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REFORZAMIENTO Y REPARACIÓN ESTRUCTURAL

MEJORANDO LAS EDIFICACIONES Gracias a diversas aplicaciones y métodos, el reforzamiento y reparación estructural permiten alargar la vida de una edificación, mejorando su comportamiento frente a agentes externos o solucionando deficiencias en su interior.

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onsiderada una disciplina dentro de la ingeniería de estructuras, el reforzamiento y reparación implica la utilización de diversos procesos y materiales, con el objetivo de aumentar la capacidad o mejorar la resistencia en estructuras existentes que pudieran sufrir daños severos ante los posibles efectos provocados por un desastre natural o emergencia. El reforzamiento estructural se ha visto favorecido con el desarrollo de nuevas tecnologías, así como por las diversas normas de construcción y prevención sísmica. El gerente de operaciones de Top Consult, ingeniero William Baca, refirió

que las primeras estructuras fueron empíricamente construidas, a base de muros de piedra y con techos de palos de madera, ramas y paja, siendo estables bajo ciertas condiciones ante diversos eventos (vientos, agua, lluvia). “Estas requerían ser mejoradas (reforzadas) para soportar mejor las referidas acciones y/o cargas, es así que todas las construcciones se pueden optimizar para funciones inicialmente no previstas”, aseguró. Mencionó que con el tiempo se desarrollaron otros materiales y sistemas para la construcción, tales como el adobe, albañilería estructural, pórticos de acero, concreto armado, concreto postensado, compuestos con fibras de vidrio, fibras de aramida y fibras de carbono, siendo

todos ellos susceptibles de mejora continua bajo ciertas condiciones. Los ingenieros Marcos Tinman y Alejandro Muñoz, de la consultora Prisma Ingenieros, indicaron, por su lado, que el reforzamiento estructural debe aplicarse cuando hay cambios de uso en la construcción: “por ejemplo, cuando el techo está preparado para una carga de 100 kg/m2, y luego se le cambia el uso al de estacionamiento, que representa cargas mayores”, explicaron. El ingeniero Enrique Reyes, gerente general de Arkhos Inmobiliaria, definió el reforzamiento estructural como el procedimiento de evaluación, análisis, diseño y aplicación de diversas técnicas, con la finalidad de aumentar la seguridad de una edificación, ante cargas de gravedad y especialmente de sismos. “Esta actividad no solo es aplicable a estructuras con patologías específicas, sino a toda estructura en general donde se prevea un mal comportamiento ya sea en escenario de cargas de gravedad o sismo. También donde una edificación no se considere segura debido a diversas razones” comunicó el ingeniero. Agregó que se debe diferenciar claramente los conceptos de protección, refacción, reparación y reforzamiento. “El primero implica aplicar diversas técnicas para aumentar la vida útil de una estructura. La refacción o restauración trata de renovar, restituir los acabados y la arquitectura inicial de una edificación. La reparación es restituir una estructura a su condición inicial, mientras que el reforzamiento es aumentar la seguridad de la estructura ante los sismos”, precisó. El ingeniero Hugo Bocanegra, gerente general de Sacosi, afirmó que para evitar estas complicaciones, “los ingenieros debemos tratar de hacer las edificaciones bien desde el inicio, para que no tengamos que remediar un reforzamiento a consecuencia de

una mala construcción con los tremendos costos y paralizaciones en el trabajo que esto significa. Si se hacen edificios en zonas vulnerables como cerca de los ríos o playas, además de un buen estudio de suelos, estos deben tener pilotes profundos y losas, vigas y columnas con sistemas de impermeabilización en el concreto sobre todo si estas estructuras van a estar enterradas”, indicó. “Los reforzamientos y reparaciones estructurales deben realizarse para las modificaciones por tratarse de proyectos nuevos, recuperación de viejos edificios sobre todo las antiguas iglesias, restauración de monumentos, en casos de desatres, sismos o casos de terrorismo”, reveló.

