Introducción a la

Ingeniería Civil Forense UPM

ETSIC

Luis Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales, U. Politécnica de Madrid

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Índice del Contenido • Definiciones Previas – Ingeniería Forense – El Fallo – El ingeniero Forense

• Investigación Forense – Equipo Forense – Métodos Científicos

• Informe Forense • Conflicto de Intereses y Disputa Legal – Anécdota: Los fallos en Códigos Antiguos L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Definiciones previas – Ingeniería Forense – Fallo • Clasificación • Causas • Estadísticas

– Cualidades del Ingeniero Forense

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La Ingeniería Civil Forense ¿Ingeniería Forense? Y eso… ¿qué es?

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Definición de Ingeniería Forense • Etimología latina : forensis 9 público 9 relacionado con los tribunales 9 capacitado para la argumentación legal o pública

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Definición de Ingeniería Forense Sentido actual: Una disciplina que aplica herramientas de varias ciencias e ingenierías para dos fines:

¾Preventivo: reducir el riesgo de fallo en un producto ingenieril y mejorar su rendimiento y su coste.

¾Paliativo: reconstruir la secuencia de sucesos que conducen a una pérdida económica o a lesiones motivadas por fallo en un producto ingenieril, ayudando a determinar remedios y responsabilidades. L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Definición de Fallo La definición más general sería: • Incapacidad de un componente, estructura o instalación para cumplir con su supuesto cometido. – Observe que un fallo no implica necesariamente una rotura o un colapso, aunque lo incluye como caso extremo. Muchas veces es lo que en un dispositivo industrial llamaríamos una avería reparable L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Clasificación de Fallos • Fallos de seguridad: son los que provocan muerte, heridas o ponen a las personas en riesgo de ello. Incluye el fallo catastrófico Ejemplos: – Colapso de un puente en servicio – Desprendimiento de placas decorativas en fachadas – Caída por resbalón en un suelo muy deslizante

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Caso de fallo catastrófico La Ingeniería Forense en su aspecto paliativo pretende contestar a:

– ¿Cuál fue la secuencia de sucesos? – ¿Qué elemento falló? – ¿Por qué se alcanzó la criticidad? – ¿Cómo se generó el daño? – ¿Cómo evitar nuevos colapsos?

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Clasificación de Fallos • Fallo Funcional: es el que compromete el pretendido uso de la estructura o instalación. Ejemplos – Vibraciones excesivas en un puente – Goteras en un aparcamiento subterráneo – Poco aislamiento térmico en viviendas

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Clasificación de Fallos • Fallos secundarios: factores que afectan negativamente a la programación temporal o al coste. Ejemplos – Problemas inesperados en la ejecución de una cimentación – Retraso en el suministro de materiales

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Causas de Fallo • • • •

Deficiencias en el Diseño Mala elección o defectos en los Materiales Errores en la Construccion Mantenimiento inadecuado

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Causas de Fallo • • • •

Diseño Construccion Materiales Mantenimiento

(estadística EEUU)

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40-60% 25-30% 10-15% 5-10%

Cualificaciones del Ingeniero Forense • Experto en el objeto de la investigación ¾ Por formación académica ¾ Por experiencia ¾ Por estudio de casos similares

• Ético en el desarrollo de la investigación ¾ Veraz en los datos ¾ Objetivo en su análisis ¾ Imparcial en las conclusiones, tratando de evitar conflicto de intereses L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

La Investigación Forense – Método racional – Tareas • • • • • • • •

Definir Equipo Inspección Ocular Recogida de Testimonios y Muestras Documentación y Análisis del Funcionamiento Formulación de Hipótesis Ensayos Análisis y discusión de resultados Conclusiones

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Método Racional para Determinar la Causa • Definir el problema • Realizar las primeras observaciones • Formular hipótesis sobre la causa del problema • Contrastar las hipótesis con más observaciones, análisis, ensayos, etc. • Discutir (analizar) los resultados • Establecer las conclusiones finales

