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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARINO”
SAIA – EXTENSIÒN BARINAS
MANTENIMIENTO
Mantenimiento en edificaciones
Paola Lewis
CI: 18.104.055
Barquisimeto, 2018
Introducción
Desde épocas remotas se ha hecho necesario idear un sistema que permita la conservación del
patrimonio construido. Es por esta razón que se ha demostrado su gran importancia para la
conservación. Es por esto por lo que mucho énfasis se ha hecho en la verdadera importancia de
este tema. Para esto se ha estudiado sobre los principales conceptos que este termino incluye
como son: vida útil de las edificaciones, los costos de mantenimiento, así como las ventajas que se
producen al aplicarse un programa de mantenimiento ya sea preventivo o correctivo.
Mantenimiento en Edificaciones
El mantenimiento no es mas que los trabajos que deben realizarse de forma cíclica para la
atención de los equipos y de los elementos componentes de las construcciones con el fin de
subsanar sus deficiencias, y mantener de manera eficaz los servicios que brinden con énfasis
especial de aquellas partes que por su uso continuado o por su ubicación se encuentran más
expuestos al deterioro.
El mantenimiento y las reparaciones están en función del tipo de edificación en si y se encuentra
estrechamente relacionada con la época de construcción y de los materiales que se emplearon
para su construcción.
Las labores de mantenimiento regulares, planificadas y presupuestadas, siempre y cuando sean
correctas, hacen mínimos los costos de operación de las estructuras.
Ya que las estructuras van envejeciendo es necesario hacerles una evaluación cada cierto numero
de años, esto implica que es necesario hacer un presupuesto a largo plazo en que se tomen en
cuenta los costos de estas evaluaciones y de las posibles acciones de mantenimiento o reparación
si es el caso.
La importancia del mantenimiento es que nos da confort y seguridad; que a la larga no es mas que
calidad de vida.
El confort y la seguridad en los usuarios es un requisito en el día a día de cualquier propietario. La
obligación del propietario de la conservación y el mantenimiento del inmueble hace que el estado
del edificio se adecue a las condiciones de:
• Seguridad
• Salubridad
• Habitabilidad
• Accesibilidad
• Confort
• Funcionalidad
Existen dos tipos de mantenimientos, el preventivo y el correctivo. El mantenimiento preventivo
como su nombre lo indica previene cualquier tipo de inconveniente que pueda ocurrir en la vida
útil de las edificaciones evitando así que esta cumpla los objetivos para la cual se diseñó. El
correctivo por su lado trata de corregir aquellos errores que ya presenta la edificación para así
lograr extender su vida útil hasta el máximo y conservar su patrimonio arquitectónico.
El mantenimiento preventivo tiene la posibilidad de ser programado en el tiempo y, por lo tanto,
evaluado económicamente. Esta destinado, como su nombre indica, a la prevención, teniendo
como objetivo el control “a priori” de las deficiencias y problemas que se puedan plantear en el
edificio debido al uso natural del mismo. El mantenimiento correctivo comprende aquellas
operaciones necesarias para hacer frente a situaciones físicas y/o funcionales son operaciones
típicas de este tipo de mantenimiento.
Clasificación de las estructuras según su tipo
Infraestructura
La infraestructura urbana es aquella obra o trabajo que realizan las personas, que generalmente es
dirigida por profesionales del campo de la arquitectura, ingeniería civil o urbanistas, que funciona
como soporte para el desarrollo de ciertas actividades, con un necesario funcionamiento para la
correcta organización de una determinada ciudad. Esto quiere decir que la infraestructura en las
ciudades son aquellas piezas o componentes que posibilitan a una sociedad a vivir de manera
digna, decente y apropiada.
Tipos de infraestructuras:
Transporte
• Terrestre: calles, carreteras en sus diferentes tipos, líneas de ferrocarril y puentes.
• Marítimo: puertos y canales
• Aéreo: aeropuertos
Energéticas
• Redes de electricidad
• Redes de distribución de calor
• Redes de combustibles
• Otras fuentes de energía
Hidráulicas
• Redes de agua potable
• Redes de desagüe
• Redes de reciclaje
Telecomunicaciones
• Redes de telefonía fija
• Redes de televisión de señal cerrada
• Repetidoras
• Centralitas
• Fibra óptica
• Celdas de telefonía celular
Edificación
• Vivienda
• Comercio
• Industria
• Salud: hospitales, centros de salud
• Educación: colegios, institutos y universidades
• Recreación: parques y jardines
Superestructura
Es la parte de una construcción que esta por encima del nivel del suelo. Se diferencia, por lo tanto,
de la infraestructura (la parte de la construcción que se encuentra bajo el nivel del suelo). En la
ingeniería civil se considera que la superestructura es la parte estructural que se sostiene en
columnas u otros elementos de apoyo. De esta manera, por ejemplo, un puente tiene como
superestructura a todos aquellos elementos que se encuentran posicionados por encima de los
pilares y columnas que ejercen como sustento de aquel.
Clasificación según los materiales que la conforman
Madera
La madera es el recurso natural más antiguo empleado por el hombre. Desde siempre le ha
proporcionado combustible, herramientas y protección.
Las principales propiedades de la madera son: resistencia, dureza, rigidez y densidad.
En cuanto más densa es la madera, su composición es mas fuerte y dura. Tiene una elevada
resistencia a la flexión. Tiene buena capacidad de resistencia a la tracción y la compresión paralela
a las fibras, escaza resistencia al cortante. Muy escaza resistencia a la tracción y a la compresión
en el sentido perpendicular a las fibras. Bajo módulo de elasticidad.
Acero
El acero es un de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más
ampliamente usado. El acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se
presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser
manejadas de acuerdo con las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo
mecánico, o mediante aleaciones.
El acero se utiliza para las construcciones en puentes de grandes claros, en edificios altos y en
estructuras con malas condiciones de cimentación ya que posee una alta resistencia/peso, posee
uniformidad ya que sus propiedades no cambian apreciablemente, facilidad en la construcción y
para la modificación de estructuras ya que se adaptan bien a las posibles ampliaciones. Posee sus
desventajas, su mantenimiento es costoso porque son susceptibles a la corrosión al estar
expuestos al aire y al agua, costo de la protección contra el fuego ya que el acero pierde
apreciablemente su capacidad de resistencia con el aumento de la temperatura. Además, es un
excelente conductor de calor.