OBJETIVOS El ingeniero Jorge Cabanillas, de Disepro, indicó que el objetivo básico de un buen reforzamiento estructural en edificaciones es aumentar la capacidad de respuesta estructural ya sea de manera local (reforzamiento de elementos que integra la estructura) o como respuesta global (desempeño general de toda la estructura). El gerente de Arkhos aseguró, a su vez, que aunque existen diferencias entre protección, refacción, reparación, y reforzamiento propiamente dicho, todos estos procesos están orientados– principalmente- a aumentar la seguridad de las estructuras ante los embates. “Según el tipo de edificación, será el tipo de reforzamiento”, sentenció.

El gerente de operaciones de Top Consult, ingeniero William Baca, refirió que los cambios de usos de edificaciones implican necesariamente reforzar las estructuras para las nuevas sobrecargas y las acciones sísmicas modificadas.

Los ingenieros Marcos Tinman y Alejandro Muñoz, de Prisma Ingenieros, mencionaron que para el caso de edificaciones históricas, lo que se puede hacer es mantener la fachada y hacer una estructura nueva en el interior.

En el reforzamiento de edificaciones históricas se requiere muchas veces evitar nuevas construcciones, tratando de conservar el estado original de la obra.

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Informe esté dentro del presupuesto del cliente, así como si los materiales y/o equipos a usarse se encuentran en el país. “También se analiza la factibilidad técnica; es decir, si la estructura puede ser reparada o reforzada, para que en caso contrario se opte por una demolición total. Así se evalúan necesidades puntuales de cada proyecto, por ejemplo, requisitos arquitectónicos, estructurales, etc.”, anotó Enzo Santos.

En la misma línea, el ingeniero Enzo Santos, gerente general de CCL Perú, mencionó que el objetivo principal del reforzamiento es “reparar y/o reforzar una estructura para que pueda cumplir con las solicitaciones para la cual fue diseñada o para mejorar su desempeño”. EVALUACIONES El gerente general de Gallegos, Casabonne, Arango, Quesada Ingenieros Civiles (GCAQ), ingeniero Carlos Casabonne, explicó que antes de ejecutar alguna intervención lo primero a hacer es conocer la edificación existente, realizando un levantamiento de la misma. “Se deben conocer las características de los materiales con los que fue construida, luego se hacen pruebas, se estudian las cargas a las que están sometidas, tanto de gravedad como sísmica o de vientos, y se analizan los planos y memoria descriptiva” añadió. El análisis, refirió, debe encontrar cuáles son los daños que tiene la estructura, porque una edificación con años de creada ha pasado por procesos de usos y exigencias que necesariamente producen deterioro. “Si la construcción ha sufrido un sismo, hay una tendencia al ablandamiento y pérdida de rigidez, y si está en un ambiente agresivo, puede padecer la corrosión del concreto y acero. Todas estas evaluaciones deben hacerse antes de enfrentar un problema”, detalló. También afirmó que la cimentación es factible de evaluar, y que para ello debe realizarse un estudio de suelos para ver las condiciones de la misma.“También habrá que descubrir algunas zapatas, para ver sus dimensiones, así como analizar la losa de cimentación, evaluándose la calidad del concreto, el tipo de refuerzo, sus dimensiones geométricas, etc.”, reveló. El especialista de Disepro, a su turno, afirmó que cada tipo de reforzamiento tendrá sus procedimientos de evaluación así como sus técnicas:“si no cumpliera los requerimientos mínimos establecidos en los códigos de construcción vigentes, la evaluación determinará el diagnóstico de la misma”. Aseguró además que si el reforzamiento es por requerimientos sismos resistentes dentro de los

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Las fibras de carbono brindan mejor resistencia a columnas y vigas.

aspectos técnicos se evaluarán la resistencia lateral, simetría en planta, uniformidad en altura, ductilidad, ligereza, resistencia y rigidez a torsión y amortiguamiento. En cuanto a los aspectos cualitativos a estudiar de la obra, Cabanillas mencionó que se analiza la calidad de los materiales, debiéndose obtener muestras con procesos invasivos y no invasivos de los elementos predominantes en la estructura para ensayarlos en laboratorio. También se debe analizar la presencia de daños mediante la inspección y levantamiento de las fisuras existentes, medición del ancho de éstas y evaluación de zonas con deficiencia local en resistencia. “En este proceso el especialista deberá tener un amplio conocimiento sobre comportamiento estructural para la presentación del diagnóstico”, reveló.

