Manual de riesgos tecnológicos y asistencias técnicas — Edificaciones

La patología de una edificación engloba todas las lesiones y deterioros que afectan a su seguridad, funcionalidad o habitabilidad. Desde el inicio de la vida de un edificio pueden aparecer síntomas como fisuras o grietas, cuya importancia varía según su origen, forma, amplitud y velocidad de aparición. Las lesiones leves ignoradas pueden evolucionar hacia situaciones de ruina; las graves revelan desde el primer momento un problema estructural que debe evaluarse con urgencia.

Las causas generadoras se agrupan en dos grandes bloques. Los factores internos están vinculados al diseño, la construcción y el mantenimiento del propio edificio: fallos de proyecto o de ejecución, materiales de mala calidad, reformas posteriores mal integradas, envejecimiento progresivo y mal uso o mantenimiento deficiente. Los factores externos son agentes ajenos a la edificación, frecuentemente accidentales, que pueden dejar secuelas no visibles hasta que generan una ruina repentina.

Dentro de los factores externos se distingue entre causas antrópicas (agotamiento estático del terreno, alteraciones volumétricas por humedad o excavaciones —como obras de metro—, demolición de edificios colindantes, excavaciones próximas a cimientos, sobrecargas diferenciales del terreno) y causas naturales (incendios estructurales, seísmos, explosiones, inundaciones y socavones).

Datos clave

• Factores internos: fallos de proyecto, ejecución, materiales deficientes, reformas, envejecimiento, mal uso.
• Factores externos antrópicos: agotamiento del terreno, excavaciones subterráneas, demolición de colindantes, sobrecargas diferenciales.
• Factores externos naturales: incendio, seísmo, explosión, inundación/socavones.
• Los factores externos se caracterizan por dejar secuelas no visibles que pueden derivar en ruina repentina.

Las patologías no debidas a causas accidentales tienen tres factores siempre presentes: el agua, el terreno y las características de los elementos constructivos. El agua, en cualquiera de sus formas (lluvia, embebida en el terreno, fugas), es el primer agente patológico. Las humedades se clasifican según su origen en naturales —procedentes del terreno (capilar o freática) o ambientales (filtración o condensación)— y antrópicas —de obra o accidentales por rotura de instalaciones—. La humedad capilar asciende desde el suelo por los poros de muros y tabiques; la freática penetra por elevación del nivel freático; la de filtración desciende desde la cubierta o fachada; y la de condensación aparece cuando se alcanza el punto de rocío en superficies o en el interior de cerramientos.

El terreno y la calidad constructiva del edificio generan el grupo de patologías más amplio. Una variación en el reparto de cargas y tensiones, ya sea por cambios en el suelo o por defectos constructivos, produce desequilibrios que, si los elementos no pueden absorber, llevan progresivamente al colapso. Según el tipo de esfuerzo o movimiento producido, se distinguen cinco tipologías: adaptación o encaje (asiento relativo entre materiales), cedimiento o hundimiento (flechas excesivas en elementos horizontales, descenso de la cimentación, arcillas expansivas), aplastamiento (rotura por exceso de compresión admisible en elementos verticales, con tres fases: disgregación de morteros, rotura de materiales pétreos/cerámicos y aplastamiento final —fulminante si llega a producirse—), rotación (desviación del plano vertical, interna o externa, por cedimiento del plano de asiento o empujes laterales) y movimiento del terreno (movimientos de ladera —desprendimientos >76°, vuelcos 45-76°, deslizamientos <45°, expansiones laterales y flujos— y fenómenos de subsidencia/colapso).

Datos clave

• Tres factores constructivos: agua + terreno + características de los elementos.
• Humedades naturales: capilar (asciende por poros), freática (nivel freático alto), filtración (baja por gravedad), condensación (punto de rocío).
• Humedades antrópicas: de obra y accidentales (rotura de instalaciones).
• 5 tipologías: adaptación, cedimiento, aplastamiento (3 fases), rotación y movimiento del terreno.
• Arcillas expansivas: ricas en montmorillonita y vermiculita; en España, la humedad es constante a partir de -2,50 m de profundidad.
• El aplastamiento en Fase 3 (colapso real) sería fulminante; en la práctica, solo se alcanzan las fases 1-2.

