD TORCIONAL EXTREMA 0.8 9.02% Δ1 Δ2 1.2(Δ1 + Δ2)/2 1.4(Δ1 + Δ2)/2 3.404 1.365 2.8614 3.3383 3.404 0.927 2.5986 10.322 0.711 10.322 2.489 CHEQUEO Coeficiente Irregularidad en Y piso 1. (Fuente: Base de datos empresa CYC LTDA) La evaluación anterior se realiza analizando el desplazamiento relativo de las cuatro esquinas de cada uno de las diez plantas de la edificación, como muestra se anexaron las del piso 1 en el sentido X y Y, permitiendo observar que hay irregularidad torsional φp= 0.8. 69 8.4.5. IRREGULARIDAD EN ALTURA Una edificación se clasifica como irregular en altura, cuando ocurre uno, o varios, de los casos descritos en la tabla A.3-7 de la NSR-10, donde se definen los valores de φa. Tabla 10. Irregularidad en altura. (Fuente: NSR-10) 70 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD GEOMETRICA TIPO 2A DE NSR - 98 Proyecto: EDIFICIO SAN AGUSTIN DEL MIN DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO Y DIAN Irregularidad geometrica Cuando la dimensión horizontal del sistema de resistencia sísmica en cualquier piso es mayor que 1.3 veces la misma dimensión en un piso adyacente, la estructura se considera irregular. Se exceptúa el caso de los altillos de un solo piso. b=47 a=67.0 A B 1.3B A>1.3B 67 47 61.10 IRREGULARIDAD SE SATISFACE LA CONDICION DE IRREGULARIDAD GEOMETRICA POR LO CUAL LA ESTRUCTURA SE CONSIDERA IRREGULAR ФA =0.9 Chequeo Irregularidad en altura. (Fuente: Base de datos empresa CYC LTDA) La evaluación anterior se realiza analizando la longitud de la base del sótano con respecto a la longitud de planta de cubierta, en este caso en el pórtico del eje 01 del paciente, permitiendo observar que hay irregularidad en altura φa= 0.9. 71 8.4.6. COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA Corresponde al coeficiente de disipación de energía básico, R’0, multiplicado por los coeficientes de reducción de capacidad de disipación de energía por irregularidades en altura, en planta, y por ausencia de redundancia en el sistema estructural de resistencia sísmica (R’ = φaφpφrR’0). El diseño de los elementos estructurales y sus conexiones se realiza cumpliendo los requisitos exigidos para el grado de capacidad de disipación de energía requerido del material. Como no se cuenta con información suficiente, tal como memorias o planos, para poder determinar con mayor criterio y precisión el coeficiente de disipación de energía (R’), se analiza teniendo en cuenta lo que dicta la norma en el subtítulo A.10.4.2.4. EDIFICIO SAN AGUSTIN - MNIN HACIENDA CREDITO PUBLICO Y LA DIAN BOGOTA D.D./CUNDINAMARCA PROYECTO: UBICACIÓN: SISTEMA ESTRUCTURAL: PORTICOS DE CONCRETO (DMO). GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA BASICO COEFICIETNE DE REDUCCIÓN POR IRREGULARIDAD EN ALTURA COEFICIENTE DE REDUCCIÓN POR IRREGULARIDAD EN PLANTA COEFICIENTE POR AUSENCIA DE REDUNDANCIA (en X) COEFICIENTE POR AUSENCIA DE REDUNDANCIA (en Y) R ɸa ɸp ɸrx ɸry 5 0.9 0.8 1 1 COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA (en X) COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA (en Y) Rx Ry 3.6 3.6 Tabla 11. Coeficiente de capacidad de disipación de energía. (Fuente: Base de datos empresa CYC LTDA) 72 8.4.7. ESPECTRO DE DISEÑO Los espectros de diseño propuestos para el análisis dinámico estructural, se construyen a partir de la familia de espectros de respuesta calculados para un sitio, representativos de la respuesta de estructuras sometidas al ambiente sísmico que afecta a la región y tomando en cuenta el efecto de amplificación local. ESPECTRO MICROZONIFICACIÓN SISMICA DE BOGOTA Proyecto: MONITOREO MINISTERIO DE HACIENDA UBICACIÓN Bogotá PIEDEMONTE B Ciudad: Zona: Aa: Av: A0: Tc: TL: 0.15 0.20 0.26 USO Grupo de uso: I: II 1.10 TIPO DE SUELO Perfil Tipo: D Fa: 1.95 Fv: 1.70 0.560 s 3.000 s Sa (g) 0.9 ESPECTRO MICROZONIFICACIÓN SISMICA DE BOGOTA DISEÑO 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 T (s) 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 Estimado de espectro de diseño del paciente. (Fuente: Base de datos empresa CYC LTDA) 73 8.5. INFORMACIÓN ENTORNO GEOGRÁFICO Para la caracterización del predio y obtención de información de las condiciones de exposición se visitó la página del IDIGER, Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático”. La información recopilada se indica a continuación: 8.5.1. RIESGOS POR REMOCIÓN DE MASA Identificación de riesgo movimientos en masa. (Fuente IDIGER) 74 Por cómo se despliega el mapa, el área donde está ubicado el proyecto es una combinación entre amenaza sísmica mayormente baja, pero con algunas zonas que fluctúan en media. 8.5.2. SISMICIDAD MÁXIMA OBSERVADA Mapa de intensidades máximas Observada. (Fuente: Portal SGC) Conforme al mapa de intensidad el proyecto se ubica en una zona de daño moderado en la cual según el Sistema Geológico de Colombia se presentan los siguientes efectos: “La mayoría de la gente se asusta y corre a la calle. Los muebles son desplazados y caen objetos de repisas. Muchos edificios ordinarios bien construidos presentan daños moderados: grietas largas y caída de revestimiento en gran proporción. Los edificios más vulnerables pueden mostrar grandes grietas y semidestrucción de los muros.” (colombiano, s.f.) 75 8.5.3. ZONIFICACIÓN SÍSMICA INTENSIDAD ESPERADA Mapa de intensidades sísmica esperada. (Fuente: Portal SGC.) Conforme al mapa de intensidad el proyecto se ubica en una zona de percepción muy fuerte y potencial moderado. 8.6. EVALUCIÓN DE LA ESTRUCTURA 8.6.1. POR DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN (A. 10.2.2.1-NSR10 La NSR-10 en el capítulo “A.10 - EVALUACIÓN E INTERVENCIÓN DE EDIFICACIONES CONSTRUIDAS ANTES DE LA VIGENCIA DE LA PRESENTE VERSIÓN DEL REGLAMENTO” expone una serie de pautas que permiten evaluar el diseño y construcción de la estructura de un paciente dentro de tres posibilidades buena, regular y mala. Entre estos parámetros tenemos: la tecnología existente correspondiente a la época en la que se construyó la edificación, información técnica de apoyo como lo son registros de interventoría de la construcción, testimonios de los partícipes en la ejecución de la obra, y ensayos con este enfoque, entre otros. La comunión entre los resultados de los ensayos realizados, resistencia al concreto por la extracción de núcleos y detección de acero de refuerzo (ver anexo 6) y que el edificio San Agustín es un paciente geriátrico que lleva 80 años en uso desde su construcción, permiten estimar que la tecnología y los procesos constructivos de esa época (1941) que carecían de sistemas sismo-resistentes no cumplen las exigencias actuales del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente – NSR 10, en el análisis de la interacción de la estructura con las fuerzas dinámicas de un sismo. Sin embargo, como no se ha 76 presentado un fenómeno de tal magnitud que afecte considerablemente al inmueble, y además de que en el transcurso de estos 80 años de funcionamiento no se han presentado grandes traumatismos estructurales por las fuerzas verticales y de uso sobre la edificación, se califica la estructura por diseño y construcción del paciente el edificio San Agustín como REGULAR. 