Entre las propiedades del acero tiene que posee alta resistencia, la alta resistencia del acero por
unidad de peso implica que será relativamente bajo el peso de las estructuras, esto es de gran
importancia en puentes de grandes claros, en edificios altos y en estructuras con condiciones
deficientes en la cimentación. Uniformidad, las propiedades del acero no cambian
apreciablemente en el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.
Elasticidad, el acero se acerca mas en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría
de los materiales, gracias a que sigue la ley de Hooke hasta esfuerzos bastante altos los momentos
de inercia de una estructura de acero pueden calcularse exactamente, en tanto que los valores
obtenidos para una estructura de concreto reforzado son relativamente imprecisos.
Durabilidad, si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán
indefinidamente. Investigaciones realizadas en los aceros modernos, indican que bajo ciertas
condiciones no se requiere de ningún mantenimiento a base de pintura.
Ductilidad, es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar
bajo altos esfuerzos de tensión.
Tenacidad, los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. Un
miembro de acero cargado hasta que se presentan grandes deformaciones será aun capaz de
resistir grandes fuerzas.
Concreto armado
Las estructuras de concreto armado son aquellas que se emplean en las modernas construcciones
de edificios, losas, complejos habitacionales y demás edificaciones que requieren una construcción
rápida y económica con el fin de ahorrar costos tanto en materiales como en mano de obra y
tiempo de terminación.
El primer material y principal componente de las estructuras de concreto armado: es una mezcla
de cemento, arena, piedra y agua en medidas proporcionales y establecidas de acuerdo con el
grado de resistencia que se persigue. La propiedad mas importante de esta mezcla es su
resistencia a la compresión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a
deformarlo), a la flexión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a
deformarlo, doblándolo), tracción; asimismo combinado con esfuerzos de acero adquiere
propiedades anti cortantes.
FISURAS POR TRACCION Y FLEXION
Fisuras Por Tracción Pura
Se forman a lo largo de la dirección de las barras de refuerzo principal.
Son fisuras provocadas por el exceso de tracción longitudinal.
Se forman planos de falla (fisuras y grietas) transversales a lo largo de la sección.
Los incrementos de la tracción actuante en la sección provocan de manera súbita una grieta
que afecta la unión entre el hormigón y la barra de refuerzo en una determinada zona (distancia de
deslizamiento). Como consecuencia de ello, se interrumpe la transferencia de los esfuerzos
actuantes por pérdida de la adherencia mecánica entre el acero y el hormigón.
Adicionalmente, la anchura de la grieta es mínima cerca de la barra de acero (pero hay
fisuras y micro fisuras por el efecto de la conexión) y se incrementa a medida que se aleja de ella.
Ello genera patrones de espaciamiento entre grietas.
Los esfuerzos de tracción excesivos pueden darse como consecuencia de fallas de anclaje o traslapo
de una o varias barras de refuerzo.
Fisuras Por Flexión Pura
Suelen ser perpendiculares a la dirección del refuerzo longitudinal dispuesto en la dirección
de la tracción principal.
La existencia de armadura transversal (estribos) puede hacer que las fisuras se alineen con ella e
incluso favorezcan el inicio o la propagación de las mismas fisuras.
Estos planos de falla por flexión son de dos tipos:
Grietas de flexión que originalmente son fisuras de tracción.
Grietas por tracción que emergen como una manifestación del aumento de la deformación. Se
localizan entre las grietas de flexión y se extienden por encima de las barras de refuerzo.
Las grietas por flexión se extienden hasta el eje neutro, revelando así la posición real de este
en el elemento.
La anchura de las grietas indica el nivel del esfuerzo de tracción al que han sido sometidas
las barras de refuerzo.
Anchuras pronunciadas indican:
Exceso de carga por posibles precargas o sobrecargas.
Insuficiencia de refuerzo longitudinal.
Causas de grietas por flexión y tracción
• Sobrecargas no previstas.
• Mala adherencia de las armaduras al hormigón.
• Mala disposición de armaduras.
• Armaduras transversales insuficientes.
• Baja calidad del hormigón.
Alternativas de reparación
Evaluar la situación del elemento y determinar:
a) Recuperar monolitismo:
- Inyección de epoxi.
b) Refuerzo del elemento:
- Verificar armadura existente.
- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe:
• Colocar insertos (tipo anclajes) a través de perforaciones; relleno con epoxi.
• Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con mortero epoxi.
• Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi).
c) Eventual demolición y reemplazo
Fisuras Por Cortante
Los esfuerzos cortantes y de tracción provocan fisuras oblicuas que también son
transversales a la dirección del acero longitudinal principal.
Aparecen inclinadas en zonas cercanas a los apoyos (cortante máxima) o bajo cargas
puntuales elevadas.
El ángulo entre las grietas de cortante inclinadas y el eje de la viga es de aproximadamente 45º.
Las grietas de cortante siempre atraviesan todo el espesor de la viga y su anchura depende de la
sección de la viga.
Causas de grietas por cortante
• Sobrecargas no previstas.
• Mala adherencia de las armaduras al hormigón.
• Mala disposición de armaduras.
• Armaduras transversales insuficientes.
• Baja calidad del hormigón.
Alternativas de reparación
Evaluar la situación del elemento y determinar:
a) Recuperar monolitismo:
- Inyección de epoxi.
b) Refuerzo del elemento:
- Verificar armadura existente.
- Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe:
• Colocar insertos (tipo anclajes) a través de perforaciones; relleno con
epoxi.
• Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con mortero
epoxi.
• Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi).
c) Eventual demolición y reemplazo
Fisuras Por Torsión
Las fisuras por torsión también son oblicuas pero continuas y en espiral.
Atraviesan completamente la sección de los miembros afectados.
