Incertidumbre y Comportamiento Estocástico en Estructuras de RAAC: Diseñar Cuando se Desconoce la Capacidad Residual

En artículos anteriores se han abordado distintos aspectos del
refuerzo de estructuras afectadas por RAAC: el comportamiento
estructural, las estrategias de intervención, la modelización dentro del
sistema global del edificio y el comportamiento en servicio.

Sin embargo, existe una cuestión fundamental que condiciona cualquier
intervención en este tipo de estructuras:

La incertidumbre asociada a la capacidad residual del
material existente.

A diferencia de otros materiales estructurales más homogéneos, el
RAAC presenta una variabilidad significativa tanto en sus propiedades
originales como en su evolución con el tiempo.

La variabilidad del RAAC

El RAAC fue ampliamente utilizado durante las décadas 50 a 80 en
edificios públicos y privados, especialmente en escuelas, hospitales y
edificios públicos y privados.

Sus ventajas constructivas eran evidentes: ligereza, rapidez de
ejecución y eficiencia económica.

Sin embargo, la experiencia acumulada en los últimos años ha puesto
de manifiesto que el comportamiento estructural de estos elementos puede
variar significativamente entre edificios, e incluso entre elementos de
un mismo edificio.

Esta variabilidad puede estar relacionada con diversos factores:

• diferencias en los procesos de fabricación originales,

• condiciones de curado y almacenamiento durante la
  producción,

• exposición prolongada a humedad o condiciones ambientales
  adversas,

• deterioro progresivo del material con el paso del
  tiempo,

• o alteraciones en la adherencia entre el acero de refuerzo y el
  RAAC.

Como consecuencia, la capacidad resistente residual de un elemento de
RAAC puede resultar difícil de determinar con precisión mediante métodos
convencionales.

Un material con comportamiento incierto

Desde el punto de vista de la ingeniería estructural, esta situación
puede interpretarse como un comportamiento estocástico del
sistema estructural, en el que las propiedades del material no
pueden describirse mediante un único valor predeterminado.

En lugar de ello, las propiedades estructurales deben entenderse como
parte de un rango de posibles valores, cuya
variabilidad depende de múltiples factores.

Esto implica que:

• dos elementos aparentemente similares pueden presentar
  resistencias diferentes,

• la degradación puede evolucionar de forma distinta en cada
  caso,

• y la capacidad residual no siempre puede caracterizarse con un
  único parámetro representativo.

Limitaciones de los modelos deterministas

El análisis estructural tradicional se basa en hipótesis
relativamente claras: propiedades del material conocidas, geometría
definida y condiciones de carga bien establecidas.

En el caso del RAAC, estas hipótesis pueden resultar insuficientes
cuando la capacidad residual del material presenta una dispersión
significativa.

Esto no significa que el análisis estructural deje de ser válido,
sino que requiere adoptar enfoques de diseño que reduzcan la
dependencia de parámetros inciertos.

Estrategias de diseño bajo incertidumbre

Cuando la capacidad residual de un material no puede determinarse con
precisión suficiente, una estrategia razonable consiste en diseñar el
sistema estructural de forma que la seguridad no dependa
críticamente de dicho material.

En el contexto del RAAC, esto implica:

• definir trayectorias de carga claras y verificables,

• introducir sistemas de refuerzo capaces de asumir las acciones
  principales,

• permitir la posible colaboración del elemento existente, pero sin
  depender de ella para garantizar la seguridad.

Este enfoque se aproxima al concepto de sustitución
funcional, ya comentado en artículos anteriores.

Desde el punto de vista estructural, permite reducir la sensibilidad
del sistema frente a la variabilidad del material
existente.

Implicaciones prácticas para los sistemas de
refuerzo

Desde el punto de vista de la ingeniería estructural, la
incertidumbre sobre la capacidad residual del RAAC favorece estrategias
de refuerzo que introduzcan trayectorias de carga claras y
verificables, reduciendo la dependencia del comportamiento
incierto del material existente.

Un enfoque eficaz consiste en introducir elementos
estructurales independientes capaces de asumir las cargas principales y
transferirlas directamente a apoyos fiables. De este modo, la
seguridad estructural del sistema no depende de forma crítica de la
capacidad residual del panel de RAAC.

Este planteamiento se aproxima al concepto de sustitución
funcional, en el que el sistema de refuerzo pasa a asumir de
forma efectiva la función estructural originalmente desempeñada por el
elemento deteriorado.

En lugar de intentar determinar con precisión la incierta capacidad
residual del material existente, el diseño se centra en definir
un sistema estructural predecible con mecanismos claros de
transferencia de cargas.

En el contexto de la remediación de estructuras con RAAC,
vigas telescópicas de aluminio como el sistema EXTEND
pueden proporcionar este tipo de comportamiento estructural:
introduciendo una trayectoria de carga independiente, ofreciendo un
comportamiento estructural predecible y verificable, y permitiendo que
el elemento existente de RAAC permanezca en su lugar sin depender de él
para garantizar la seguridad estructural.

Este tipo de soluciones puede reducir significativamente la
incertidumbre asociada al material existente, permitiendo al
mismo tiempo intervenciones rápidas, poco invasivas y compatibles con
edificios que continúan en uso.

Robustez estructural y gestión del
riesgo

Diseñar bajo incertidumbre no implica necesariamente
sobredimensionar, sino desarrollar sistemas estructurales cuyo
comportamiento sea:

• analizable,

• verificable,

• y robusto frente a variaciones razonables en los parámetros del
  sistema.

En intervenciones sobre estructuras con RAAC, este enfoque permite
gestionar el riesgo de forma más transparente, tanto desde el punto de
vista técnico como desde la perspectiva de los propietarios o gestores
del edificio.

Una cuestión de ingeniería, no solo de material

El problema del RAAC no es únicamente un problema de material.

En gran medida, se trata de un problema de cómo la ingeniería
estructural gestiona la incertidumbre asociada al comportamiento de
estructuras existentes.

Cuando el diseño se basa en trayectorias de carga claras, sistemas
verificables y modelos estructurales coherentes, es posible definir
intervenciones que mantengan la seguridad estructural incluso en
presencia de materiales con comportamiento variable.

Mirando al siguiente paso

Comprender el carácter incierto del RAAC es solo el primer paso.

El siguiente reto consiste en definir cómo deben diseñarse
los sistemas de refuerzo cuando la capacidad residual del material no
puede determinarse con suficiente precisión.

En el próximo artículo se analizarán diferentes estrategias de
intervención estructural en estas condiciones, comparando enfoques
basados en refuerzo, sustitución funcional o reconstrucción parcial.

JOSEP M. VULART, ARQUITECTO | EXTEND SYSTEM

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