8.6.2. POR ESTADO DE LA ESTRUCTURA (A. 10.2.2.2-NSR10) La NSR-10 en el capítulo “A.10 - EVALUACIÓN E INTERVENCIÓN DE EDIFICACIONES CONSTRUIDAS ANTES DE LA VIGENCIA DE LA PRESENTE VERSIÓN DEL REGLAMENTO” expone una serie de pautas que permiten evaluar el estado de la estructura de un paciente dentro de tres posibilidades: buena, regular y mala. Entre estos parámetros aparecen: registro de sismos que hayan afectado la estructura, aparición de fisuración por cambios de temperatura, corrosión del acero de refuerzo de los elementos estructurales, asentamientos diferenciales, reformas, deflexiones excesivas, entre otros. La información existente e investigación histórica del inmueble demuestran que a lo largo del proceso constructivo y dentro del periodo en el que ha estado en uso, se han presentado una serie de modificaciones arquitectónicas que han tenido repercusiones estructurales. Por otro lado, una de las razones para tomar al edificio San Agustín como paciente de estudio, fue la manifestación de fisuras concentradas en el sótano y piso uno. Por lo que se genera una hipótesis de algún problema relacionado con asentamientos diferenciales. Sin embargo y como se ha venido reiterando entre el piso 2 y 10 las lesiones tienden casi que, a no presentarse, es así que se califica el estado de la estructura del paciente el Edificio San Agustín como REGULAR. 8.6.3. EVALUACIÓN GENERAL La estructura en general de la edificación evidencia rasgos de estabilidad importante, dado que no se han generado inconvenientes colosales. sin embargo, el edificio si está manifestando la presencia de algún problema dada la afectación de piso 1 y sótano. Aunque no está dentro del alcance del presente estudio patológico, es válido anotar que la NSR-10 en el capítulo “A.10.4 — CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE” para un estudio de vulnerabilidad sísmica se escogería un coeficiente de 0.8, que representa la calificación de regular de la estructura y que sirve para castigarla en los cálculos del modelo matemático. 77 8.6.4. MATRIZ DE VULNERABILIDAD La matriz de vulnerabilidad de una edificación permite recopilar los focos de mayor atención de la misma, refiriéndose a aquellas lesiones y sistemas patológicos que están afectando la estabilidad de la estructura enmarcados en un sistema de calificación de severidad y probabilidad de ocurrencia de estos fenómenos. Una vez identificadas las lesiones en el edificio SAN AGUSTIN se analizaron varios aspectos de las mismas, con la intención de encontrar de manera general cual o cuales son las causas de las lesiones y ese conjunto de vectores organizados para eventos de intensidad creciente, cuyas probabilidades de ocurrencia en un determinado horizonte de tiempo dependen de la amenaza o peligrosidad en la región estudiada del paciente. En el desarrollo de una vulnerabilidad completa, posterior a la fase de inspección y teniendo en cuenta la información recopilada, se debería efectuar la evaluación del comportamiento de la estructura existente, a través del análisis de modelos matemáticos que simulan, las características de la misma (cargas, secciones, configuración, materiales, etc.) con las probables condiciones de carga a la que puede estar solicitada la edificación. La finalidad del análisis es determinar el grado de vulnerabilidad actual de la estructura con base en los índices de flexibilidad y sobreesfuerzo para las diferentes solicitaciones según la NSR-10. Para el alcance de este informe se plantea la matriz de vulnerabilidad que busca enmarcar los principales riesgos a los que se encuentra sometida la edificación analizándola desde diferentes puntos de vista cada uno de sus elementos, a continuación, se presenta dicha matriz. 78 MATRIZ DE VULNERABILIDAD PACIENTE EDIFICIO SAN AGUSTIN DEL MINISTERIO DE HACIENDA, CREDITO PUBLICO Y DIAN ESTRUCTURA SUELOS MATERIALES SISMO AGRIETAMIENTO HUMEDAD PROCESO DE REMOSION EN MASA CALIFICACION 3 Vigas aereas de concreto reforzado LESION MECANICA EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES El proyecto se encuentra ubicado en la unidad Complejo de Conos (Qcc), que corresponden a depósitos de flujos torrenciales del piedemonte Oriental y Conos del río Tunjuelito y de Terreros. Por otro lado el perfil del suelo es D. Para le fecha de estudio no se han presetando sismos considerables en la zona directa injerencia del paciente. Cabe señalar que según los mapas de ubicación de la NSR-10, el paciente se ubica en una zona de amaneza sismica intermedia La lesion mecanica presente viga aerea que corresponde a fisura que se desarrollado en dos de las cuatro caras. Con un espesor mayor a los 4mm N/A El sector donde se esncuentra ubicado el paciente, es urbano y matormemnte plano y se encuentra a mas de 1.35km del terreno montañoso corrspondiente al Cerro de Guadalupe. Por inspeccion visual se descarta el desarrollo de algun mecanismo de falla que desencadene en remosion de masa. El cuerpo de agua mas cercano es La Laguna de Pena Azul ubicada a mas de 11km de distancia. Esto mas los pocos antecedentes relacionados a desbordamientos practicamente se descarta riesgo por inundacion ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ La lesion mecanica que corresponde a fisuras y grietas presentes en muros interiores y antepechos. Lesiones de longitudes considerables y tendientes a una posicion inclinada (45 grados) tanto en area neta como en bordes de vanos de ventanas y puertas. N/A ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ 3 N/A Humedad en muros interiores con desprendimiento de recubrimiento (pañete) y pintura, ademas de presencia de "ulceras" en superficies. La localizacion de esta lesion tiende a ser en la parte inferior del elemento afectado, dando origen a humedad por capilaridad como hipotesis. ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ 3 mamposteria no confinada en bloque no 4 LESION MECANICA EN ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ LESION FISICCA EN ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ Pañete en mortero ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ LESION FISICA Y MECANICA EN ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES DE FACHADA ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ Revestimiento en piedra crema Bogotá ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ Lesion mecanica que Lesion fisica que corresponde a corresponde a fisuras humedades y ensuciamientos inclinadas, con mayor con mayor concentracion en concentracion y afectacion de los bordes y zonas cercanas a la fachada del primer piso los bordes de cubiertas. ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ 3 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ La mayor afectacion y presencia de lesiones Lesion fisica que corresponde a mecanicas en el paciente, se humedades y ensuciamientos concentre perimetralmente en con mayor concentracion en el patio interior derecho. La los bordes y zonas cercanas a hipotesis mas fuerte es los bordes de cubiertas. asentamiento por efectos de la vegetacion ahí presente. ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ 3 CONCENTRACION DE LESIONES ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ Mamposteria y concreto Matriz de vulnerabilidad (Fuente: elaboración propia) COLOR 79 9. DIAGNÓSTICO 9.1. APLICACIÓN PATOLÓGICA 9.1.1. PATOLOGÍA GERIÁTRICA Se escoge la aplicación de patología geriátrica, dado que el Edificio SAN AGUSTÍN lleva 80 años de construido. Es así, que este factor es el hilo conductor para la evaluación y diagnóstico del inmueble. 9.1.2. PATOLOGÍA PREVENTIVA La escogencia y aplicación de patología preventiva en el edificio SAN AGUSTÍN, se cimenta en que visualmente los elementos arquitectónicos y estructurales (principalmente de sótano y piso 1) que tienen lesiones aún conservan su funcionalidad, apariencia y de un modo integralidad, por lo que con la ejecución de procesos correctivos acertados y la aplicación de medidas preventivas compatibles con la edificación se pueda aportar para la extensión funcional del paciente. 