Fisuras Por Punzonamiento
Es propio de losas con deformaciones impuestas locales y ocasiona fallas con geometría
tronco piramidal cuya directriz es el área cargada.
Se alcanza en elementos que experimentan tracciones que se originan por esfuerzos tangenciales
que a su vez son motivados por una carga o una reacción localizada en un área relativamente
pequeña.
Es una falla de tipo frágil.
Causas de grieta por punzonamiento
• Concentración de tensiones.
• Diseño inadecuado: armaduras y/o espesores insuficientes; sobrecargas no
previstas.
• Baja calidad del hormigón
Alternativas de reparación
• Inyección con epoxi.
• Reducir concentración de tensiones mediante aumentos de sección del pilar y
capiteles de acero y hormigón.
• Traspasar carga a elementos inferiores.
Fisuras Por Compresión
• Si se rebasa la capacidad resistente del elemento en compresión, entonces
ocurre una fisuración que es paralela a la dirección de carga del elemento.
• Cuando el patrón de fisuración es oblicuo, puede estar indicando que el
hormigón está seco.
Causas de grietas por compresión
• Baja resistencia del hormigón a compresión
• Diseño insuficiente:
▪ Tensiones principales de compresión superan la resistencia del hormigón.
Alternativas de reparación
• Analizar resistencia del hormigón y estado tensional de las armaduras.
• Refuerzo exterior con platabandas.
Posible demolición y reemplazo
Fallas generadas por la acción gradiente térmico y humedad
Cuando una pieza de la estructura se calienta ocurre un gradiente de temperatura medio que
genera una deformación diferencial de las distintas fibras de la sección, donde las fibras más
calientes se alargan, en las losas o vigas son las fibras inferiores. El gradiente térmico en concreto
no es uniforme debido a su baja conductividad térmica por ese motivo las distintas fibras de la
sección sufrirían una deformación, por lo tanto, el nivel de daño producido en una estructura
puede ser tal que le haga perder la estabilidad, en caso de que no sea así hay que hacer una
evaluación para considerar una reparación o la demolición por total de la estructura.
Los cambios de humedad ocasionan fallas como variaciones de volumen lo que quiere decir que el
hormigón se hincha cuando se humedece y se contrae a medida que se seca. Se hacen fisuras que
van apareciendo después de varias semanas incluso meses esto sucede porque el hormigón se
seca lentamente
Fallas Generadas por la acción de la corrosión
La corrosión es una reacción termodinámicamente espontánea e inevitable de los metales, la cual
es adversa en el proceso de producción de estos. La mayoría de los metales, especialmente los
aceros, son altamente susceptibles al fenómeno de la corrosión y su grado de afectación depende
de las propiedades de la aleación de acero y del medio ambiente al que está sometido. La
corrosión en los aceros es inevitable y solo puede ser retardada por medio de medidas especiales
como la prevención por métodos protectores.
El acero de refuerzo en el concreto armado fue considerado por muchos años como un material
que no podía ser corroído debido a la alta alcalinidad de la mezcla en el concreto y una capa
protectora ante agentes corrosivos del medio ambiente. Sin embargo, con el paso del tiempo, esta
consideración ha sido descartada debido a que se han encontrado miles de estructuras de
concreto prematuramente dañadas por corrosión en el acero de refuerzo.
La corrosión en el concreto armado es un problema que no solo afecta la integridad estructural,
sino también, compromete la resistencia de los elementos, esto debido a que la permeabilidad
favorece la generación de la corrosión, reducción de los espesores de las armaduras y fallas por
agrietamiento. El carecer de un protocolo estándar para determinar el grado de riesgo estructural
y de seguridad alcanzado en estos casos, dificulta la toma de decisiones y la elaboración de un
diagnóstico en profundidad de la estructura.
La humedad del concreto favorece la penetración y disolución de los agentes agresivos y
proporciona el vehículo para que la corrosión avance. Por otro lado, el recubrimiento del concreto
sobre la armadura provee una barrera física contra la penetración de agentes agresivos desde el
medio ambiente exterior. Su eficiencia depende fundamentalmente de dos factores: el espesor del
recubrimiento (ER), el cual se recomienda para ambiente ácido un mínimo de 5 cm, además de un
diseño de la mezcla con una baja relación agua-cemento (A/C) lo que genera un ambiente propicio
para un concreto de buena calidad en este ambiente.
La presencia de humedad contribuye de manera importante al progreso de la corrosión
incrementando la reacción anódica (oxidación) y disminuyendo la reacción catódica (reducción).
Tuutti (1982) encontró que para la corrosión por cloruros inducidos presentó un máximo nivel de
corrosión a una humedad relativa del 95% y para la carbonatación inducida una humedad relativa
de 85%.
La absorción de agua en el concreto desde el ambiente exterior puede incrementar rápidamente
la velocidad de corrosión en el acero hasta generar fracturas y laminación.
La tendencia de cualquier metal para reaccionar en un ambiente se indica por el potencial
eléctrico que se desarrolla en contacto con el medio ambiente. En estructuras de concreto
armado, éste actúa como un electrolito y el acero de refuerzo desarrolla un potencial
dependiendo del entorno del concreto, que puede variar de un lugar a otro.
Un modo de falla podemos definirlo como la forma en que la estructura o parte de esta pierde la
capacidad de desempeñar su función, o, en otras palabras, la forma en que falla (Flexión, Corte y
Torsión). Para el análisis del riesgo de la corrosión en estructuras de concreto se proponen 8
modos de falla importantes los cuales se enlistan a continuación:
1.- Alta permeabilidad del concreto
2.- Perdida de alcalinidad del concreto
3.- Perdida de pasividad del acero de refuerzo. Ph < 9
4.- Perdida de adherencia del concreto de recubrimiento en el acero
5.-Agrietamineto y laminación del concreto de recubrimiento
6.- Aumento de la permeabilidad en el concreto
7.- Perdida del tamaño de sección del acero de refuerzo
8.- Aumento del esfuerzo de tensión en elementos estructurales.
Correctivos en estructuras
Se conoce como el grupo de actividades de reparación o reconstrucción de los elementos de la
estructura física, producto del deterioro normal, falta de mantenimiento preventivo o por la
ocurrencia de algún evento desastroso.
