Evaluación Patológica Estructural del Complejo Deportivo Mariano Melgar
El presente Informe Técnico aborda la evaluación estructural, inspección patológica y diagnóstico de vulnerabilidad sísmica del módulo de la Cafetería del Complejo Mariano Melgar en Ayaviri. Debido al abandono de la obra durante varios años, la edificación, caracterizada por una geometría radial marcadamente irregular en planta y elevación con columnas circulares perimetrales, quedó expuesta sin recubrimientos definitivos ni protección frente al clima altandino. La auditoría combinó levantamiento geométrico, extracción de testigos diamantados en elementos verticales y horizontales, pruebas no destructivas (esclerometría y ultrasonido) y modelación analítica inelástica para certificar la estabilidad global del módulo y plantear su esquema de consolidación.
El Desafío:
El diagnóstico del módulo Cafetería evidenció condicionantes geotécnicas, geométricas y de resistencia de materiales altamente desfavorables:
Deficiencia en la Resistencia del Concreto In Situ: Los ensayos de laboratorio sobre núcleos extraídos de las columnas circulares perimetrales (ejes radiales 6, 7, 8 y 9) revelaron una resistencia a compresión reducida de f’c = 263 kg/cm2, por debajo del valor nominal especificado en el proyecto original (f’c = 280 kg/cm2), exponiendo estos miembros a mecanismos de falla frágil.
Comportamiento Torsional Complejo por Irregularidad Geométrica: La configuración arquitectónica curva y la asimetría de rigideces originan una marcada excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez. El análisis modal demostró acoplamiento torsional desde el primer modo de vibrar (T1 = 0.128 s), incumpliendo las condiciones de traslación pura requeridas por la Norma NTP E.030.
Exceso de Demanda/Capacidad en Columnas Perimetrales: Las simulaciones computacionales arrojaron que las columnas circulares perimetrales trabajan sobrepasando su capacidad nominal, alcanzando ratios de demanda de hasta 1.11 (111% de su capacidad) en el eje radial 6, lo que genera severa vulnerabilidad ante solicitaciones sísmicas.
Vulnerabilidad en Nudos y Cortante en Vigas Internas: Los nudos viga-columna del perímetro no cumplen con las condiciones de confinamiento exigidas en el Cap. 21 de la NTP E.060, sumado a la esbeltez de las vigas internas que genera fallas por cortante y torsión bajo combinaciones de carga.
Solución De Ingeniería Y Dictamen Técnico
Con base en la verificación por el estado límite de agotamiento resistente y el análisis modal espectral inelástico, se determinó la viabilidad de recuperación del módulo mediante la siguiente ingeniería de intervención:
Modelación Analítica y Corrección del Espectro Dinámico: Simulación tridimensional en ETABS / SAP2000 evaluando el comportamiento dinámico global y la respuesta de las columnas curvas bajo aceleraciones de diseño.
Reforzamiento Estructural por Encamisado / Recrecido de Concreto Armado: Columnas Circulares Perimetrales (Ejes Radiales 6, 7, 8 y 9 – Prioridad Alta): Se diseñó un recrecido perimetral de sección de concreto armado con sobreabundancia de estribado helicoidal (zunchado). Esta técnica proporciona confinamiento activo, incrementa la sección transversal y restituye la capacidad a flexocompresión requerida.
Intervención de Nudos y Encamisado de Vigas: Disposición de refuerzo transversal adicional por confinamiento en las uniones viga-columna perimetrales para prevenir el agrietamiento por tensión diagonal. Adicionalmente, se proyectó el refuerzo mediante pletinas de acero en L en las vigas con esbeltez crítica para absorber solicitaciones de cortante y torsión.
Especificaciones Técnicas Y Software Empleado
Normativa Nacional Vigente:
NTP E.020 (Cargas): Cargas permanentes (peso propio 154 tonf, sobrecarga permanente 15 tonf) y cargas variables de techo (CVT = 30 tonf).
NTP E.030 (Diseño Sismorresistente): Zona Sísmica 2 (Z = 0.25), Factor de Uso U = 1.5, Perfil de Suelo S1 y límites de deriva inelástica de entrepiso.
NTP E.050 (Suelos y Cimentaciones): Verificación de capacidad portante del terreno (Qadm = 3.0 kg/cm2).
NTP E.060 (Concreto Armado): Criterios de resistencia nominal, diseño por capacidad y requisitos de confinamiento en zonas sísmicas.
Normativa Internacional de Referencia:
ACI 318-14: Reglamento de edificación para concreto estructural y evaluación de estructuras existentes.
AISC 360-16: Especificación para elementos metálicos y encamisados de acero.
Herramientas y Software Especializado:
ETABS: Análisis modal de acoplamiento torsional, verificación de deriva de piso y esfuerzos biaxiales en columnas circulares.
SAP2000: Modelación por elementos finitos del sistema de techo, vigas curvas perimetrales y simulación de esfuerzos de compresión.
SAFE: Análisis de cimentaciones (zapatas conectadas).
IP3 Losas: Comprobación de capacidad portante en losas y cimentaciones.