Ante un incendio, el marco normativo de referencia es el CTE DB SI (Código Técnico de la Edificación, Documento Básico de Seguridad en caso de Incendio), que recoge lo establecido por el RD 842/2013, el cual a su vez refleja las normas UNE-EN 13501-1 (reacción al fuego) y UNE-EN 13501-2 (resistencia al fuego, excepto ventilación). Los dos parámetros fundamentales de comportamiento de materiales ante el fuego son la resistencia al fuego y la reacción al fuego.

La resistencia al fuego se evalúa mediante clases principales R (capacidad portante/estabilidad estructural), E (estanqueidad al paso de llamas y gases calientes) y I (aislamiento térmico), complementadas por clases secundarias como W (radiación), M (acción mecánica), S (estanqueidad al humo), entre otras. La valoración se expresa con las siglas correspondientes seguidas de un número (15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 o 360 minutos). La nomenclatura anterior clasificaba los materiales como EF (estable al fuego), PF (parallamas) o RF (resistente al fuego).

La reacción al fuego mide la mayor o menor combustibilidad de un material, es decir, su actividad en la iniciación y propagación de un incendio. La norma UNE-EN 13501-1 establece siete clases de potencial energético para productos de construcción: A1 (no combustible máximo), A2 (no combustible menor), B (sin apenas contribución), C (escasa contribución), D (moderada), E (significativa) y F (sin clasificar). Las clases A1, A2 y B no producen flashover; las clases C, D y E lo provocan en tiempos crecientes (C >10 min, D 2-10 min, E <2 min). Se añaden subparámetros de producción de humo (s1/s2/s3) y caída de gotas (d0/d1/d2).

Datos clave

• Marco normativo: CTE DB SI + RD 842/2013 + UNE-EN 13501-1 y 13501-2.
• Clases principales de resistencia: R (portante), E (estanco), I (aislamiento térmico).
• Tiempos normalizados de resistencia: 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 y 360 minutos.
• Clases de reacción al fuego: A1, A2, B, C, D, E, F (de más a menos seguras).
• Flashover: lo producen C (>10 min), D (2-10 min) y E (<2 min).
• Subparámetros: humo (s1=bajo, s2=medio, s3=elevado) y gotas (d0=ninguna, d1=no >10 s, d2=resto).

El acero estructural es el material más peligroso para los bomberos en un incendio de interior, a pesar de ser incombustible (reacción al fuego A1). Tiene alta conductividad térmica (transmite calor rápidamente por toda su masa) y alto coeficiente de dilatación (0,000012 °C-1; una viga de 10 m que pase de 20 a 300 °C se dilata 3,36 cm). La pérdida de resistencia se inicia a los 300 °C, alcanza 2/3 a los 500-600 °C y 1/3 entre 600-700 °C; a partir del punto crítico (~538 °C) la caída ya supera el 50%. En condiciones teóricas el colapso se alcanza en ~5 min en laboratorio y entre 10-20 min en un incendio real. Un perfil HEB-300 expuesto por 4 caras colapsa en ~11 min, y por 1 cara en ~31 min. Las estructuras isostáticas colapsan ante el fallo de cualquier elemento; las hiperestáticas redistribuyen esfuerzos pero son más imprevisibles. La refrigeración debe iniciarse pronto; si el acero ya está caliente, el enfriamiento brusco también puede causar colapso.

El hormigón armado presenta alta masa (gran inercia térmica), baja conductividad y bajo coeficiente de dilatación. La pérdida de resistencia comienza a los 300 °C; a los 500 °C ha perdido el 50%; a partir de 600 °C el árido se expande y el hormigón se vuelve frágil; a 1.000 °C la grava se disgrega y el cemento se deshidrata. El color cambia: hasta 300 °C gris original (sano), 300-600 °C tonos rojizos (afectado parcialmente), 600-900 °C gris con partículas rojas (pérdida importante), >900 °C color ante/amarillo pálido (resistencia prácticamente nula). El hormigón pretensado y postensado se comportan peor que el armado: los alambres de menor diámetro colapsan más rápido y las tensiones de pretensado perdidas no se recuperan tras el enfriamiento.