Revestimiento en estructuras de madera
Existen molduras exteriores con gran diversidad de perfiles, de variadas secciones y formas, cuyas
uniones se resuelven de diferentes maneras:
Machihembrado: se llama al calce de dos piezas, en que una tiene un rebaje acanalado central y la
otra una pestaña central.
Traslapado: las molduras tienen rebajados sus cantos permitiendo montar una sobre otra y
manteniendo el plomo del muro.
Tinglado: forma de instalar las molduras, montando la pieza superior sobre la inferior entre 2 a
2.5cm en forma horizontal.
Por otro lado, existen las piezas como el cubrejunta, que es un listón que cubre la unión entre dos
elementos del revestimiento, evitando el ingreso de humedad o viento al interior de la vivienda.
Revestimientos con tableros de madera
Los revestimientos con tableros (contra enchapado fenólico o de hebras orientadas) pueden
cumplir una doble función si estos, además, son estructurales, como riostra para tabiques
soportantes perimetrales. Los tableros dan la opción de variadas terminaciones exteriores en
cuanto a tamaño, textura de la superficie y diseño, siendo mas comunes las terminaciones que
emulan molduras de piezas solidas como tinglado.
Revestimiento en estructuras de acero
El acero con recubrimiento orgánico ofrece unas excepcionales ventajas económicas y técnicas y
es, sin lugar a duda, el producto mejor posicionado para responder a la normativa medioambiental
tanto presente como futura.
La extrema durabilidad y versatilidad del acero con recubrimiento orgánico ha permitido que su
uso se haya ido extendiendo en el sector de la construcción, desde cerramientos y cubiertas hasta
diferentes e innovadoras formas de techos suspendidos y aplicaciones de iluminación.
Revestimiento de zinc: genera una protección catódica a un costo relativamente bajo y es así pues
el revestimiento mas empleado para componentes de acero en la construcción. Aun así, conviene
ayudar a esta protección una pintura protectora. En el caso del zinc y el aluminio la adhesión es
mecánica; por tanto, conviene trabajar con las superficies ásperas.
Galvanización en caliente del acero: consiste en recubrir al acero con una película de zinc, lo que
se logra sumergiéndolo en un baño de zinc fundido. Se trata de un proceso muy eficaz y
económico para proteger contra la corrosión a las superficies preparadas de hierro o acero.
Proporciona un recubrimiento muy duradero. Esta duración es directamente proporcional a su
espesor. Aunque también depende del ambiente al que están expuestos.
Revestimiento en estructuras de concreto
Para revestir las superficies de concreto, para el tratamiento de fisuras finas. Las losas que
contienen fisuras finas muertas se pueden revestir aplicando una sobre capa de mortero de
cemento portland o concreto modificado con sustancias químicas. Estas técnicas no son
adecuadas para efectuar reparaciones en caso de fisuración progresiva.
La superficie se debe limpiar para retirar cemento, material fino de los agregados y otros
contaminantes. Aplicar una capa de mortero adherente. El proceso de mezcla, colocación y
acabado debe realizarse rápidamente, evitando el endurecimiento del mortero o concreto
modificado. Realizar curado húmedo durante 24 horas.
Perfilado y sellado: este método consiste en agrandar la fisura, para llenarla y sellarla con un
material adecuado. Se usa para tratar tanto fisuras finas de patrón irregular, como fisuras aisladas
de mayor tamaño. Los selladores pueden ser de diferentes materiales, incluyendo resinas epoxi,
siliconas, materiales asfalticos o morteros.
Colocación de mortero como mezcla seca (Drypacking): consiste en la colocación y apisonado de
mortero, constituido por una parte de cemento, una a tres partes de arena y muy poca agua,
únicamente la suficiente para lograr una mezcla que permita formar una bola con la mano.
Inyección de resinas epoxi: con este método es posible adherir micro fisuras de 0.05 milímetros de
espesor, o menos.
Refuerzo en estructuras de madera
El refuerzo en vigas maestras de antiguas estructuras se lleva a cabo fácilmente gracias al acero.
Son numerosas las posibles soluciones. La presente ficha da algunos ejemplos de forma no
exhaustiva.
La viga de madera se refuerza mediante la colocación de perfiles en paralelo U, I o H.
Refuerzo o reparación de viguetas de forjado de madera mediante la colocación de perfiles
metálicos de acero
Como en el caso de las estructuras, el refuerzo de forjados de madera mediante perfiles de acero
es válido, tanto para reforzar elementos deteriorados (podridos o carcomidos) como para soportar
los incrementos de cargas. Los perfiles de refuerzo se apoyan en los elementos existentes o
añadidos (muros, vigas) los diseños mostrados a continuación, que se dan a titulo de ejemplo,
muestran algunas opciones de refuerzo de viguetas de forjado que permiten conservar el techo
existente sin quitarlo.
El refuerzo mediante viguetas metálicas se efectúa con perfiles en U, unidos con pasadores para
limitar el riesgo de desbordamiento y se sitúan a uno o ambos lados de la pieza a reforzar. Las
viguetas defectuosas, a menudo alabeadas, se calzan sobre los nuevos perfiles.
Refuerzo estructural en el acero
El acero es mas o menos un material elástico, responde teóricamente igual a la compresión y a la
tensión, sin embargo, con bastante fuerza aplicada, puede comenzar a comportarse como un
material plástico.
Para mantener un buen refuerzo estructural en el acero hay que tomar en cuenta los siguientes
pasos:
• Bastones: doblar a 180º más extensión mínima de 4 veces el diámetro de la
varilla, pero no menor a 65mm
• Escuadras: doblar a 90º más una extensión de 12 veces el diámetro de la
varilla como mínimo.
• Ganchos en estribos: doblar a 135º más una extensión mínima de 6 veces el
diámetro de la varilla o alambrón, pero no menos a 65mm.