9.2. DATOS ESPECÍFICOS DE LESIONES 9.2.1. AFECTACIONES Las principales lesiones encontradas son de tipo físicas específicamente fisuras, grietas y desprendimientos, en elementos no estructurales y en mucho menor grado en elementos estructurales. El trabajo de campo realizado indica que la mayoría de los procesos patológicos se encuentran en el sótano y piso 1, desarrollándose en una especie de anillos perimetrales teniendo como foco central el patio interior sur occidental, en el cual se encuentra vegetación de pequeña y mediana envergadura, (jardín y arboles). 9.2.2. LOCALIZACIÓN Y LEVANTAMIENTO DE DAÑOS Como está contemplado en la metodología, y con la finalidad de establecer y cerrar el cerco de las áreas que presentan afectación sea cual sea el grado de esta, se realizó el levantamiento y registro de lesiones tanto del exterior, como de todos los niveles al interior del edificio SAN AGUSTIN. Las fichas de recolección de información fueron una herramienta básica en el desarrollo de esta actividad, puesto que allí se registraron las características de cada una de las lesiones encontradas en el paciente (tipo, localización, nivel de afectación, posible causa, longitud, profundidad, etc.). Concisamente, se encuentra una tendencia de patologías mayormente lesiones físicas en concreto fisuras, grietas y desprendimientos, siendo los elementos no estructurales los más afectados, en específico, el recubrimiento de fachadas, los muros de mampostería internos y los acabados de piso. Los elementos 80 estructurales de igual forma evidencian lesiones y también fisuras, sin embargo, en menor proporción. El trabajo de campo elaborado revela que la mayoría de las lesiones se localizan en el nivel inferior de la edificación, precisamente en el sótano y piso 1 y con mucha menor proporción en el piso 2. Cabe resaltar que las lesiones se intensifican en el área próxima al patio interior sur-occidental. A continuación, se mencionan de manera generaliza un ejemplo de las principales lesiones encontradas en el paciente, sin embargo, las fichas de caracterización y registro de lesiones se presentan en el Anexo 3 del presente informe. 9.2.3. FISURAS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES Se evidencia fisuración en elementos estructurales tipo viga y tipo columna. Lesión: Fisuras en elementos estructurales tipo viga aérea. 9.2.4. FISURAS EN ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Es la patología más recurrente en la edificación, toda vez que estos elementos son en mampostería simple o muros secos, que no soportan deformaciones. A continuación, un ejemplo de dicha patología. Lesión: Fisuras en elementos no estructurales 81 9.2.5. HUMEDADES Las patologías correspondientes a humedades son muy pocas y de importancia menor. A continuación, un ejemplo de dicha patología en el sótano, sin mayores implicaciones sobre la estabilidad de la edificación. Lesión: Humedad en muro 9.2.6. ENSUCIAMIENTOS Manchas de tonalidades oscuras y claras que difieren de la tonalidad original de la pieza. Causadas posiblemente por la polución y agentes meteorológicos que deterioran el estado de la piedra como la humedad y la oxidación de la ornamentación de las ventanas que contribuye al deterioro y afectación de la piedra. Ensuciamiento en fachadas. 82 9.2.7. ROTURA DE ELEMENTOS DE ENCHAPE DE FACHADA Esta patología se presenta exclusivamente en los enchapes de los muros de fachada del sótano, piso 1 y piso 2 en torno al patio interior. Lesión: rotura de elementos de fachada 9.2.8. LEVANTAMIENTO DE PISOS Esta es una patología aislada que se presenta en el sótano, en el acceso al patio interior sur occidental. A continuación, una imagen de la patología encontrada. Lesión: levantamiento de acabado de piso 83 9.2.9. ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES Se presume de la existencia de este fenómeno en la edificación, por las lesiones anteriormente enmarcadas, sin embargo, solo con un ensayo de verticalidad es instalación y monitoreo de niveletas se podrá encontrar verdadera o falsa esta hipótesis. Lesión: grieta por asentamiento diferencial 9.2.10. DATOS ESPECIFICOS DE LESIONES Para el análisis de cada una de las patologías divisadas en el levantamiento elaborado se utilizan las ya mencionadas fichas de registro de patologías. A continuación, se muestran los formatos usados para el presente proyecto: FICHA DE INFORMACION GENERAL E HISTÓRICA DEL PACIENTE FECHA NO. DE FICHA PROYECTO: DIRECCIÓN: BARRIO: LOCALIDAD O UPZ: MUNICIPIO/CIUDAD: DEPARTAMENTO: USO INICIAL EDIFICACION: USO ACTUAL EDIFICACION: OBRA DE INDOLE: ÁREA CONSTRUIDA: FECHA CONTRUCCION: NORMA DE CONSTRUCCION INTERVENCIONES: REMODELACIONES: ADICIONES: VECINOS: SISTEMA ESTRUCTURAL: SISTEMA ENTREPISO: SISTEMA CUBIERTA: NO. DE PISOS: NO. DE SOTANOS: NO. DE MÓDULOS: CLIMA: RIOS, LAGOS, LAUGUNAS: BOSQUES, SELVAS: MONTAÑAS: Formato de ficha de generalidades paciente 84 FICHA DE IDENTIFICACIÓN, CALIFICACIÓN Y TIPIFICACIÓN DE LESIONES INFORMACION GENERAL FECHA 22/05/2021 PROYECTO: Ministerio de hacienda y crédito público PEDIÁTRICA UBICACIÓN: Candelaria - Bogotá, DC GERIÁTRICA NIVEL O PISO PRIMER PISO USO DE AREA: Oficinas DESCRIPCIÓN LESION LESIONES PATOLOGIA TIPO DE LESION MECANICA X FISURAS FISICA X HUMEDAD FORENSE GRIETAS ENSUCIAMIENTO PREVENTIVA DEPRENDIEMIENTOS EROSION NO. DE FICHA # 02 PAT QUIMICA X EFLORECENCIAS GRADO LEVE OXIDACION MODERADO MANCHAS CORROSION SEVERO EROSION ORGANISMOS GRAVE VOLCAMIENTO XXXXXXXXXXXXXXX EROSION LESION UBICADA EN: FOTO GENERAL FOTO DETALLE 1 LOCALIZACION DE LESION EN PLANTA FOTO DETALLE 2 FOTO DETALLE 3 ALZADO O CORTE DE LOCALIZACION DE LESION Formato de ficha de recolección y registro de lesiones Con la recopilación y consigna de las diferentes lesiones, estas se agruparon en distintas categorías, según lo enmarca la siguiente tabla resumen de clasificación de patologías: CLASIFICACION DE LESIONES 1.1 Humedad 1.2 Filtraciones 1.3 Suciedad 1. FISICAS 1.4 Erosion 1.5 Manchas/rayado 1.6 Vibracion 2.1 Deformaciones 2.2 Grietas 2.3 Fisuras 2.4 Roturas 2.5 Desprendimientos 2.6 Desplomes 2.7 Desniveles 2. MECANICAS 2.8 Alabeos 2.9 Faltantes 2.10. Tapiado 2.11 Colapsado 2.12 Dilatado 2.13 Quemado 3.1 Eflorescencias 3.2 Oxidaciones 3. QUIMICAS 3.3 Exfoliacion 4.1 Insectos Xilofagos 4.2 Mohos y Hongos 4. ORGANISMOS VIVOS 4.3 Plantas Superficiales 4.4 Animales - Palomas 5.1 Alteracion Volumetrica 5.2 Alteracion Espacial 5. ANTROPOGENICOS 5.3 Carencia de mantenimiento 5.4 Diseño inadecuado Tabla 12. Tabla de clasificación de fisuras 85 Con la información recogida se efectuó un análisis de los tipos de lesiones halladas en cada piso, y de su localización, lo que dio como resultado lo que se consigna a continuación: LESIONES SÓTANO TIPO DE LESION Desprendimientos 4% Fisuras 82% Grietas 0% Humedad 14% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 70% 80% % AFECTACION Lesiones sótano RESUMEN LESIONES SÓTANO TIPO DE LESION 0% 10% FISICAS 20% % AFECTACION 30% 40% 50% 60% 25% MECANICAS 75% QUIMICAS 0% ORGANISMOS VIVOS 0% Categoría lesiones sótano 86 TIPO DE LESION LESIONES PISO 1 Desprendimientos 5% Fisuras 89% Grietas 0% Humedad 5% 0% 20% 40% 60% 80% 100% % AFECTACION Tipología lesiones piso 1 RESUMEN LESIONES PISO 1 TIPO DE LESION 0% FISICAS 20% % AFECTACION 40% 60% 80% 100% 10% MECANICAS 90% QUIMICAS 0% ORGANISMOS VIVOS 0% Categoría lesiones piso 1 9.3. DESCRIPCIÓN DE LA PATOLOGÍA MÁS RELEVANTE EN EL PACIENTE Como se evidencia por medio de las gráficas anteriormente expuestas, la mayoría de lesiones que se presentan en los dos niveles de estudio y más afectados (sótano y piso 1), son fisuras, desprendimientos y grietas sobre elementos no estructurales, en síntesis, lesiones físicas. La información reunida es contundente para definir que la mayoría de lesiones se desarrollan en planta sótano y piso 1 del edificio SAN AGUSTÍN. Adicionalmente se encontró que la mayor cantidad de las lesiones se registran en las áreas más cercanas al patio interior sur occidental. 