Introducción a la Ingeniería Civil Forense - Departamento de ...

UPM
ETSIC
Introducción Introducci n a la
Ingeniería Ingenier a Civil Forense
Luis Caballero
Dpto. de Ciencia de Materiales, U. Politécnica Polit cnica de Madrid
lcaballero@mater.upm.es

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
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Definiciones previas
– Ingeniería Forense
– Fallo
• Clasificación
• Causas
• Estadísticas
– Cualidades del Ingeniero Forense
L. Caballero
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La Ingeniería Civil Forense
L. Caballero
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¿Ingeniería Forense?
Y eso… ¿qué es?

Definición de Ingeniería Forense
• Etimología latina : forensis
público
relacionado con los tribunales
capacitado para la argumentación legal o pública
L. Caballero
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Definición de Ingeniería Forense
Sentido actual:
Una disciplina que aplica herramientas de varias
ciencias e ingenierías para dos fines:
Preventivo: reducir el riesgo de fallo en un
producto ingenieril y mejorar su rendimiento y su
coste.
Paliativo: 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
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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
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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
L. Caballero
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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?
L. Caballero
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• Fallo Funcional: es el que compromete el
pretendido uso de la estructura o instalación.
Ejemplos
Clasificación de Fallos
– Vibraciones excesivas en un puente
– Goteras en un aparcamiento subterráneo
– Poco aislamiento térmico en viviendas
L. Caballero
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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
L. Caballero
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Causas de Fallo
• Deficiencias en el Diseño
• Mala elección o defectos en los Materiales
• Errores en la Construccion
• Mantenimiento inadecuado
L. Caballero
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Causas de Fallo
• Diseño 40-60%
• Construccion 25-30%
• Materiales 10-15%
• Mantenimiento 5-10%
(estadística EEUU)
L. Caballero
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Cualificaciones del Ingeniero Forense
• Experto en el objeto de la investigación
Por formación académica
Por experiencia
Por estudio de casos similares
• Ético en el desarrollo de la investigación
Veraz en los datos
Objetivo en su análisis
Imparcial en las conclusiones, tratando de evitar
conflicto de intereses
L. Caballero
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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
L. Caballero
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Método Racional para Determinar la
• Definir el problema
Causa
• 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
L. Caballero
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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
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Por ejemplo:
…
Salvamento de víctimas
Testimonio de testigos
Análisis mecánico
de la
estructura
Tensión local externa
L. Caballero
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Colapso
Tensión total local
¿Hace crítico a un elemento sospechoso?
Recuperación y protección
de restos
Reconstrucción
Selección de elementos sospechosos
Estudio fractográfico
Estudio del material

Tareas de la Investigación de un fallo
10.Conclusiones
11.Informe (aconsejable hacerlo en paralelo a la investigación)
L. Caballero
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9
1
8
2
…

Posible equipo investigador
Especialistas según el tipo de fallo estructural
– Especialista en ingeniería forense (inspección ocular, toma de
muestras, análisis de fracturas, gestiona ensayos)
Especialista en petrografía (si hay problemas de hormigón)
Especialista en metales (si el fallo incluye metales)
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
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Inspección ocular del sitio
Tipo de fallo Tarea
Colapso urgente
No Colapso
L. Caballero
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No urgente
No urgente
Actividad
Actividad de
campo del IF
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
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Inspección ocular del sitio
Actividad de campo del resto del equipo
– Establecer un sistema de referencia
orientación
sistema de coordenadas
– Tomar croquis y notas explicativas
– Hacer exhaustivamente fotos y documentarlas
Marcar correspondencia con el plano o croquis de la
estructura
Nota descriptiva del objeto de la fotografía
L. Caballero
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
L. Caballero
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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
L. Caballero
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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: K IC , J IC
– Propagación de fisuras por Fatiga: K Ith , ley Paris
– Sensibilidad a la fisuración asistida por el ambiente
– Etc
L. Caballero
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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 X
Hipótesis
No. 1 No. 2 No. 3 No. 4
B O O X
C X O X X
D X X
E O X
O = Compatible X = Incompatible
L. Caballero
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Informe
Actuación en conflictos de intereses
L. Caballero
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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
L. Caballero
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Aspectos legales
L. Caballero
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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
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Reglas en caso de exposición y
• Sé conciso y veraz
defensa del informe
• 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
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Penas por Fallos en legislaciones antiguas
• Código de Hammurabi 1962 a.C.
• Código Napoleónico 1804 d.C.
• Códigos medievales españoles
L. Caballero
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L. Caballero
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Código de Hammurabi

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
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L. Caballero
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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.

Las Siete Partidas (Alfonso X El Sabio)
Ni una referencia a fallos accidentales o dolosos. ¿No hacía falta?
L. Caballero
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Se acabó. Esto es el Fin