Las varillas de refuerzo principal siempre serán corrugadas, las tolerancias permitidas al momento
de armar los distintos elementos estructurales son en milímetros. La separación entre los estribos
no debe ser mayor a la dimensión del lado mas largo del elemento. Los 2 ganchos que cierran al
estribo deben abrazar de manera alternada a las varillas de refuerzo principal en las 4 esquinas.
Para vigas y columnas -3mm es lo mas que se puede reducir la distancia especificada entre lechos
de varillas. En muros y losas macizas, el espaciamiento máximo entre los ejes de refuerzo principal
es lo que resulte menor entre 46cm y 3 veces el espesor.

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  • 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARINO” SAIA – EXTENSIÒN BARINAS MANTENIMIENTO Mantenimiento en edificaciones Paola Lewis CI: 18.104.055 Barquisimeto, 2018
  • 2. Introducción Desde épocas remotas se ha hecho necesario idear un sistema que permita la conservación del patrimonio construido. Es por esta razón que se ha demostrado su gran importancia para la conservación. Es por esto por lo que mucho énfasis se ha hecho en la verdadera importancia de este tema. Para esto se ha estudiado sobre los principales conceptos que este termino incluye como son: vida útil de las edificaciones, los costos de mantenimiento, así como las ventajas que se producen al aplicarse un programa de mantenimiento ya sea preventivo o correctivo.
  • 3. Mantenimiento en Edificaciones El mantenimiento no es mas que los trabajos que deben realizarse de forma cíclica para la atención de los equipos y de los elementos componentes de las construcciones con el fin de subsanar sus deficiencias, y mantener de manera eficaz los servicios que brinden con énfasis especial de aquellas partes que por su uso continuado o por su ubicación se encuentran más expuestos al deterioro. El mantenimiento y las reparaciones están en función del tipo de edificación en si y se encuentra estrechamente relacionada con la época de construcción y de los materiales que se emplearon para su construcción. Las labores de mantenimiento regulares, planificadas y presupuestadas, siempre y cuando sean correctas, hacen mínimos los costos de operación de las estructuras. Ya que las estructuras van envejeciendo es necesario hacerles una evaluación cada cierto numero de años, esto implica que es necesario hacer un presupuesto a largo plazo en que se tomen en cuenta los costos de estas evaluaciones y de las posibles acciones de mantenimiento o reparación si es el caso. La importancia del mantenimiento es que nos da confort y seguridad; que a la larga no es mas que calidad de vida. El confort y la seguridad en los usuarios es un requisito en el día a día de cualquier propietario. La obligación del propietario de la conservación y el mantenimiento del inmueble hace que el estado del edificio se adecue a las condiciones de: • Seguridad • Salubridad • Habitabilidad • Accesibilidad • Confort • Funcionalidad Existen dos tipos de mantenimientos, el preventivo y el correctivo. El mantenimiento preventivo como su nombre lo indica previene cualquier tipo de inconveniente que pueda ocurrir en la vida útil de las edificaciones evitando así que esta cumpla los objetivos para la cual se diseñó. El correctivo por su lado trata de corregir aquellos errores que ya presenta la edificación para así lograr extender su vida útil hasta el máximo y conservar su patrimonio arquitectónico. El mantenimiento preventivo tiene la posibilidad de ser programado en el tiempo y, por lo tanto, evaluado económicamente. Esta destinado, como su nombre indica, a la prevención, teniendo como objetivo el control “a priori” de las deficiencias y problemas que se puedan plantear en el edificio debido al uso natural del mismo. El mantenimiento correctivo comprende aquellas operaciones necesarias para hacer frente a situaciones físicas y/o funcionales son operaciones típicas de este tipo de mantenimiento. Clasificación de las estructuras según su tipo
  • 4. Infraestructura La infraestructura urbana es aquella obra o trabajo que realizan las personas, que generalmente es dirigida por profesionales del campo de la arquitectura, ingeniería civil o urbanistas, que funciona como soporte para el desarrollo de ciertas actividades, con un necesario funcionamiento para la correcta organización de una determinada ciudad. Esto quiere decir que la infraestructura en las ciudades son aquellas piezas o componentes que posibilitan a una sociedad a vivir de manera digna, decente y apropiada. Tipos de infraestructuras: Transporte • Terrestre: calles, carreteras en sus diferentes tipos, líneas de ferrocarril y puentes. • Marítimo: puertos y canales • Aéreo: aeropuertos Energéticas • Redes de electricidad • Redes de distribución de calor • Redes de combustibles • Otras fuentes de energía Hidráulicas • Redes de agua potable • Redes de desagüe • Redes de reciclaje Telecomunicaciones • Redes de telefonía fija • Redes de televisión de señal cerrada • Repetidoras • Centralitas • Fibra óptica • Celdas de telefonía celular Edificación • Vivienda • Comercio • Industria • Salud: hospitales, centros de salud • Educación: colegios, institutos y universidades • Recreación: parques y jardines Superestructura
  • 5. Es la parte de una construcción que esta por encima del nivel del suelo. Se diferencia, por lo tanto, de la infraestructura (la parte de la construcción que se encuentra bajo el nivel del suelo). En la ingeniería civil se considera que la superestructura es la parte estructural que se sostiene en columnas u otros elementos de apoyo. De esta manera, por ejemplo, un puente tiene como superestructura a todos aquellos elementos que se encuentran posicionados por encima de los pilares y columnas que ejercen como sustento de aquel. Clasificación según los materiales que la conforman Madera La madera es el recurso natural más antiguo empleado por el hombre. Desde siempre le ha proporcionado combustible, herramientas y protección. Las principales propiedades de la madera son: resistencia, dureza, rigidez y densidad. En cuanto más densa es la madera, su composición es mas fuerte y dura. Tiene una elevada resistencia a la flexión. Tiene buena capacidad de resistencia a la tracción y la compresión paralela a las fibras, escaza resistencia al cortante. Muy escaza resistencia a la tracción y a la compresión en el sentido perpendicular a las fibras. Bajo módulo de elasticidad. Acero El acero es un de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado. El acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo con las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones. El acero se utiliza para las construcciones en puentes de grandes claros, en edificios altos y en estructuras con malas condiciones de cimentación ya que posee una alta resistencia/peso, posee uniformidad ya que sus propiedades no cambian apreciablemente, facilidad en la construcción y para la modificación de estructuras ya que se adaptan bien a las posibles ampliaciones. Posee sus desventajas, su mantenimiento es costoso porque son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al aire y al agua, costo de la protección contra el fuego ya que el acero pierde apreciablemente su capacidad de resistencia con el aumento de la temperatura. Además, es un excelente conductor de calor. Entre las propiedades del acero tiene que posee alta resistencia, la alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será relativamente bajo el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros, en edificios altos y en estructuras con condiciones deficientes en la cimentación. Uniformidad, las propiedades del acero no cambian apreciablemente en el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado. Elasticidad, el acero se acerca mas en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría de los materiales, gracias a que sigue la ley de Hooke hasta esfuerzos bastante altos los momentos de inercia de una estructura de acero pueden calcularse exactamente, en tanto que los valores obtenidos para una estructura de concreto reforzado son relativamente imprecisos.