87 88 Muestra fotografica de afectacion en fachadas exteriores en patio, zona critica 89 Muestra fotografica de afectacion en espacios interiores zona critica 90 Localización patio sur occidente, zona critica en edificio SAN AGUSTÍN. Por la naturaleza estructural y siendo el patio interior sur occidental el principal epicentro de hallazgo de las lesiones (fisuras) presentes en el paciente, se usan los pórticos de la edificación como “unidades de distancia desde este punto a cualquier otro que se esté evaluando”. La metodología consiste en imaginar al patio como un centro y a su alrededor anillos que están representados por los ejes horizontales y verticales donde también están ubicados los pórticos estructurales. De esta manera se logra visualizar como a medida que se aleja del patio y se acrecientan estos anillos, al mismo tiempo hay reducción de lesiones. Lo anterior explicado en cifras seria que: para el sótano, el 44% de las patologías del piso se encuentran a una distancia de un pórtico al patio interior, el 56% de las patologías se encuentran a dos pórticos de distancia, es decir, el 100% de las patologías del sótano se encuentran a una distancia de dos pórticos medidos desde el patio sur occidental. Por otro lado, en el piso 1: el 31% de las patologías de ese nivel se encuentran a un pórtico de distancia del patio, el 49% de las patologías del piso, a dos pórticos de distancia y el 13% de las patologías del piso a tres pórticos de distancia, es decir, el 93% de las patologías encontradas en el piso 1 se encuentran dentro de un radio de 3 pórticos de distancia medidos desde el patio interior. 91 NIVEL SOTANO % PISO 1 % SUMAS 32 100% 20 100% 1 PORTICO 2 PORTICO 3 PORTICO 4 PORTICO 5 PORTICO 6 PORTICO 7 PORTICO 8 PORTICO 10 16 4 0.6 0.6 0.3 0.3 0.3 31% 49% 13% 2% 2% 1% 1% 1% 9 11 44% 56% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tabla 13. Resumen de lesiones sótano y piso 1. Longitud y espesor de las fisuras. En el momento que se inspecciona una fisura o grieta, de esta se evalúan tres aspectos; el primero es el espesor que se determina con el uso de un fisurómetro móvil o regleta posicionándolo de manera perpendicular a la lesión y con las marcas encontrar el ancho. El segundo aspecto es la profundidad de la lesión. Haciendo uso igualmente del fisurómetro, esta vez introduciéndolo en medio de la lesión hasta toparse con el fondo. En caso tal de que la profundidad exceda la longitud de regleta habrá entonces que usar otra herramienta. Y finalmente el tercer aspecto a evaluar es la longitud de la lesión, que con la ayuda de un flexómetro se irán midiendo los tramos de la fisura hasta poder estimar una longitud total. El análisis de la longitud de las fisuras indica que el 29% de estas es de una longitud menor de 1.0 m, el 20% está en el rango entre 1 y 2 metros, otro 20% está en el rango entre 2 y 3 metros. El 69% de las fisuras se encuentra en un rango de longitud entre 0.5 m y 3.0 m. Esto implica que en general las fisuras registradas son de una magnitud significativa toda vez que su longitud es considerable, por lo que se deberá solucionar prontamente las causas de estas y garantizar la estabilidad de los elementos afectados por fisuración. DIMENSION FISURAS 0 a 0.50 m 0.5 a 1m 1 a 1.5m 1.5 a 2m 2 a 2.5m 2.5 a 3m 3 a 3.5m 3.5 a 4m 4 a 4.5m 4.5 a 5m TOTAL DE LA FISURA RAMIFICADAS CANT. FISURAS % % TOTAL 5 10% 29% 10 6 20% 11% 5 5 9% 10% 20% Tabla 14. 6 3 11% 7% 20% 0 2 0% 4% 7% 1 2% 6% 10 52 19% 100% Resumen longitud fisuras Con respecto al espesor de las fisuras, se encontró que la mayoría de las fisuras son de espesor menor a 2 mm, siendo exactamente un 74%. Fisuras con espesores entre 2 a 5mm ocupan n 16% y fisuras con espesores superiores a 5mm corresponden al 2% del total. 92 ESPESOR FISURA CANT. FISURAS % % % TOTAL < 1mm 1 a 2mm 27 11 6 22% 11% 52% 74% 2 a 3mm 3 a 4mm 4 a 5mm 5 a 6mm 4 3 8% 5% 18% 85% Tabla 15. 0 6a 12mm TOTAL 1 52 2% 100% 0% 5% 13% Resumen espesor fisuras Aunque el 43 por ciento de los sismos no excedieron los 1.9 grados en la escala de Richter si se observa que el porcentaje de sismos mayores a 1.9 y menores a 3.0 alcanza el 48.4 % generando mayor probabilidad de falla en la estructura por desgaste generados por fatiga y sobresfuerzos en los elementos estructurales. 9.3.1. CLASIFICACIÓN Y ORIGEN DE LAS PATOLOGÍAS (HIPÓTESIS) La edificación expone que la lesión física más recurrente son fisuras, teniendo como foco principal la zona del sótano y piso 1. La orientación, forma y concentración de las lesiones en los elementos permiten estimar dos hipótesis como generadoras de las lesiones: 1. Asentamientos diferenciales por anomalías en el terreno o deficiencia en el sistema de cimentación de la edificación. En este apartado, se anota que la vegetación en el patio epicentro de las lesiones podría tener algún papel protagónico o aprovechar el debilitamiento del terreno para socavar con sus raíces o el aprovechamiento excesivo de la humedad presente en el suelo. 2. Concentración de esfuerzos en áreas donde hay discontinuidad de sección, por ejemplo, alrededor de las ventanas, aberturas arquitectónicas de muros. Las lesiones levantadas se identificaron, agruparon, se hizo un prediagnóstico de la posible causa y daño, y dicha información se consignó en las fichas de lesiones que se encuentran compiladas en el Anexo 3. 93 9.4. PRUEBAS Y ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS Ahora bien, para la caracterización de resistencia de materiales de la edificación se realizaron pruebas y ensayos a los elementos estructurales y no estructurales; las pruebas realizadas consistieron en Regatas para la determinación de refuerzo en elementos estructurales, prueba de durabilidad por carbonatación, ensayo de Resistencia a la Compresión sobre núcleos de concreto, ensayos de módulo de elasticidad sobre núcleos de concreto, excavación manual para inspección visual de cimentaciones. Para la realización de estas pruebas técnicas fue vital la colaboración de la empresa CONSULTORÍA Y CONSTRUCCIONES CIVILES LTDA. los ensayos de resistencia de materiales sobre las muestras obtenidas fueron realizados por el laboratorio de ASOCRETO. A continuación, se relacionan los ensayos realizados bajo la conducción del ingeniero Marlon Diaz: Se realizó ensayo de resistencia a la compresión a veintinueve núcleos de concreto, diecisiete a columnas y doce a vigas aéreas, dichas pruebas fueron realizadas conforme a la norma INV E 410 2007, NTC 673 y NTC 3658 por el laboratorio del concreto de ASOCRETO, según los resultados de los ensayos de laboratorio que se anexan. Para la caracterización de materiales se tuvo en cuenta los resultados de los ensayos de laboratorio realizados en ocasión del anterior estudio de vulnerabilidad sísmica realizado por el consorcio JOSUE GALVIS – CONSULTEC, toda vez que durante la definición de los elementos a ensayar se tuvo cuidado de no repetir ensayos para los mismos elementos estructurales en los dos estudios de vulnerabilidad. Como nota se añade que para los fines académicos se realizó una extracción y fallo de núcleo de concreto en columna. 