La fábrica (ladrillo cerámico, hormigón, piedra natural) tiene alta masa, baja conductividad y bajo coeficiente de dilatación; es incombustible (A1/M0) y mantiene su capacidad portante durante largo tiempo. Su mayor riesgo es el desplome lateral si el forjado superior colapsa antes, y la dilatación diferencial entre caras expuestas y no expuestas. La madera, aunque combustible (contribuye a la carga térmica), gana resistencia mecánica con el calor al disminuir su humedad; sin embargo, sufre una reducción de sección resistente por carbonización progresiva estimada en 1 cm cada 15 minutos.

Datos clave

• Acero: punto crítico ~538 °C (pérdida >50% de resistencia); funde a 1300-1400 °C pero colapsa mucho antes.
• Acero: colapso teórico 5 min en laboratorio / 10-20 min en incendio real.
• HEB-300: 4 caras expuestas → 11 min; 1 cara → 31 min.
• Hormigón: inicio pérdida de resistencia a 300 °C; 50% perdida a 500 °C; prácticamente nulo a >900 °C.
• Hormigón pretensado: pérdida del 35% en hormigón → el acero de pretensado pierde 60-70% de capacidad portante.
• Madera: carbonización a razón de ~1 cm / 15 min; nunca recupera la sección perdida.
• Fábrica: colapsa después del forjado; en estructuras entramadas de madera, la fachada de fábrica aguanta más que el forjado.

Las técnicas de estabilización tienen como objetivos evitar riesgos para vidas humanas, facilitar el desalojo seguro de ocupantes, evitar el efecto dominó sobre edificaciones adyacentes y corregir la causa de la inestabilidad. Se dividen en entibaciones (bajo rasante), apeos (sobre rasante) y demoliciones (cuando no es posible estabilizar).

Las entibaciones estabilizan terrenos en excavaciones —zanjas, pozos, galerías— que presentan riesgo de desplazamiento. Toda excavación es peligrosa a partir de 0,80 m en terrenos corrientes y 1,30 m en consistentes (NTP 278/NTE-ADZ). En emergencia se debe comenzar a entibar a profundidades en que una persona quede cubierta (~1,50 m). Los tres elementos básicos son: travesaños/largueros o velas (piezas verticales que reciben las tensiones del terreno a flexión), tablas o cabeceros (piezas horizontales en contacto con el terreno o que recogen cargas de los largueros) y codales (piezas horizontales a compresión que contrarrestan los empujes de ambos frentes).

Según morfología existen tres tipos: entibación cuajada (100% de superficie revestida; terrenos de baja cohesión con agua), semicuajada (50%; terrenos con mayor cohesión) y ligera (sin cabeceros; terrenos de muy alto ángulo de rozamiento). Los métodos de ejecución en zanjas son el método Pronto (montaje de marcos en superficie e introducción como conjunto, acodalando desde arriba) y el método Quillery (introducción pieza a pieza; recomendable hasta 3,50 m en terrenos de buena cohesión). En pozos la ejecución se realiza colocando tablones con clavos, insertando puntales en los clavos enfrentados y repitiendo en cruz hasta la profundidad deseada.

Datos clave

• Peligrosidad: >0,80 m en terrenos corrientes / >1,30 m en consistentes (NTP 278/NTE-ADZ).
• Regla de emergencia: entibar cuando la persona quede cubierta (~1,50 m).
• 3 tipos: cuajada (100%), semicuajada (50%), ligera (sin cabeceros).
• Gravas y arenas (no cohesivos): entibar siempre.
• Arcillas (cohesivos): entibar cuando la cavidad está a distancia inferior a dos veces su profundidad de un vial o cimentación.
• Norma de referencia: NTE-ADZ (supletoria hasta que el CTE la desarrolle).
• Precauciones: identificar terreno, verificar instalaciones, no usar motores de explosión, no acopiar material en el borde, colocar escalera de escape, codales a 90° respecto al panel.