  • 6. Durabilidad, si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán indefinidamente. Investigaciones realizadas en los aceros modernos, indican que bajo ciertas condiciones no se requiere de ningún mantenimiento a base de pintura. Ductilidad, es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. Tenacidad, los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. Un miembro de acero cargado hasta que se presentan grandes deformaciones será aun capaz de resistir grandes fuerzas. Concreto armado Las estructuras de concreto armado son aquellas que se emplean en las modernas construcciones de edificios, losas, complejos habitacionales y demás edificaciones que requieren una construcción rápida y económica con el fin de ahorrar costos tanto en materiales como en mano de obra y tiempo de terminación. El primer material y principal componente de las estructuras de concreto armado: es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua en medidas proporcionales y establecidas de acuerdo con el grado de resistencia que se persigue. La propiedad mas importante de esta mezcla es su resistencia a la compresión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo), a la flexión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo, doblándolo), tracción; asimismo combinado con esfuerzos de acero adquiere propiedades anti cortantes. FISURAS POR TRACCION Y FLEXION Fisuras Por Tracción Pura Se forman a lo largo de la dirección de las barras de refuerzo principal. Son fisuras provocadas por el exceso de tracción longitudinal. Se forman planos de falla (fisuras y grietas) transversales a lo largo de la sección. Los incrementos de la tracción actuante en la sección provocan de manera súbita una grieta que afecta la unión entre el hormigón y la barra de refuerzo en una determinada zona (distancia de deslizamiento). Como consecuencia de ello, se interrumpe la transferencia de los esfuerzos actuantes por pérdida de la adherencia mecánica entre el acero y el hormigón. Adicionalmente, la anchura de la grieta es mínima cerca de la barra de acero (pero hay fisuras y micro fisuras por el efecto de la conexión) y se incrementa a medida que se aleja de ella. Ello genera patrones de espaciamiento entre grietas. Los esfuerzos de tracción excesivos pueden darse como consecuencia de fallas de anclaje o traslapo de una o varias barras de refuerzo. Fisuras Por Flexión Pura
  • 7. Suelen ser perpendiculares a la dirección del refuerzo longitudinal dispuesto en la dirección de la tracción principal. La existencia de armadura transversal (estribos) puede hacer que las fisuras se alineen con ella e incluso favorezcan el inicio o la propagación de las mismas fisuras. Estos planos de falla por flexión son de dos tipos: Grietas de flexión que originalmente son fisuras de tracción. Grietas por tracción que emergen como una manifestación del aumento de la deformación. Se localizan entre las grietas de flexión y se extienden por encima de las barras de refuerzo. Las grietas por flexión se extienden hasta el eje neutro, revelando así la posición real de este en el elemento. La anchura de las grietas indica el nivel del esfuerzo de tracción al que han sido sometidas las barras de refuerzo. Anchuras pronunciadas indican: Exceso de carga por posibles precargas o sobrecargas. Insuficiencia de refuerzo longitudinal. Causas de grietas por flexión y tracción • Sobrecargas no previstas. • Mala adherencia de las armaduras al hormigón. • Mala disposición de armaduras. • Armaduras transversales insuficientes. • Baja calidad del hormigón. Alternativas de reparación Evaluar la situación del elemento y determinar: a) Recuperar monolitismo: - Inyección de epoxi. b) Refuerzo del elemento: - Verificar armadura existente. - Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe: • Colocar insertos (tipo anclajes) a través de perforaciones; relleno con epoxi. • Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con mortero epoxi. • Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi).
  • 8. c) Eventual demolición y reemplazo Fisuras Por Cortante Los esfuerzos cortantes y de tracción provocan fisuras oblicuas que también son transversales a la dirección del acero longitudinal principal. Aparecen inclinadas en zonas cercanas a los apoyos (cortante máxima) o bajo cargas puntuales elevadas. El ángulo entre las grietas de cortante inclinadas y el eje de la viga es de aproximadamente 45º. Las grietas de cortante siempre atraviesan todo el espesor de la viga y su anchura depende de la sección de la viga. Causas de grietas por cortante • Sobrecargas no previstas. • Mala adherencia de las armaduras al hormigón. • Mala disposición de armaduras. • Armaduras transversales insuficientes. • Baja calidad del hormigón. Alternativas de reparación Evaluar la situación del elemento y determinar: a) Recuperar monolitismo: - Inyección de epoxi. b) Refuerzo del elemento: - Verificar armadura existente. - Reforzar en caso necesario, para lo cual se debe: • Colocar insertos (tipo anclajes) a través de perforaciones; relleno con epoxi. • Picar y colocar armadura adicional, hormigonar o rellenar con mortero epoxi. • Reforzar con armadura externa (platabandas adheridas con epoxi). c) Eventual demolición y reemplazo Fisuras Por Torsión Las fisuras por torsión también son oblicuas pero continuas y en espiral.