Mencionó además la evaluación computarizada que se realiza con la ayuda de un software de evaluación y diseño estructural. “Nosotros empleamos programas como ETABS, SAP2000 o Perform3D, con procesos que incluyen los niveles de fisuración en los elementos, nivel de rigidez en nudos (panel zone), consideración de las propiedades dependientes del tiempo (creep y shrinkage) que afectan la capacidad final de los materiales como el concreto y el postensado”, reveló. El gerente general de CCL detalló, por su parte, que las evaluaciones que realizan incluyen analizar costos, es decir la viabilidad de la reparación y que

PRINCIPALES DAÑOS ESTRUCTURALES El gerente general de Arkhos mencionó entre las principales causas del deterioro de las edificaciones a los sismos, que ocurren constantemente en zonas altamente vulnerables como la franja costera de nuestro país, siendo muchos de ellos imperceptibles al ser humano pero no para la estructura.“Cada movimiento supone un reacomodo o redistribución de esfuerzos, y la lenta y paulatina concentración de éstos en zonas específicas de la estructura, finalmente pueden originar fisuración de los tabiques divisorios aunque sin suponer necesariamente peligro estructural”, detalló Reyes. Otra causa destacada de daño estructural son los asentamientos del suelo, ya que la presión que aplican las fundaciones genera que la superficie se vaya asentando lentamente con el tiempo, lo cual no es intrínsecamente malo si todas las zapatas se asientan igual “pero sí lo es cuando unas zapatas se asientan más que otras, creando el efecto denominado asentamiento diferencial, siendo de mayor magnitud mientras más irregular es el suelo”. Este asentamiento diferencial genera distorsión y redistribución de esfuerzos en el marco estructural:“si el asentamiento es de consideración, origina fisuración de los tabiques, con un patrón de distribución vertical de dichos daños, detectable por un ingeniero especializado”, anotó el gerente de Arkhos. El creep del concreto es otro efecto nocivo en la construcción, estando presente en el elemento en mayor grado mientras más esbelta sea la parte estructural. “Este tiene su origen en un comportamiento natural del concreto como material de construcción, y se traduce en el caso de vigas y losas en pequeñas deflexiones o curvaturas, cuyo efecto es tal que -por ejemplo- algunas mamparas o ventanas corredizas que inicialmente funcionaban correctamente, luego de las mencionadas curvaturas, se atascan o son más difíciles de manipular”, aseguró. También mencionó como un daño importante la ejecución deficiente. “Sucede algunas veces que el concreto no alcanza la resistencia especificada en los planos; situación que es más posible de suceder cuando se prepara en obra”, alertó. En otras ocasiones no se respeta el recubrimiento mínimo de los aceros especificados en los planos:“cuando éste es menor, quedan más vulnerables a la acción de intemperismo, lo que se traducirá en oxidación acelerada, afectando la vida útil de la edificación”, señaló.

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En menor medida, dijo, el intemperismo en sí también afecta a las estructuras, especialmente en el caso de edificaciones próximas al mar “ pues las sales e iones cloruro, presentes en la brisa marina, degradan la calidad del concreto, causando desprendimientos del recubrimiento que dejan expuestos los aceros”. ELECCIÓN DE DEMOLICIÓN O REFORZAMIENTO El ingeniero Carlos Casabonne explicó que en algunas edificaciones, hay que analizar cuánto ha avanzado el deterioro, porque a veces es más económico cambiar un elemento y no repararlo; es decir, sería más fácil demoler toda la columna o viga y posteriormente reconstruirla. Por su lado, el gerente general de Arkhos señaló que cuando el deterioro es general y los ensayos lo confirman, esto representa un reto para el ingeniero, pues debe proponer demoler o reforzar, lo que implica diversos análisis, aparte de los aspectos técnicos y económicos. Uno de ellos es el saneamiento físico legal del predio. Si la edificación a reforzar está saneada íntegramente en Registros Públicos y tiene el 10% de área libre, si se presentara un proyecto nuevo se perdería un derecho ya adquirido porque según la normativa actual la exigencia es de un 35% de área libre. En este escenario, el profesional debe exponer claramente al propietario la potencial pérdida de área techada, lo que significaría demoler y presentar un nuevo proyecto a la municipalidad. “Si la estructura es reforzable, la opción óptima es hacerlo, pero si no queda más que demoler y construir de nuevo, la seguridad debe primar sobre cualquier otra consideración”, señaló. Otra cuestión presente es que el tiempo necesario para terminar el proyecto en la opción de demolición es aproximadamente el doble a comparación a la propuesta de reforzamiento, pues una demolición implica trámites municipales y en Registros Públicos.“Estos tiempos no siempre son predecibles y suponen un cierto riesgo de entrampamiento en algún momento, debido a que una demolición tiene que seguir una secuencia similar a una licencia de construcción”.