Los apeos son conjuntos de elementos auxiliares destinados a estabilizar elementos constructivos sobre rasante. Los apeos ordinarios se clasifican en elementos simples (piezas individuales, trabajando a compresión con nudos articulados) y elementos compuestos (estructuras autorresistentes para situaciones de mayor complejidad). Los elementos simples verticales son: postes (fustes sin mecanizar, hasta >6 m, sin elementos compuestos), rollizos (hasta 3-4 m, una planta), pie derecho (dos o más tablones embridados, longitud variable, trabaja a compresión axial), puntales (sección rectangular o circular, una planta, adosados a muro para evitar pandeo), virotillos (pie derecho de poca longitud para huecos reducidos) y velas (reciben cargas horizontales, tocan el suelo). Los elementos horizontales son: sopanda (recoge cargas de elementos horizontales y las transmite a los verticales), durmiente (apoya en el terreno y reparte las cargas recibidas) y codal (mantiene la separación entre piezas, compresión axial). Los inclinados son: tornapunta (traslada cargas de elemento vertical a horizontal; misma resistencia que pie derecho), jabalcón (traslada cargas de horizontal a vertical) y riostra (mantiene la posición de los elementos fundamentales). Los elementos compuestos incluyen recercados de huecos (para contrarrestar daños locales en muros o estabilización general: simple, en Uve, diagonal, Cruz de San Andrés, con jabalcones o con puente de apeo en dintel), apeo en asnillas (pareja de tornapuntas con tirantes en la base, unidas en cabeza por aguja) y puentes de apeo (aguja + dos pies derechos; práctica para estabilizar muros de fachada).

Los modelos de apeo según el elemento a apear son: apeo de forjados (pies derechos/puntales con sopandas y durmientes perpendiculares a viguetas; se deben apear también los forjados inferiores hasta terreno firme, como mínimo los dos forjados sanos por debajo del dañado); apeo de jácenas y vigas maestras (pies derechos con sopanda y durmiente perpendiculares a los nervios); apeo de muros (tornapuntas simples, tornapuntas en abanico, apeo con asnillas, acodalado de muros —máximo 8 m entre muros paralelos—, apuntalamiento de muros de contención y recercados); apeo de pilares (pies derechos adosados con orejas; trasmitir hasta mínimo tres forjados sanos por debajo); y apeo de cimientos (agujas en zapatas corridas, tornapuntas en zapatas aisladas).

Los apeos de emergencia se emplean cuando el riesgo de colapso es inmediato y no hay tiempo para apeos ordinarios. Se caracterizan por máxima velocidad de ejecución con medios de fortuna. Los sistemas comprimidos incluyen el apeo en llave (tablones de madera contrapeados y apoyados formando un prisma; altura máxima 3 veces el lado de la base; es una medida preventiva inicial, sin cálculo fiable) y los materiales ensacados (áridos o granos en sacos, resistencia estimada al 50% de la nominal; para áridos seleccionados no superior a 4 kg/cm²). Los sistemas traccionados o atirantados se usan en edificios antiguos con riesgo de vuelco o desplome: cuerdas semiestáticas (~20 kN/cuerda efectiva tras reducir 20% por nudos), tracteles (T13: cable Ø11,5 mm / 8.000 kg / 78,4 kN; T35: cable Ø16,3 mm / 16.000 kg / 156,8 kN) y cintas de carraca (textiles de alta resistencia; las estandarizadas del CEIS Guadalajara: 35 kN).

Datos clave

• Tablón estándar de apeos: 200×70 mm.
• Pie derecho (2 tablones, 100 cm): 226 kN; (3 tablones, 100 cm): 482 kN.
• Continuidad de apeo de forjados: hasta mínimo 2 forjados sanos por debajo del dañado.
• Acodalado de muros: longitud máxima entre muros paralelos 8 m.
• Apeo de pilares en plantas altas: alinear pies derechos en todas las plantas, calando el forjado mediante taladro.
• Apeo en llave: altura máxima = 3 × lado de la base; sin precálculo fiable.
• Cuerdas: resistencia efectiva ~20 kN/tirante (25 kN nominales – 20% por nudos).
• Cintas de carraca CEIS Guadalajara: 35 kN; sacos de polipropileno: hasta 100 kg cada uno.