9.4.1. MONITOREO TOPOGRÁFICO El monitoreo topográfico realizado tiene dos componentes fundamentales, monitoreo de asentamientos y monitoreo de verticalidad. En el monitoreo de asentamientos consistió en fijar niveletas de control en los pisos sótano, primero, segundo, cuarto, sexto y octavo. Después de instaladas las niveletas, semanalmente se verificó el nivel de estas, de tal forma que, si se obtenían diferencias de lectura con la lectura inicial de control, se evidenciaba la ocurrencia de asentamientos diferenciales activos. A continuación, se muestra un fragmento de un plano de monitoreo de asentamientos y el tipo de lecturas con y sin asentamientos 94 ENSAYO CANTIDAD RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SOBRE NÚCLEOS DE CONCRETO Y MÓDULOS DE ELASTICIDAD SOBRE NÚCLEOS DE CONCRETO 1 REGISTRO FOTOGRAFICO RESULTADOS: El monitoreo topográfico de asentamientos de la edificación reporta asentamientos diferenciales del orden de 5 mm durante las seis semanas del monitoreo en las zonas cercanas al patio interior sur occidental de la edificación 9.4.2. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN NÚCLEOS DE CONCRETO ENSAYO CANTIDAD RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SOBRE NÚCLEOS DE CONCRETO Y MÓDULOS DE ELASTICIDAD SOBRE NÚCLEOS DE CONCRETO 1 Tabla 16. REGISTRO FOTOGRAFICO Extracción de núcleos y ensayo de resistencia a la compresión a cargo del Ing. Marlon RESULTADOS: Resistencia a la compresión del concreto de vigas, viguetas y losa de entrepiso es de 16.63MPa Resistencia a la compresión del concreto de columnas y zapatas es de 20.31MPa. Se evidencia que la resistencia a la compresión del concreto de la estructura del edificio SAN AGUSTÍN no satisface el requisito mínimo del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 en “TÍTULO C CONCRETO ESTRUCTURAL” de 21Mpa 95 9.4.1. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN NÚCLEOS DE CONCRETO Se realizaron 29 pruebas de carbonatación al concreto con el fin de medir el avance del frente de concreto carbonatado hacia el núcleo de concreto. Esta es una medida de durabilidad en los concretos, teniendo como afectación principal que el concreto carbonatado permite el avance del oxígeno hacia el refuerzo y termina por presentarse oxidación en las varillas, fenómeno que está acompañado de aumento de volumen del refuerzo lo que genera micro tensiones en el concreto que finalmente se quiebra y desprende, es decir, produce desintegración del elemento de concreto. Para la realización de este ensayo se utilizó una solución de fenolftaleína al 1% en medio alcohólico. Para la interpretación de los resultados, que se observan en el registro fotográfico, se aclara que esta solución es un titulador, al presentarse tonalidades moradas indica que el concreto se encuentra sano, el no presentar color se debe a que el concreto se encuentra carbonatado. ENSAYO CANTIDAD Carbonatación sobre núcleos de concreto 1 Tabla 17. REGISTRO FOTOGRAFICO Ensayo de carbonatación a cargo del ingeniero Marlon RESULTADOS: Del núcleo evaluado, y la verificación con la información técnica base de este informe, se comprobó que en el concreto no existe frente de carbonatación, demostrando un excelente estado de conservación y mantenimiento de la edificación. 96 9.4.2. REGATAS PARA DETECCIÓN DE REFUERZO ENSAYOS DE ESFUERZO DE FLUENCIA Y MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO DE REFUERZO Se realizaron 14 regatas de inspección de refuerzo, estas se realizaron en Columnas y Vigas de entrepiso. ENSAYO CANTIDAD REGATAS PARA INSPECCIÓN DIRECTA DE REFUERZO. 1 Tabla 18. REGISTRO FOTOGRAFICO Regatas RESULTADOS: Acero longitudinal son barras corrugadas y acero transversal barras lisas. Además, se logró obtener el dato a partir de la información existente que el módulo de elasticidad del refuerzo longitudinal es 220.840 y esfuerzo de fluencia de 307Mpa. Se adoptaron las mismas especificaciones para el acero transversal. Por otro lado, Los elementos tipo columnas no cumplen con la cuantía de refuerzo longitudinal mínima establecida en C.21.6.3.1 (1%) del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR10, las cuantías siempre son menores del 1%. 9.4.3. CARACTERIZACION DE LA CIMENTACION ENSAYO CANTIDAD APIQUES PARA AUSCULTACIÓN DE CIMENTACIÓN 1 Tabla 19. REGISTRO FOTOGRAFICO Apiques 97 Para la caracterización de la cimentación se realizó un estudio de suelos (dirigido por la empresa CONSULTORIA Y CONSTRUCCIONES CIVILES). El alcance del mismo consistía en definir el perfil de suelo, sus propiedades principales de compresibilidad, resistencia al cortante, estimación de asentamientos y caracterización de la cimentación. Como parte del desarrollo del estudio de suelo fue la realización de 4 apiques que permitieron la inspección visual de la cimentación existente en la edificación, y así determinar la fiabilidad de los planos históricos encontrados. La exploración del subsuelo se llevó a cabo mediante la ejecución de 5 sondeos a una profundidad máxima de 15.0 m. La distribución de los apiques y sondeos se muestran en la imagen 73 En los sondeos se efectuaron ensayos corridos de penetración estándar (SPT.) con equipo de perforación a percusión - rotación, donde se sacaron muestras semi alteradas para los respectivos ensayos de laboratorio. Distribución y ubicación de apiques y sondeos, sótano 98 Esquema apique 1 Esquema apique 2 Esquema apique 3 99 Esquema apique 4 Se comprueba entonces que el sistema de cimentación de la edificación corresponde efectivamente a zapatas aisladas interconectadas con vigas de amarre. Durante la ejecución de los sondeos se realizó la recuperación de varias muestras parcialmente alteradas obtenidas del muestreador de cuchara partida y tubo shelby. De cada perforación se realizó una columna estratigráfica que se encuentra en los anexos del presente informe, la descripción de los materiales detectados al avanzar la exploración y la posición del nivel freático en los casos en que se encontró. Las perforaciones se realizaron por medio de un equipo de perforación manual y mecánico, que se complementaron con ensayos de campo SPT. En el momento de realizar la investigación del subsuelo se detectó nivel freático en las perforaciones, en la Tabla 16. Se relaciona el resultado para cada perforación. Es importante anotar que el nivel de agua puede sufrir variaciones apreciables con los cambios en el régimen de lluvias. Tabla 20. localización y profundidad de perforaciones. (Fuente: elaboración propia) 100 Perfil estratigráfico sondeo 1 101 Perfil estratigráfico sondeo 2 102 Perfil estratigráfico sondeo 3 Perfil estratigráfico sondeo 4 103 A continuación, se presenta la descripción del subsuelo a partir del nivel actual del terreno: A. 0.0 m –9,0/10,0 m Coluvial compuesto de una matriz arcillo-limosa, que superficialmente presenta el menor contenido de gravas y arenas y por lo tanto una menor consistencia. De consistencia entre media y compacta, con N del ensayo de penetración estándar entre 7 y 31 golpes/pie. B. 0.0 m –9,0/10,0 m Coluvial de matriz arcillo-limosa con una mayor presencia de gravas y por lo tanto un aumento de la densidad. De consistencia entre muy compacta, con N del ensayo de penetración estándar entre 41 y 60 golpes/pie. Se debe resaltar que en el sondeo 1 se detectó rechazo y se hizo necesario rotar hasta alcanzar el empotramiento exigido por la NSR-10 NIVEL FREÁTICO El nivel freático fue detectado a los 8,30 m de profundidad, se debe resaltar que este nivel puede variar con las condiciones climáticas de la ciudad. RECOMENDACIONES GEOTÉCNICAS Con base en los trabajos de campo y la totalidad de análisis efectuados, se tiene que la cimentación actual se encuentra trabajando en rangos inaceptables para las cargas existentes. Teniendo en cuenta que la estructura se inició a construir hace 80 años, ya se han presentado los asentamientos por las cargas originales. Se hace necesario reforzar la edificación con una cimentación mas profunda apoyados en terreno coluvial de mayor capacidad. Además, se deben tener en cuenta la inclusión de algún sistema de drenaje. El estudio de suelos se encuentra como anexo 06 en el presente informe. 