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El ingeniero Enrique Reyes, gerente general de Arkhos Inmobiliaria, definió al reforzamiento estructural como el procedimiento de evaluación, análisis, diseño y aplicación de diversas técnicas, con la finalidad de aumentar la seguridad de una edificación.

El ingeniero Hugo Bocanegra, gerente general de Sacosi, afirmó que para evitar complicaciones, los ingenieros deben hacer obras eficientes desde un inicio.

El ingeniero Jorge Cabanillas, de Disepro, afirmó que cada tipo de reforzamiento tendrá sus procedimientos de evaluación así como sus técnicas.

Reyes refirió que, desde el punto de vista de costos puede ser más recomendable reforzar, especialmente en los casos en edificaciones aporticadas o con sistema duales de pórtico-placas, en las que se pueden mantener todas las losas y muros por no cumplir función estructural, “siempre que presenten un grado razonable de conservación”. Señaló también que con el actual boom inmobiliario, las tecnologías de la construcción han avanzado notablemente en nuestro país, estando la seguridad de la estructura tratada garantizada. REFORZAMIENTO POR CAMBIO DE USO El ingeniero de Top Consult señaló que en diversas ocasiones, edificaciones comunes, como oficinas y viviendas, pasan a ser estructuras comerciales y/o de almacenamiento, en las cuales las sobrecargas van a ser mayores a las diseñadas originalmente. Ello implica necesariamente reforzarlas para las nuevas sobrecargas y las acciones sísmicas modificadas. En tanto, el gerente general de Arkhos mencionó que el cambio de uso

influye en una edificación, la mayoría de veces de modo negativo, afectando la seguridad, principalmente por la informalidad de algunas empresas que para aumentar su área de producción, almacenamiento y distribución, adquieren viviendas, diseñadas y construidas como tales, y le dan uso indiscriminado para almacén, taller, zona de producción, etc., sin considerar que las sobrecargas de tales usos son el doble que las consideradas para una construcción que será usada como vivienda. De la misma forma, el gerente de Sacosi lamentó que las autoridades muchas veces no se imponen sobre los infractores que hacen mal uso de las edificaciones y que realizan arreglos deficientes en los cambios de uso de la edificación, llegándose a observar casos donde temerariamente eliminan parte de los muros portantes o perforan vigas o columnas para pasar tuberías de agua y/o desagüe, “porque no son ingenieros civiles los que deciden sobre estas construcciones”, detalló. En algunos casos para impermeabilizar un techo le colocan una nueva capa de concreto como contrapiso y si sigue filtrando le colocan otra capa de

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Informe En ocasiones deben realizarse nuevas construcciones en la labor de reforzamiento.

El ingeniero Enzo Santos, gerente general de CCL Perú, detalló que las evaluaciones que realizan incluyen analizar costos.

concreto aumentando peligrosamente la carga portante de la estructura del edificio haciéndolo colapsar. “Algo de esto he observado en el Palacio de Justicia donde la solución la aplican muchas veces maestros de obra de mantenimiento y cuando se comienzan a observar fisuras quieren hacerle reforzamientos, cuando principalmente lo que se debe hacer es aliviar la carga”, alertó. NIVELES Y APLICACIONES DE REFORZAMIENTO El gerente de GCAQ explicó que el reforzamiento debe estar enfocado en la configuración de la edificación: “se debe analizar si esta es sana desde el punto de vista sísmico, porque si es solo para reforzar elementos puede que la configuración mantenga defectos que son inaceptables, como piso blando, torsiones excesivas o falta de continuidad”. El ingeniero mencionó el método de pórticos externos. “Si tenemos una estructura con muros y vigas, y la estructura es muy flexible en una dirección, con este método puede generarse un pórtico, con sus vigas, que permite reforzar a la edificación sin tocar el interior”, señaló. Los ingenieros de Prisma, a su turno, señalaron como otro método al enchaquetado o encamisado, consistente en hacer crecer el tamaño de las vigas y columnas gracias a la instalación de una chaqueta de acero. A su vez, el ingeniero Baca, de Top Consult, señaló que el encamisado también puede hacerse con concreto. “Consiste en ensanchar secciones de columnas o vigas con un encamisado de concreto reforzado. La armadura de acero se debe anclar adecuadamente a la estructura existente. Este tipo de refuerzo es económico pero invasivo, pues las secciones nuevas reforzadas tendrán mayores secciones que las originales”, argumentó.

