Escala de gravedad de daños en edificios : de la asignación directa a la contrastación estadística
Authors:   , Ruiz Gorrindo Félix 
Published: July 2023

To make the inspection and diagnosis of buildings is useful be able to quantify how far the existing deficiencies are serious or not, in order to facilitate the decision making and prioritize therapeutic interventions. In this context, the main objective of the thesis is to propose a gravity scale of damages in buildings and the subsequent validation. To this scale is required that there is low variability among technicians who use it, in order that assessments, conclusions and prioritizations are homogeneous regardless of the technician involved in the inspection of the building.
To develop the proposed goal in the first place we study existing scales of general scope (Boufort, Douglas, Richter, Mohs, EVA, etc.) and in the field of construction. Subsequently we define the characteristics of the proposed scale and the way of application based on the direct assignment method, for assessing the gravity of constructive elements in buildings. Then is proposed a weighted calculation method based on the statistical distribution of the severity of existing damage, to determine the total degree of severity of the building. Finally, the scale and the proposed methodology have been applied to a real case of building, verifying that the used methods give consistent results.
To validate the proposed scale and analyze its applicability a series of essays in which 33 images of building a population of 374 technical elements is performed, to allocate them a degree of gravity for each image according to generic definitions of the proposed scale, in order to analyze, among other things, if there is high or low variability among technicians. With the data collected is made statistical analysis, where different aspects are analyzed and relate, and mathematical techniques are used, such as descriptive statistics (arithmetic means, standard deviations, densities, frequencies, histograms, etc..), binary logistic regression and clustering. In particular, the techniques of clustering allow to determine what is the appropriate number of degrees to should have the scale to the operation thereof is optimal and the degree of variability among technicians is acceptable.
In order to reduce the degree of variability between technicians produced by the direct assignment method is further proposed an alternative methodology for the specific case of façades that we call System of Evaluation of Façades (SEF). In the numerical part of this method, once obtained the different data of the façade from its graphical representation, the value of two proposed indicators that are measurable through variables is determined. On these indicators a series of calculations are made based on some mathematical expressions and methods that are proposed and justified, for determining the degree of severity of each zone of the façade with. To obtain some of the mathematical expressions some essays are made, as the survey to 5 experts in the issue of diagnosis of pathology of construction, in order to assess the indicator of probability of detachment in 197 images of specific zones of façades.
The conclusions and proposals of this thesis have implications on the whole built park, since the scope of it is all kinds of building, regardless of aspects such as ownership (private or public), use (housing, sanitary, school, sports , etc.), or geographic location.
Per realitzar la inspecció i diagnosi d'edificis és de gran utilitat el poder quantificar fins a quin punt les deficiències existents són greus o no, a fi de facilitar la presa de decisions i prioritzar les intervencions terapèutiques. En aquest marc, l'objectiu principal de la tesi és proposar una escala de gravetat de danys en edificis i la posterior validació de la mateixa. A aquesta escala se l'exigeix una baixa variabilitat entre els tècnics que la utilitzen, a fi que les valoracions, conclusions i prioritzacions siguin homogènies de forma independent del tècnic que intervingui en la inspecció de l'edifici. Per desenvolupar l'objectiu proposat, en primer lloc s'estudien escales existents d'àmbit general (Boufort, Douglas, Richter, Mohs, EVA, etc.) i en l'àmbit de construcció. Amb posterioritat es defineixen les característiques de l'escala proposada i la seva forma d'aplicació en base al mètode d'assignació directa, per valorar la gravetat d'elements constructius en edificis. A continuació es proposa un mètode ponderat de càlcul, basat en la distribució estadística de la gravetat dels danys existents, per determinar el grau de gravetat total de l'edifici. Finalment, l'escala i la metodologia proposada s'han aplicat a un cas real d'edifici, verificant que els mètodes utilitzats donen resultats coherents. Per a realitzar la validació de l'escala proposada i analitzar la seva aplicabilitat es realitzen una sèrie d'assajos en els quals es mostren 33 imatges d'elements constructius a una població de 374 tècnics, perquè els assignin un grau de gravetat a cada imatge segons les definicions genèriques de l'escala proposada, a fi d'analitzar, entre altres aspectes, si entre els tècnics hi ha alta o baixa variabilitat. Amb les dades recollides es realitza una anàlisi estadística, on s'analitzen i relacionen diversos aspectes i s'utilitzen tècniques matemàtiques, com ara estadística descriptiva (mitjanes aritmètiques, desviacions tipus, densitats, freqüències, histogrames, etc.), regressió logística binària i clustering. En particular, les tècniques de clustering permeten determinar quin és el nombre adequat de graus que ha de tenir l'escala perquè el funcionament de la mateixa sigui òptim i el grau de variabilitat entre tècnics acceptable. A fi de reduir el grau de variabilitat entre tècnics que es produeix pel mètode d'assignació directa es proposa a més una metodologia alternativa per al cas específic de façanes que anomenem Sistema d'Avaluació de Façanes (SEF). A la part numèrica d'aquest mètode, un cop obtingudes les diferents dades de la façana a partir de la seva representació gràfica, es determina el valor de dos indicadors que es proposen i que són mesurables mitjançant variables. Sobre aquests indicadors es realitzen una sèrie de càlculs en base a unes expressions matemàtiques i mètodes que es proposen i justifiquen, que permeten determinar el grau de gravetat de cada zona de la façana. Per a l'obtenció d'algunes de les expressions matemàtiques s'inclouen diversos assajos, com el realitzar enquesta a 5 experts en matèria de diagnosi de patologia de la construcció, a fi que valorin l'indicador probabilitat de despreniment en 197 imatges de zones concretes de façanes. Les conclusions i propostes d'aquesta tesi tenen repercussió sobre el conjunt del parc edificat, atès que l'abast de la mateixa és tot tipus d'edifici, independentment d'aspectes com: titularitat (privada o pública), ús (habitatges, sanitari, escolar, esportiu, etc.), o localització geogràfica