104 9.5. CONSIDERACIONES E IDENTIFICACIÓN DEL MECANISMO DE FALLA Luego de analizar las lesiones encontradas y los ensayos realizados a la estructura se determino que: 9.5.1. FALLAS EN LA CIMENTACION POR INFLUENCIA DEL FENOMENO DE NIÑO (2014 – 2016) “El Niño” es el término originalmente usado para describir la aparición de aguas superficiales relativamente más cálidas de lo normal en el Pacífico tropical central y oriental, frente a las costas del norte de Perú, Ecuador y sur de Colombia. Este calentamiento de la superficie del Océano Pacífico cubre grandes extensiones y por su magnitud afecta el clima en diferentes regiones del planeta, entre ellas, el norte de Suramérica donde está situado el territorio colombiano. Cabe señalar, que, aunque la temperatura superficial del mar es el indicador más comúnmente utilizado para establecer la presencia de un “Niño”, pueden evaluarse otros indicadores no solo oceánicos, sino a su vez atmosféricos. Por tal razón la consolidación del evento debe existir un acoplamiento océano-atmósfera. En condiciones neutrales o normales se presentan vientos precedentes de la dirección Este. De igual forma, se presentan aguas más cálidas al Occidente del Pacifico tropical y más frescas al Oriente del mismo. Ver siguiente grafica obtenida del boletín Boletín informativo sobre el monitoreo de los Fenómenos de variabilidad climática "El Niño" y "La Niña" numero 83 de 15 de junio de 2015. Condiciones neutrales sobre la cuenca del océano pacífico tropical. (Fuente: National weather service climate prediction center) Se presenta un debilitamiento de los vientos procedentes del Este, por variaciones significativas de presión en el Pacifico Sur, empezarían entonces a predominar de forma anómala vientos del Oeste, lo que genera el desplazamiento de las aguas cálidas del Pacifico Occidental, ocupando la mayor parte de del Pacifico 105 Ecuatorial. Ver siguiente grafica obtenida del boletín informativo sobre el monitoreo de los Fenómenos de variabilidad climática "El Niño" y "La Niña" número 83 de 15 de junio de 2015. Condiciones bajo un evento el niño sobre la cuenta del océano pacifico (Fuente: National weather service climate prediction center) CONFIRMACIÓN DE LA LLEGADA DEL FENÓMENO DEL NIÑO De acuerdo con el boletín informativo sobre el monitoreo de los Fenómenos de variabilidad climática "El Niño" y "La Niña" número 79 de 22 de marzo de 2015 Se confirma la llegada del fenómeno de “El Niño” de intensidad débil. “En los últimos meses, se han presentado temperaturas más cálidas que el promedio de la superficie del mar (TSM) en el Pacífico tropical, incluyendo la región Niño3.4, donde se hace un seguimiento como un indicador de “El Niño”. El Índice Niño3.4 ha sido igual o superior a 0,5 ° C desde septiembre, y el más reciente Índice Niño3.4 semanal fue + 0,6 ° C, por lo tanto, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA, por sus siglas en inglés) confirmó la consolidación de “El Niño”, fenómeno atribuido al calentamiento de las aguas del Pacífico tropical y que causa cambios climáticos a escala planetaria.” En muchas ocasiones los fenómenos “El Niño” alcanzan su madurez máxima a mediados del segundo semestre del año y de seguir en el patrón, los efectos sobre la precipitación y la temperatura en Colombia podrían ser más fuertes finalizando el año 2015. Históricamente al finalizar el primer año y comienzos del segundo de un fenómeno “El Niño”, significativamente se ha reflejado las consecuencias con una disminución sustancial de las precipitaciones y altas temperaturas en gran parte de la región Caribe y Andina.” 106 Por lo anterior, durante los próximos meses se estima volúmenes de precipitación por debajo de lo normal en amplios sectores de la región Caribe, Andina y Pacífica, señalando que es altamente probable que se registren temperaturas máximas por encima de los valores medios de la época. El siguiente mapa, representa las zonas en las que se presentan históricamente mayores alteraciones en el régimen de lluvias, mostrando el departamento de Cundinamarca como una zona con déficit moderado de lluvias. UNO DE LOS FENÓMENOS DEL NIÑO MÁS FUERTES DE LA HISTORIA A continuación, se cita lo presentado en el boletín informativo sobre el monitoreo de los Fenómenos de variabilidad climática "El Niño" y "La Niña" número 95 de 17 de junio de 2016. “Cabe señalar, que para determinar la duración de un fenómeno Niño/Niña (inicio y final), así como su intensidad, se utiliza a nivel internacional el índice oceánico El Niño (ONI), desarrollado por el servicio meteorológico de los Estados Unidos (Administración Nacional del Océano y de la Atmósfera –NOAA). Con base en el comportamiento de dicho indicador, se podría considerar que el fenómeno El Niño 2015-2016 ha sido unos de los más fuertes de la historia, con un comportamiento en los diferentes indicadores océano-atmosféricos de valores muy similares al que se presentó entre 1997 y 1998. No obstante, más allá de la intensidad misma del fenómeno, dada justamente por esos indicadores océano-atmósfera, su repercusión en los patrones climáticos y a su vez, en los diferentes ecosistemas del país es diferencial. El impacto en la población depende en buena parte de su vulnerabilidad. 107 El Fenómeno El Niño 2015-2016 alcanzó su máxima intensidad hacia el final de 2015, manteniéndose fuerte durante enero y parte de febrero de 2016 y tendiendo a disminuir hacia el final de dicho mes. A partir de comienzos de marzo, los diferentes indicadores empezaron a mostrar señales de debilitamiento, razón por la cual, para el mes de mayo se declaró la finalización del El Niño. Como ya se mencionó éste “Niño”, ha sido uno de los más fuertes en términos de intensidad, pero a la vez, el de mayor efecto climático en términos de déficit de lluvias para el país, especialmente para las regiones Andina y Caribe; así mismo, se destacan las altas temperaturas, registradas especialmente hacia el final de 2015 y comienzos de 2016 con valores que superaron los 40,0°C en diversas zonas del territorio nacional; se destaca además los registros históricos superados en algunas zonas del país (establecidos como records) y las anomalías permanentemente superiores a los valores medios de la época, especialmente entre junio de 2015 y abril de 2016, justamente cuando el fenómeno estuvo entre moderado-fuerte moderado. IMPLICACIONES DEL FENÓMENO DEL NIÑO EN LAS PATOLOGÍAS ESTRUCTURALES REGISTRADAS EN EL MINISTERIO DE HACIENDA Y CRÉDITO PUBLICO La información anterior pone de manifiesto que el periodo de afectación por el fenómeno del Niño corresponde al periodo de aparición de las patologías estructurales registradas en el edificio del Ministerio de Hacienda, es decir, en el periodo desde febrero de 2015 hasta junio de 2016. Esta correspondencia entre el periodo de disminución importante de las lluvias causado por el fenómeno del Niño y la ocurrencia de los asentamientos diferenciales que originaron las patologías estructurales presentados evidencia la relación causa efecto entre estas. Adicional a lo anterior, se debe considerar la existencia del árbol Urapan en el patio interior sur occidental, que, como está bien registrado en la literatura, son arboles foráneos que se caracterizan por el alto consumo de agua y por los daños que generan en las obras civiles circundantes en periodos de sequía por desecación del suelo de fundación. 