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Tareas de la Investigación de un fallo 1. Definir el equipo investigador 2. Inspección ocular, preferiblemente presencial 3. Obtener testimonio de testigos 4. Documentación. 5. Análisis de Posibles Fallos y Consecuencias. 6. Establecer la secuencia de sucesos 7. Definición de hipótesis compatibles con la secuencia 8. Recogida de muestras 9. Elección de actividades de contraste 10. Análisis de resultados 11. Conclusiones 12. Informe (aconsejable hacerlo en paralelo a la investigación) L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Por ejemplo: …

Colapso

Salvamento de víctimas

Recuperación y protección de restos

Testimonio de testigos

Reconstrucción

Análisis mecánico de la estructura

Selección de elementos sospechosos

Tensión local externa

Estudio fractográfico Estudio del material

Tensión total local ¿Hace crítico a un elemento sospechoso? L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Tareas de la Investigación de un fallo 1

2

9

…

8

10. Conclusiones 11. Informe (aconsejable hacerlo en paralelo a la investigación)

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Posible equipo investigador Especialistas según el tipo de fallo estructural – Especialista en ingeniería forense (inspección ocular, toma de muestras, análisis de fracturas, gestiona ensayos) ¾ Especialista en petrografía (si hay problemas de hormigón) ¾ Especialista en metales (si el fallo incluye metales) ¾ Etc.

– Fotógrafo (documentación visual de todo) – Topógrafo (posición de objetos y marcas sobre el terreno) – Especialista en calculo estructural (determina estados tensionales en la estructura)

– Especialistas en ensayos en campo, e.g. NDT – Especialista en Geotecnia (si hay problema de suelos) – Etc. L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Inspección ocular del sitio Tipo de fallo

Colapso

Tarea

urgente

Actividad

Actividad de campo del IF

No urgente No Colapso

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No urgente

Actividad de campo del resto del equipo

Inspección ocular del sitio • Actividad de campo del Ingeniero Forense – Realizar una primera observación del escenario del colapso – Tratar de identificar pistas importantes – Documentar gráficamente (fotos y croquis) lo más relevante – Señalar muestras singulares a proteger del ambiente y de las personas L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Inspección ocular del sitio Actividad de campo del resto del equipo – Establecer un sistema de referencia ¾ orientación ¾ sistema de coordenadas

– Tomar croquis y notas explicativas – Hacer exhaustivamente fotos y documentarlas ¾ Marcar correspondencia con el plano o croquis de la estructura ¾ Nota descriptiva del objeto de la fotografía L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Testimonios • Entrevistar a los testigos por separado e inmediatamente – los obreros si la estructura estaba en construcción o en obras – los vecinos y viandantes

• Contrastar testimonios para ver contradicciones • Recabar en el entorno fotos de la estructura antes, durante e inmediatamente despues del colapso. L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Recolección de muestras • Realizada la etapa de inspección ocular y documentado exaustivamente el escenario. • Las partes de la estructura deben ser identificadas, marcadas, catalogadas y almacenadas de forma organizada • Las muestras singulares identificadas por el Ingeniero Forense recibirán especial cuidado. L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Trato de las muestras singulares Las superficies de rotura contienen una información insustituible del fallo • Evita su corrosión y contaminación. – No las toques – Protégelas con lacas en spray fáciles de disolver – Envuélvelas en plástico, aluminio, tela

• Evita su erosión. – No confrontes las dos superficies complementarias – Embálalas para transporte a laboratorio L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Recolección de Documentos • Información meteorológica (rayos, viento) • Documentos del diseño – Cálculos de diseño – Códigos y normas aplicables

• Documentos de Construcción. – Planos y especificaciones – Contrato

• Planos de taller de la fabricación • Estructuras similares vivas L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Recolección de Documentos • Informes de Ensayos – Cimentación – Hormigón y materiales asociados – Puesta en tensión (pre y post tensados)

• Certificado de los Fabricantes – Cemento – Aceros

• Informes de inspección • Manual de mantenimiento • Plan de Seguridad L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Desarrollo y Evaluación de Hipótesis • Examen de la documentación acumulada: fotos, cálculos de diseño,… • Análisis de riesgos de la estructura • Recalcular la estructura • Realizar ensayos de laboratorio • Realizar ensayos sobre la estructura o reproducciones de la misma L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Análisis de Riesgos para establecer Hipótesis – Métodos comparativos • • • •