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El gerente general de Gallegos, Casabonne, Arango, Quesada Ingenieros Civiles, ingeniero Carlos Casabonne, afirmó que las fibras son más fáciles de colocar y tienen mejor apariencia.

Refirió también el método de refuerzo de vigas y losas con cargas de postensado exterior, las cuales permiten disminuir esfuerzos de ciertas estructuras. Finalmente mencionó a las fibras de carbono, material que por sus características de elevada resistencia a la tensión es ideal para reforzar estructuras para cargas de flexión y cortante. “La ventaja de este sistema es la rapidez. Las estructuras reforzadas no cambian de aspecto pues los espesores son mínimos (1 a 2 mm) por capa de refuerzo, siendo la puesta en servicio inmediata”, aseguró. El gerente de GCAQ afirmó que las fibras son más fáciles de colocar y tienen mejor apariencia. “Éstas sirven también para reforzar vigas y, para ello, previamente se hace el gateo y posteriormente se instala, siendo un método muy práctico”, precisó. También mencionó el uso de aisladores y

disipadores, “mayormente enfocados a situaciones sísmicas”. El ingeniero de Sacosi, en tanto, mencionó como otras soluciones de fibras las de vidrio, la cual es algo más barata y se emplea en estructuras de ladrillo, que tiene una carga estructural menor a uno de concreto, para que resista mayor carga. “También está la fibra de basalto, la cual soporta altas temperaturas, es decir mucho más que la fibra de carbono en casos de incendio”, reveló. TRATAMIENTO DE EDIFICACIONES HISTÓRICAS Sobre el tratamiento de estas estructuras, que tienen valor social y cultural relevante, el ingeniero Casabonne explicó que actualmente hay dos corrientes, “una dice que es suficiente con guardar la apariencia, el aspecto externo, y otra que dice que hay que restituirle

su capacidad original con los mismos materiales, pero a veces estos mismos elementos y la estructuración no es la adecuada y ante un sismo severo hay una pérdida de patrimonio”, dijo. Los ingenieros de Prisma indicaron que lo que se puede hacer en estas obras es mantener la fachada y hacer una estructura nueva en el interior. “Las reglas para la intervención de monumentos históricos son normas internacionales, que se dieron a partir de la Carta de Venecia, que refiere que toda intervención puede deshacerse porque por sobre todo está el patrimonio; sin embargo, últimamente se están permitiendo mayores intervenciones”, argumentaron. El especialista de Disepro explicó justamente que la Carta Internacional sobre la Conservación y la Restauración de Monumentos y de Conjuntos Histórico-Artísticos estipula diversas medidas, entre las cuales están salva-

guardar tanto la obra de arte como el testimonio histórico; rechazar toda construcción nueva, destrucción o arreglo que altere volúmenes y colores; y respetar las aportaciones constructivas de todas las épocas. Otras medidas son el aceptar reemplazos armónicos de partes distinguibles del original; no aceptar adiciones a menos que se respete el trazado, el equilibrio volumétrico y la relación ambiental; respetar materiales y técnicas tradicionales; aceptar técnicas modernas solo si las tradicionales fueran inadecuadas, y adoptar medidas para salvar elementos, esculturas, pinturas o decoraciones. ESTADO ACTUAL DE LAS EDIFICACIONES PERUANAS Los ingenieros de Prisma señalaron que una edificación antigua de gran tamaño y operatividad no puede ser reforzada de forma total