  • 9. Atraviesan completamente la sección de los miembros afectados. Fisuras Por Punzonamiento Es propio de losas con deformaciones impuestas locales y ocasiona fallas con geometría tronco piramidal cuya directriz es el área cargada. Se alcanza en elementos que experimentan tracciones que se originan por esfuerzos tangenciales que a su vez son motivados por una carga o una reacción localizada en un área relativamente pequeña. Es una falla de tipo frágil. Causas de grieta por punzonamiento • Concentración de tensiones. • Diseño inadecuado: armaduras y/o espesores insuficientes; sobrecargas no previstas. • Baja calidad del hormigón Alternativas de reparación • Inyección con epoxi. • Reducir concentración de tensiones mediante aumentos de sección del pilar y capiteles de acero y hormigón. • Traspasar carga a elementos inferiores. Fisuras Por Compresión • Si se rebasa la capacidad resistente del elemento en compresión, entonces ocurre una fisuración que es paralela a la dirección de carga del elemento. • Cuando el patrón de fisuración es oblicuo, puede estar indicando que el hormigón está seco. Causas de grietas por compresión • Baja resistencia del hormigón a compresión • Diseño insuficiente: ▪ Tensiones principales de compresión superan la resistencia del hormigón. Alternativas de reparación • Analizar resistencia del hormigón y estado tensional de las armaduras. • Refuerzo exterior con platabandas. Posible demolición y reemplazo
  • 10. Fallas generadas por la acción gradiente térmico y humedad Cuando una pieza de la estructura se calienta ocurre un gradiente de temperatura medio que genera una deformación diferencial de las distintas fibras de la sección, donde las fibras más calientes se alargan, en las losas o vigas son las fibras inferiores. El gradiente térmico en concreto no es uniforme debido a su baja conductividad térmica por ese motivo las distintas fibras de la sección sufrirían una deformación, por lo tanto, el nivel de daño producido en una estructura puede ser tal que le haga perder la estabilidad, en caso de que no sea así hay que hacer una evaluación para considerar una reparación o la demolición por total de la estructura. Los cambios de humedad ocasionan fallas como variaciones de volumen lo que quiere decir que el hormigón se hincha cuando se humedece y se contrae a medida que se seca. Se hacen fisuras que van apareciendo después de varias semanas incluso meses esto sucede porque el hormigón se seca lentamente Fallas Generadas por la acción de la corrosión La corrosión es una reacción termodinámicamente espontánea e inevitable de los metales, la cual es adversa en el proceso de producción de estos. La mayoría de los metales, especialmente los aceros, son altamente susceptibles al fenómeno de la corrosión y su grado de afectación depende de las propiedades de la aleación de acero y del medio ambiente al que está sometido. La corrosión en los aceros es inevitable y solo puede ser retardada por medio de medidas especiales como la prevención por métodos protectores. El acero de refuerzo en el concreto armado fue considerado por muchos años como un material que no podía ser corroído debido a la alta alcalinidad de la mezcla en el concreto y una capa protectora ante agentes corrosivos del medio ambiente. Sin embargo, con el paso del tiempo, esta consideración ha sido descartada debido a que se han encontrado miles de estructuras de concreto prematuramente dañadas por corrosión en el acero de refuerzo. La corrosión en el concreto armado es un problema que no solo afecta la integridad estructural, sino también, compromete la resistencia de los elementos, esto debido a que la permeabilidad favorece la generación de la corrosión, reducción de los espesores de las armaduras y fallas por agrietamiento. El carecer de un protocolo estándar para determinar el grado de riesgo estructural y de seguridad alcanzado en estos casos, dificulta la toma de decisiones y la elaboración de un diagnóstico en profundidad de la estructura. La humedad del concreto favorece la penetración y disolución de los agentes agresivos y proporciona el vehículo para que la corrosión avance. Por otro lado, el recubrimiento del concreto sobre la armadura provee una barrera física contra la penetración de agentes agresivos desde el medio ambiente exterior. Su eficiencia depende fundamentalmente de dos factores: el espesor del recubrimiento (ER), el cual se recomienda para ambiente ácido un mínimo de 5 cm, además de un diseño de la mezcla con una baja relación agua-cemento (A/C) lo que genera un ambiente propicio para un concreto de buena calidad en este ambiente.
  • 11. La presencia de humedad contribuye de manera importante al progreso de la corrosión incrementando la reacción anódica (oxidación) y disminuyendo la reacción catódica (reducción). Tuutti (1982) encontró que para la corrosión por cloruros inducidos presentó un máximo nivel de corrosión a una humedad relativa del 95% y para la carbonatación inducida una humedad relativa de 85%. La absorción de agua en el concreto desde el ambiente exterior puede incrementar rápidamente la velocidad de corrosión en el acero hasta generar fracturas y laminación. La tendencia de cualquier metal para reaccionar en un ambiente se indica por el potencial eléctrico que se desarrolla en contacto con el medio ambiente. En estructuras de concreto armado, éste actúa como un electrolito y el acero de refuerzo desarrolla un potencial dependiendo del entorno del concreto, que puede variar de un lugar a otro. Un modo de falla podemos definirlo como la forma en que la estructura o parte de esta pierde la capacidad de desempeñar su función, o, en otras palabras, la forma en que falla (Flexión, Corte y Torsión). Para el análisis del riesgo de la corrosión en estructuras de concreto se proponen 8 modos de falla importantes los cuales se enlistan a continuación: 1.- Alta permeabilidad del concreto 2.- Perdida de alcalinidad del concreto 3.- Perdida de pasividad del acero de refuerzo. Ph < 9 4.- Perdida de adherencia del concreto de recubrimiento en el acero 5.-Agrietamineto y laminación del concreto de recubrimiento 6.- Aumento de la permeabilidad en el concreto 7.- Perdida del tamaño de sección del acero de refuerzo 8.- Aumento del esfuerzo de tensión en elementos estructurales.