9.5.2. FALLAS EN LA CIMENTACION POR INFLUENCIA DEL ÁRBOL URAPAN (FRAXINUS CHINENSIS) IMPLANTADO EN EL PATIO SUR OCCIDENTAL DEL EDIFICIO DEL MINISTERIO DE HACIENDA Los urapanes llegaron a Bogotá procedentes del Japón hacia 1935 - 1945. Fueron traídos para el ornato de la metrópoli, dedicada a embellecer sus zonas verdes ante la inminencia de la Conferencia Panamericana. Su sistema radicular por ser tan fuerte y superficial afecta mucho los andenes y las vías. Esa fue la causa de que a principios de los 80 las vías comenzaron a hundirse seriamente, se rompiera el pavimento y se hundieran los suelos. El nivel de intrusividad de sus raíces es definido por el manual verde del jardín 108 botánico de Bogotá como grado 4 – muy alto, lo que consiste en una apreciación acerca de la fuerza con la cual las raíces de estos árboles buscan apropiarse de más espacio, nutrientes o agua. El decreto 984 de 1998 no recomienda esta especie para nuevas siembras de arborización en la ciudad, dadas las experiencias de afectación en infraestructura urbana. Se recomienda sembrarlos de 15 a 20 metros de distancia mínima a las construcciones civiles. Lo anterior significa que la presencia de los árboles de la especia Fraxinus Chinensis – Urapan, en los patios interior noroccidental y suroccidental constituye un riesgo para la estabilidad de la edificación, como lo ha demostrado la experiencia en la infraestructura urbana de la ciudad, además de las evidencias encontradas en el presente estudio que indican la relación de causa efecto de los asentamientos diferenciales en la edificación con el fenómeno del niño y la presencia de los árboles en los patios interiores. La literatura además indica que es recomendable sembrar estos árboles a una distancia de 15 – 20 metros de distancia a la construcción más cercana, sin embargo, vale la pena destacar que los árboles se encuentran localizados a menos de 3.50 m de distancia, es decir, las edificaciones se encuentran expuestas muy directamente a la acción nociva de los árboles en la construcción, como lo establece el alto nivel de intrusividad de las raíces definido en el manual verde del jardín botánico de Bogotá. 109 10. PROPUESTA DE INTERVENCION 10.1. ALTERNATIVAS Las alternativas que a continuacion se exponen cumplen su funcion siempre y cuando se desarrollen de manera conjunta: 1. Como primera medida es necesario la extraccion inmediata de todos los arboles Urapan, ya que esta especie de arboles (Los urapanes) constituyen una especie muy agresiva con las obras de infraestructura, como se ha venido documentando en repetidas ocasiones desde los años 80. De esta forma se estaria aliviando el acelarado proceso de secamiento y desecamiento del terreno reduciendo en gran medida el procentaje de cambios volumetricos. Por otro lado tambien se esta subsanando el ataque tanto arquitectonico como estructural por la fuerza y alto grado de intrusion de las raices de estos arboles. 2. Como lo evidencio el estudio de suelos, a traves de los diferentes apiques, ensayos y corroboracion con la planimetria estructural existente, en necesario la construccion de vigas de cimentacion que constituyan un sistema reticular proporcionando rigidez y restando al efecto adverso del asentamiento diferencial. 3. Finalmente y como resultado nuevamente de los analisis por el estudio de suelos de acuerdo con la cantidad y tamaño de las zapatas, así como las cargas a las que se encuentran sometidas, no se considera viable recalzar la cimentación existente (sistema de zapatas aisladas). Por lo anterior la cimentación de refuerzo consistirá en pilotes cilíndricos de concreto reforzado, hincados de 0.3 a 0.5 m de diámetro y una longitud entre 10,0/12.0 m, medidos a partir de la losa de contrapiso y apoyados en el coluvial detectado. Los elementos se proyectarán con base en los siguientes parámetros: • La capacidad máxima admisible de los cimientos se determinará con base en una fricción promedio de 1,22 ton/m². • Los pilotes se distribuirán con un espaciamiento mínimo entre ejes de 3.0 diámetros. 110 10.2. PRESUPUESTO DE OBRA PRESUPUESTO ESTUDIO PATOLOGICO PACIENTE EDIFICIO SAN AGUSTIN MINISTERIOR DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO Y LA DIAN ITEM DESCRIPCIÓN 0 PRELIMINARES 0.1 LOCALIZACION, TRAZADO Y REPLANTEO 1 DESMONTES, DEMOLICIONES Y ESCARIFICACIONES DEMOLICIÓN DE ENCHAPE Y ALISTADO (INCLUYE RECOLECCIÓN, TRANSPORTE Y 1.1 DISPOSICIÓN DE ESCOMBROS) DEMOLICIÓN DE LOSA DE CONTRAPISO e<10cm (INCLUYE RECOLECCIÓN, TRANSPORTE Y 1.2 DISPOSICIÓN DE ESCOMBROS) DEMOLICION DE MURO DE MAMPOSTERÍA, ESPESOR MAX.=30cm (INCLUYE RECOLECCIÓN, 1.3 TRANSPORTE Y DISPOSICIÓN DE ESCOMBROS) ESCARIFICACIÓN DE SUPERFICIE DE ZAPATAS DE CONCRETO PARA REFORZAMIENTO, 1.4 ANCHO MAX=50cm y e= 4cm (INCLUYE RECOLECCIÓN, TRANSPORTE Y DISPOSICIÓN DE ESCOMBROS) 1.5 RETIRO DE ARBOLES 2 EXCAVACIONES, RELLENOS Y CONCRETO PARA CIMENTACION EXCAVACIÓN MANUAL (INCLUYE RECOLECCIÓN, TRANSPORTE Y DISPOSICIÓN DE 2.1 ESCOMBROS) 2.2 CONCRETO DE LIMPIEZA DE 2500PSI, ESPESOR=5cm 2.3 CONCRETO DE 4000 PSI PARA VIGAS DE CIMENTACION 2.4 CONCRETO DE 4000PSI PARA LOSA DE CONTRAPISO, E=10cm PILOTES HINCADOS EN CONCRETO PREFABRICADO DE 4000 PSI 30CM X 30CM (INCLUYE 2.5 ACERO DE REFUERZO) 2.6 PUENTE DE ADHERENCIA ENTRE CONCRETO DE DIFERENTES EDADES, ANCHO MAX=50CM 3 ACERO DE REFUERZO Y ANCLAJES 3.1 MALLA ELECTROSOLDADA ESTANDAR PARA LOSA DE CONTRAPISO 3.2 ACERO CORRUGADO DE 60000 PSI (420MPa) PARA VIGAS DE CIMENTACION 4 MONTAJES Y RECONSTRUCCIONES 4.1 MUROS EN LADRILLO COMUN No. 5 PRECIO UNITARIO UND CANT m2 5203.90 $ 4,127 $ 21,476,808 m2 2425.70 $ 15,882 $ 38,524,581 m2 2425.70 $ 36,416 $ 88,333,672 m2 59.40 $ 24,429 $ 1,451,059 ml 330.00 $ 42,739 $ 14,103,715 und 11.00 $ 100,000 $ 1,100,000 m3 640.38 $ 43,275 $ 27,712,678 m2 m3 m2 1067.31 640.38 2425.70 $ 49,819 $ $ 1,068,976 $ $ 142,026 $ 53,172,092 684,556,163 344,511,850 SUB TOTAL TOTAL CAPITULO $ 21,476,808 $ 143,513,027 $ 1,126,013,312 m 10800.00 $ ml 330.00 $ 386,338 48,668 $ 16,060,529 Kg Kg 11440.00 64038.48 $ $ 9,969 $ 8,898 $ 114,041,474 569,814,227 m2 59.40 $ 67,657 $ 4,018,838 $ 683,855,701 $ 4,018,838 COSTO DIRECTO OBRA: $ 1,978,877,685 ADMINISTRACION 16.30% $ 322,634,758 IMPREVISTOS 1% $ 19,788,777 UTILIDAD 5% $ 98,943,884 IVA SOBRE LA UTILIDAD 19% $ 18,799,338 COSTO TOTAL DE OBRA $ 2,420,245,104 COSTO TOTAL DE OBRA POR m2 $ Presupuesto estimado ejecución de alternativas El presupuesto completo se entrega en ANEXO 7 465,083 111 11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES • Se concluye que la principal causa