inmediatamente.“Pretender que un hospital antiguo, como el Rebagliati, funcione como un edificio nuevo significa un tratamiento bastante fuerte, y eso implica parar el hospital por dos años por lo menos, lo que traería múltiples inconvenientes”, dijeron. Por ello, lo que actualmente se propone es realizar un reforzamiento incremental por partes, que se aplica por ejemplo en los colegios en las etapas de vacaciones. Alertaron que diversas edificaciones educativas construidas antes de 1997 tienen el problema de que son muy flexibles y se dañan, por un problema llamado columna corta, debido a que estos pilares están estrangulados por la tabiquería.“En esos tiempos se construía una columna y un muro alto para dejar una ventana corta, por lo que la construcción solo tiene esa altura para deformarse ante un sismo”, dijeron. El gerente general de GCAQ, en ese sentido, argumentó que a raíz del terremoto de Nazca se han cambiado los reglamentos, se han hecho edificaciones más rígidas y con mejor configuración. “En los colegios emblemáticos se han tomado medidas de estructuración, reforzamiento, tanto de la configuración como de elementos estructurales”, aseguró. El ingeniero de Sacosi detalló, a su turno, que por su importancia, los puentes, edificios públicos, colegios y hospitales deben contar con áreas protegidas y con reforzamientos especiales, “tal como lo exige Defensa Civil y los colegios profesionales de ingeniería”.

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Informe DESARROLLOS REALIZADOS El ingeniero William Baca destacó entre las obras realizadas por Top Consult el reforzamiento del puente peatonal sobre la Vía Panamericana, el cual presentaba el problema de que en su tramo exterior tenía acero insuficiente por flexión positiva y flexión negativa, por lo que se aplicó fibra. Otras obras fueron el muelle de San Nicolás, en Marcona, y el centro comercial Jockey Plaza. Los ingenieros Marcos Tinman y Alejandro Muñoz, de Prisma Ingenieros, revelaron que el proyecto más grande de reforzamiento que realizaron fue el del hospital Carlos Alberto Seguin de Essalud en Arequipa. El refuerzo estructural fue a diferentes edificios, siendo el encamisado y junta aplicado en el bloque C de 7 pisos. Aparte se revisaron otros edificios de menor altura, en el edificio de 3 pisos se incluyeron placas nuevas en el perímetro. En la capilla del nosocomio se añadieron arriostres de acero y una columnaviga para arriostrar un muro alto de albañilería. El ingeniero Carlos Casabonne, de GCAQ, indicó que han hecho varias obras de reforzamiento estructural, “como la torre del aeropuerto Jorge Chávez, para la que se estudiaron varios sistemas para determinar cuál era el mejor, y al final el uso de disipadores de energía fue la idea que más gustó, con la gran ventaja de que era la que menos intrusión ocasionaba en la construcción del edificio”, refirió. Por su parte, el gerente general de Disepro mencionó que realizaron el reforzamiento y ampliación de una sede de retiro para la

Los sismos ponen en evidencia edificaciones mal concebidas y/o ejecutadas.

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Congregación de los Sagrados Corazones en la localidad de Chaclacayo. “Hicimos la evaluación estructural de manera racional, y a partir de los requerimientos arquitectónicos recuperamos la infraestructura base, reforzamos y terminamos con la ampliación del proyecto”, señaló. El ingeniero Enrique Reyes, gerente general de Arkhos Inmobiliaria destacó la obra de la planta industrial Blade, donde reforzaron las zapatas por medio de ensanches perimetrales e incorporaron placas de concreto armado, además reemplazaron los ladrillos de arcilla por casetones de poliestireno expandido, entre otras labores. Finalmente, el ingeniero Hugo Bocanegra de

Sacosi, mencionó que fueron de los primeros en hacer reforzamientos estructurales con fibra de carbón en puentes como el Motupe, Olmos, en Chiclayo, puente Clarita en Cañete, puente Carrasquillo en Morropón, Piura (el más largo del país), últimamente los puentes Húanuco y Balta que tenían destruídas las vigas cajón, reparándolas con los sistemas más modernos en tiempo récord, sin mayor afectación del tránsito y en edificios como el Centro Comercial Camino Real, el edificio de la extienda Hogar, así como los edificios de la calle Tarata, afectados por el terrorismo, el Banco de La Nación de San Isidro, etc.