  • 12. Correctivos en estructuras Se conoce como el grupo de actividades de reparación o reconstrucción de los elementos de la estructura física, producto del deterioro normal, falta de mantenimiento preventivo o por la ocurrencia de algún evento desastroso. Revestimiento en estructuras de madera Existen molduras exteriores con gran diversidad de perfiles, de variadas secciones y formas, cuyas uniones se resuelven de diferentes maneras: Machihembrado: se llama al calce de dos piezas, en que una tiene un rebaje acanalado central y la otra una pestaña central. Traslapado: las molduras tienen rebajados sus cantos permitiendo montar una sobre otra y manteniendo el plomo del muro. Tinglado: forma de instalar las molduras, montando la pieza superior sobre la inferior entre 2 a 2.5cm en forma horizontal. Por otro lado, existen las piezas como el cubrejunta, que es un listón que cubre la unión entre dos elementos del revestimiento, evitando el ingreso de humedad o viento al interior de la vivienda. Revestimientos con tableros de madera Los revestimientos con tableros (contra enchapado fenólico o de hebras orientadas) pueden cumplir una doble función si estos, además, son estructurales, como riostra para tabiques soportantes perimetrales. Los tableros dan la opción de variadas terminaciones exteriores en cuanto a tamaño, textura de la superficie y diseño, siendo mas comunes las terminaciones que emulan molduras de piezas solidas como tinglado.
  • 13. Revestimiento en estructuras de acero El acero con recubrimiento orgánico ofrece unas excepcionales ventajas económicas y técnicas y es, sin lugar a duda, el producto mejor posicionado para responder a la normativa medioambiental tanto presente como futura. La extrema durabilidad y versatilidad del acero con recubrimiento orgánico ha permitido que su uso se haya ido extendiendo en el sector de la construcción, desde cerramientos y cubiertas hasta diferentes e innovadoras formas de techos suspendidos y aplicaciones de iluminación. Revestimiento de zinc: genera una protección catódica a un costo relativamente bajo y es así pues el revestimiento mas empleado para componentes de acero en la construcción. Aun así, conviene ayudar a esta protección una pintura protectora. En el caso del zinc y el aluminio la adhesión es mecánica; por tanto, conviene trabajar con las superficies ásperas. Galvanización en caliente del acero: consiste en recubrir al acero con una película de zinc, lo que se logra sumergiéndolo en un baño de zinc fundido. Se trata de un proceso muy eficaz y económico para proteger contra la corrosión a las superficies preparadas de hierro o acero. Proporciona un recubrimiento muy duradero. Esta duración es directamente proporcional a su espesor. Aunque también depende del ambiente al que están expuestos. Revestimiento en estructuras de concreto Para revestir las superficies de concreto, para el tratamiento de fisuras finas. Las losas que contienen fisuras finas muertas se pueden revestir aplicando una sobre capa de mortero de cemento portland o concreto modificado con sustancias químicas. Estas técnicas no son adecuadas para efectuar reparaciones en caso de fisuración progresiva. La superficie se debe limpiar para retirar cemento, material fino de los agregados y otros contaminantes. Aplicar una capa de mortero adherente. El proceso de mezcla, colocación y acabado debe realizarse rápidamente, evitando el endurecimiento del mortero o concreto modificado. Realizar curado húmedo durante 24 horas. Perfilado y sellado: este método consiste en agrandar la fisura, para llenarla y sellarla con un material adecuado. Se usa para tratar tanto fisuras finas de patrón irregular, como fisuras aisladas de mayor tamaño. Los selladores pueden ser de diferentes materiales, incluyendo resinas epoxi, siliconas, materiales asfalticos o morteros. Colocación de mortero como mezcla seca (Drypacking): consiste en la colocación y apisonado de mortero, constituido por una parte de cemento, una a tres partes de arena y muy poca agua, únicamente la suficiente para lograr una mezcla que permita formar una bola con la mano. Inyección de resinas epoxi: con este método es posible adherir micro fisuras de 0.05 milímetros de espesor, o menos. Refuerzo en estructuras de madera
  • 14. El refuerzo en vigas maestras de antiguas estructuras se lleva a cabo fácilmente gracias al acero. Son numerosas las posibles soluciones. La presente ficha da algunos ejemplos de forma no exhaustiva. La viga de madera se refuerza mediante la colocación de perfiles en paralelo U, I o H. Refuerzo o reparación de viguetas de forjado de madera mediante la colocación de perfiles metálicos de acero Como en el caso de las estructuras, el refuerzo de forjados de madera mediante perfiles de acero es válido, tanto para reforzar elementos deteriorados (podridos o carcomidos) como para soportar los incrementos de cargas. Los perfiles de refuerzo se apoyan en los elementos existentes o añadidos (muros, vigas) los diseños mostrados a continuación, que se dan a titulo de ejemplo, muestran algunas opciones de refuerzo de viguetas de forjado que permiten conservar el techo existente sin quitarlo. El refuerzo mediante viguetas metálicas se efectúa con perfiles en U, unidos con pasadores para limitar el riesgo de desbordamiento y se sitúan a uno o ambos lados de la pieza a reforzar. Las viguetas defectuosas, a menudo alabeadas, se calzan sobre los nuevos perfiles. Refuerzo estructural en el acero El acero es mas o menos un material elástico, responde teóricamente igual a la compresión y a la tensión, sin embargo, con bastante fuerza aplicada, puede comenzar a comportarse como un material plástico. Para mantener un buen refuerzo estructural en el acero hay que tomar en cuenta los siguientes pasos: • Bastones: doblar a 180º más extensión mínima de 4 veces el diámetro de la varilla, pero no menor a 65mm • Escuadras: doblar a 90º más una extensión de 12 veces el diámetro de la varilla como mínimo. • Ganchos en estribos: doblar a 135º más una extensión mínima de 6 veces el diámetro de la varilla o alambrón, pero no menos a 65mm. Las varillas de refuerzo principal siempre serán corrugadas, las tolerancias permitidas al momento de armar los distintos elementos estructurales son en milímetros. La separación entre los estribos no debe ser mayor a la dimensión del lado mas largo del elemento. Los 2 ganchos que cierran al estribo deben abrazar de manera alternada a las varillas de refuerzo principal en las 4 esquinas. Para vigas y columnas -3mm es lo mas que se puede reducir la distancia especificada entre lechos de varillas. En muros y losas macizas, el espaciamiento máximo entre los ejes de refuerzo principal es lo que resulte menor entre 46cm y 3 veces el espesor.