Códigos y normas Listas de comprobación Análisis de accidentes históricos Análisis preliminar de riesgos (PHA)

– Métodos generalizados • • • •

¿Qué pasaría si…? Análisis por árbol de fallos (FTA) Análisis por árbol de sucesos (ETA) Análisis por árbol de modos de fallo y efectos (FMEA)

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Ensayos Físicos • NDT : Ensayos No Destructivos – Percusiones – Ultrasonidos para defectos internos – Rayos X para soldaduras – Rayos X para tensiones residuales – Fractografía óptica y electrónica

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Ensayos Físicos • Muestras Metálicas – Composición química – Metalografía • Fases e inclusiones. Tamaños y distancias.

– – – – – – –

Propiedades mecánicas convencionales Dureza, especialmente en uniones soldadas Dimensiones de cordón en uniones soldadas Tenacidad: KIC, JIC Propagación de fisuras por Fatiga: KIth, ley Paris Sensibilidad a la fisuración asistida por el ambiente Etc

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Ensayos Físicos • Muestras de Hormigón – Análisis químico – Análisis Petrográfico • • • • •

Carbonatación Contenido en aire Contenido en cemento Relación agua/cemento Microestructura

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Ensayos Físicos • Muestras de Hormigón – Testigos • • • •

Resistencia Contenido de cloruros Existencia de corrosión Heladicidad o congelación/descongelación

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Posible Organización de Resultados Ensayo u Observación A

No. 1 X

B C

X

Hipótesis No. 2 No. 3 O

O

X

O

X

X

X

X

D E O = Compatible

O X = Incompatible

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No. 4

X

Informe Actuación en conflictos de intereses

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Informe • Informe Global – – – – –

Descripción del fallo Desglose de tareas Conclusiones de Informes Específicos Discusión Conclusiones (Pronunciarse sobre Causa Probable)

• Informes específicos – – – –

Objetivo específico Tareas y Resultados Discusión Conclusiones

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Aspectos legales

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Resolución de Disputas por Fallo • Litigación Civil o Penal – Perito de parte – Perito judicial

• Resoluciones Alternativas – Mediación (peritaje común) – Negociación (peritaje de parte) Nota: En todos los casos, la contribución del Ingeniero Forense es muy importante. L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Reglas en caso de exposición y defensa del informe • Sé conciso y veraz • Prepara bien la parte técnica revisando previamente todo el material usado para el informe. No contradicción con lo escrito. • Habla despacio y claro. Sin titubeos. • Mira a tu interlocutor mientras hables • Espera a que la pregunta esté totalmente formulada antes de responderla L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Penas por Fallos en legislaciones antiguas • Código de Hammurabi 1962 a.C. • Código Napoleónico 1804 d.C. • Códigos medievales españoles

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Código de Hammurabi

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Código de Hammurabi (hacia 1692, a.C.) Rey de Babilonia Ley 229: Si un arquitecto hizo una casa para otro, y no la hizo sólida, y si la casa que hizo se derrumbó y ha hecho morir al propietario de la casa, el arquitecto será muerto. Ley 230: Si ello hizo morir al hijo del propietario de la casa, se matará al hijo del arquitecto. Ley 231: Si hizo morir al esclavo del dueño de la casa, dará al propietario de la casa esclavo como esclavo (un esclavo equivalente). Ley 232: Si le ha hecho perder los bienes, le pagará todo lo que se ha perdido, y, porque no ha hecho sólida la casa que construyó, que se ha derrumbado, reconstruirá a su propia costa la casa. Ley 233: Si un arquitecto hizo una casa para otro y no hizo bien las bases, y si un nuevo muro se cayó, este arquitecto reparará el muro a su costa. L. Caballero Dpto. de Ciencia de Materiales ETSIC UPM

Código Napoleónico (1804) Si hay una pérdida de utilidad en una construcción dentro de 10 años desde su finalización debido a un fallo de los cimientos o a una pobre ejecución, el contratista y el arquitecto serán enviados a prisión.

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Las Siete Partidas (Alfonso X El Sabio)

Ni una referencia a fallos accidentales o dolosos. ¿No hacía falta?

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Se acabó. Esto es el Fin