de las patologías encontradas corresponde a los asentamientos diferenciales registrados que se originan en los cambios estacionales de humedad generados por el fenómeno del niño aunado a la presencia del árbol Urapan localizado en el patio interior sur occidental de la edificación. • Se tienen dos tipos de consecuencias de las patologías presentadas, el primer tipo corresponde a incrementos en las fuerzas internas (cortantes y momentos) generados por los asentamientos diferenciales de los extremos de los elementos. Este tipo de consecuencias, no obstante, no representan compromiso a futuro de la estabilidad de la edificación toda vez que la causa que desató los asentamientos diferenciales ya cesó, es decir, el fenómeno del niño. Lo anterior no significa que no se deba emprender acciones al interior del ministerio que permitan disminuir la vulnerabilidad de la edificación a un nuevo fenómeno del niño, en el que nuevamente la vegetación en el interior del edificio contribuya al deterioro e inestabilidad de la edificación. Se deberán tomar las acciones para evitar que esta situación se presente nuevamente, lo cual se limita a controlar la vegetación y el ingreso de humedad en las zonas de la superficie del suelo expuestas a la acción del medio ambiente. • El segundo tipo de consecuencias de las patologías estructurales presentes en la edificación corresponde al desprendimiento de las lajas de piedra de enchape de fachada. Se deberá corregir a la mayor brevedad, toda vez que estas lajas de piedra se encuentran expuestas a riesgo decaída que comprometen la seguridad de los usuarios internos o externos de la edificación. • Como resultado de los estudios de se evidencia la necesidad de emprender acciones de REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA CIMENTACIÓN que disminuyan la vulnerabilidad sísmica de esta componente de la estructura para que cumpla con los factores de seguridad requeridos por la normatividad sismo resistente actual • El sistema de cimentación del edificio consiste de un sistema de zapatas aisladas sin vigas de amarre de cimentación y con profundidad de desplante de 2.0 m por debajo del nivel de piso fino del sótano. 112 • La resistencia nominal a la compresión del concreto de los elementos que conforman la estructura es: Columnas: f’c=20.3 MPa (2900 psi) y Vigas: f’c=16.6 MPa (2370 psi). • La resistencia nominal a la compresión del concreto con el cual se construyó el edificio San Agustín no satisface el nivel de resistencia mínima definido por NSR – 10 que es 21.1 MPa (3000 psi). • El monitoreo topográfico de asentamientos de la edificación reporta asentamientos diferenciales del orden de 5 mm durante las seis semanas del monitoreo en las zonas cercanas al patio interior sur occidental de la edificación. El monitoreo topográfico de asentamientos de la edificación reporta asentamientos diferenciales en los pisos sótano, primero y segundo en las zonas cercanas al patio interior sur occidental de la edificación. • De acuerdo a las regatas realizadas se encontró para el acero longitudinal barras corrugadas de resistencia 240 MPa y para el acero transversal barras lisas. • Los elementos tipo columnas no cumplen con la cuantía de refuerzo longitudinal mínima establecida en C.21.6.3.1 (1%) del Código Colombiano De Construcción Sismo Resistente, las cuantías siempre son menores del 1% • En los 29 núcleos extraídos sobre elementos estructurales de concreto no existe frente de carbonatación, demostrando un excelente estado de conservación y mantenimiento de la edificación. • Se encuentra presencia de humedades en una menor cantidad de muros estructurales. • La patología que más afecta a la estructura son las fracturas en elementos no estructurales, se recomienda dar un adecuado tratamiento de los elementos con el fin de evitar posibles colapsos en la mampostería o en los elementos de recubrimiento de fachada. • Los asentamientos diferenciales que está experimentando la estructura se justifican en dos razones que, al coincidir, generan las patologías registradas recientemente en la edificación. Estas razones son la • ocurrencia del fenómeno del niño y la presencia del árbol Urapan en el patio interior sur. 113 • El fenómeno del niño se ha clasificado como uno de los más severos de las últimas décadas, lo cual acentuó la capacidad intrusiva del árbol Urapan sembrado en el patio interior. • Los urapanes constituyen una especie muy agresiva con las obras de infraestructura, como se ha venido documentando en repetidas ocasiones desde los años 80. • Se debe iniciar revisión de estabilidad y reemplazo de piedras de fachada fisuradas identificadas en patologías. • La mayor proporción de patologías se presenta en el sótano y piso 1 hacia el patio interior sur occidental. • Se debe realizar una limpieza especializada a las fachadas exteriores con la finalidad de retirar toda la suciedad presente en estas. Se debe aclarar que el material de estas fachadas es piedra crema Bogotá, por lo que es imprescindible que producto usado para la limpieza no tenga connotación tan abrasiva, es decir, no usar ácidos. • Con la estabilización de la cimentación, se deben reparar las fisuras y grietas tanto en elementos estructurales como no estructurales. Se sugiere la reparación por inyección de resina epoxi en aquellas lesiones de poca magnitud y espesor. En aquellas grietas de grandes dimensiones como en concreto se sugiere el agrandamiento de la cabeza de esta lesión, la limpieza de la misma, y el sellado con resinas, morteros especiales o concreto. Por otro lado, en la mampostería, cuando es irrecuperable se recomienda sustituir las unidades de ladrillos. • Se debe hacer sustitución de enchape de piso afectado por los asentamientos, nivelando la capa de alistando para luego disponer del enchape que cumpla con los requisitos arquitectónicos del ministerio. • Se debe realizar retiro de pañete que ha sido afectado por la humedad, realizar verificación en torno a la red hidrosanitaria para eliminar la posibilidad de fugas y daños en el sistema. Una vez subsanado ese punto y eliminado el agente de humedad, se debe pañetar con mortero o material similar impermeabilizante. Una vez hecho esto solamente resta pintar. 114 12. BIBLIOGRAFÍA • Universidad Santo Tomas. Estudio patológico del edificio san Agustín nivel sótano y piso 1 y 2 del ministerio de hacienda y crédito público (2019). Recuperado de: https://repository.usta.edu.co/handle/11634/19088?show=full • International reaserch institute for climate and society. IRI ENSO Forecast (2015). Recuperado de: https://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/2015-January-quick-look/ • Africano Castillo, L., Álvarez Sepúlveda, E., Diaz Domínguez, L. (2019). Estudio Patológico Del Edificio San Agustín Nivel Sótano Y Piso 1 Y 2 Del Ministerio De Hacienda Y Crédito Público (Trabajo de grado especialización) Universidad Santo Tomas. [PDF] • Ciro Flórez, R., Jiménez Bejarano, W. (2017) Estudio Patológico En Vivienda Familiar “Municipio De Gachala” Cundinamarca. (Trabajo de grado especialización) Universidad Santo Tomas. [PDF] • Decreto 678 De 1994 (Alcaldía mayor de Bogotá D.C). Por el medio del cual se reglamenta el Acuerdo 6 de 1990 y se asigna el Tratamiento Especial de Conservación Histórica al Centro Histórico y a su sector sur del Distrito Capital y se dictan otras disposiciones. [PDF] • Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. (2010). 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