En este artículo analizamos las patologías más comunes del hormigón, cómo se originan y qué implicaciones tienen, especialmente en entornos industriales donde el rendimiento del pavimento es crítico.
El hormigón es el material de construcción más utilizado a nivel mundial y uno de los más consumidos del planeta. Precisamente por ello, comprender sus mecanismos de deterioro es clave para prevenir fallos y alargar su vida útil.
Tipos de patologías del hormigón
Las estructuras de hormigón pueden verse afectadas por distintos procesos físicos, químicos y mecánicos. A continuación, analizamos los más relevantes.
Carbonatación
La carbonatación es una de las patologías químicas más habituales en estructuras de hormigón armado.
Se produce cuando el dióxido de carbono (CO₂) presente en el ambiente penetra en el hormigón y reacciona con los compuestos alcalinos de la matriz cementicia, reduciendo progresivamente el pH del material.
En condiciones normales, el hormigón presenta un pH elevado (≈12,5–13), lo que protege a las armaduras frente a la corrosión. Sin embargo, cuando el frente de carbonatación avanza y alcanza la armadura, y en presencia de oxígeno y humedad, se inicia el proceso de corrosión.
Las consecuencias principales son:
- Expansión del acero por oxidación
- Fisuración del recubrimiento
- Pérdida de adherencia
- Desprendimientos y desconchones
La velocidad de carbonatación depende de factores como la porosidad del hormigón, la humedad ambiental y la calidad de ejecución. En condiciones normales, puede avanzar del orden de milímetros por año.
Aunque sea un proceso que tarde en aparecer años, cuando aparece es devastador. Y, además, su reparación no es económica.
El método más habitual de diagnóstico es el ensayo con fenolftaleína, que permite identificar visualmente las zonas carbonatadas en función del pH.
Si el PH es superior a 9, toma un color rosado, por lo que sabríamos dónde sí y dónde no hay carbonatación.
Fisuras en el hormigón armado
La fisuración es un fenómeno habitual en el hormigón, pero debe analizarse siempre para determinar si afecta a la durabilidad o a la capacidad estructural.
Las fisuras pueden originarse por múltiples causas:
- Retracción del material
- Variaciones térmicas
- Errores de diseño o ejecución
- Exceso de agua en la mezcla
- Ausencia o mal diseño de juntas
- Condiciones ambientales adversas durante el fraguado
Además de su impacto estético, las fisuras pueden convertirse en vías de entrada para agentes agresivos, favoreciendo otras patologías como la carbonatación o la corrosión.
Clasificación de fisuras
Fisuras en el hormigón según tamaño
Por norma general, se diferencian 3 clases de fisuras:
- Microfisuras: apenas visibles, sin impacto inmediato. Tienen un espesor menor de 0,1 mm.
- Fisuras: Requieren seguimiento. Comprenden un espesor entre 0,1 mm y 0,2 mm.
- Macrofisuras: Requieren intervención. Cuando su espesor es superior a 0,2 mm.
Fisuras en el hormigón por su movimiento
Dentro de esta clasificación, encontramos:
- Fisuras muertas o estabilizadas: El espesor y avance de las fisuras se mantiene invariable en el tiempo.
- Fisuras vivas o en movimiento: Fisuras cuyo espesor y avance varían con el tiempo hasta su estabilización. La causa de la fisura está activa.
Fisuras en el hormigón en función de su origen
Dependiendo de la causa de la fisura, podemos clasificarlas en:
- Estructurales
Tienen su origen en la fase de proyecto de la estructura o durante su ejecución. Aparecen por que la estructura no está diseñada correctamente para su función. Se las llama fisuras debidas a acciones mecánicas.
- No estructurales
Van asociadas a problemas del propio hormigón armado. Es decir, surgen por problemas de puesta en obra, problemas de fraguado o de la propia fabricación del hormigón.
Aquí encontramos una amplia tipología de fisuras:
- Fisuras de retracción plástica.
- Fisuras de retracción hidráulica.
- Fisuración por entumecimiento hidráulico.
- Fisuras de ejecución en estado plástico.
- Fisuras de origen químico.
- Fisuras de origen térmico.
En pavimentos industriales, una fisuración mal gestionada suele derivar en problemas de mantenimiento, desgaste acelerado y pérdida de funcionalidad.
Aluminosis
La aluminosis es una patología grave asociada al uso de cemento aluminoso, especialmente en construcciones realizadas entre las décadas de 1950 y 1980.
Entre 1950 y 1980 fue muy popular por la rapidez con la que fraguaba. Sin embargo, a raíz de varios hundimientos de estructuras (sobre todo en el levante español), se prohibió su uso. Se constató que la degeneración que sufrían estos cementos era muy rápida.
La aluminosis se produce por un proceso de transformación mineralógica (conversión), en el que los hidratos iniciales del cemento se transforman en fases más estables pero más porosas (como C₃AH₆).
El aumento de la porosidad implica una pérdida de adherencia con la armadura metálica y una considerable disminución de la resistencia mecánica del hormigón.
Además, esta porosidad favorece la aparición nuevamente de la carbonatación. La composición del cemento, la temperatura y la humedad también influyen en el proceso de aluminosis.
La aluminosis se manifiesta en forma de manchas amarillas en la estructura, falta de adherencia o con la aparición de grietas.
Aunque su uso está actualmente restringido, todavía existen estructuras afectadas que requieren evaluación y control.
Reacción árido-álcali
La reacción árido-álcali es un proceso químico entre los álcalis del cemento y ciertos minerales reactivos presentes en los áridos.
Esta reacción genera un gel expansivo que, en presencia de humedad, aumenta de volumen y provoca tensiones internas en el hormigón.
Sus efectos característicos son:
- Fisuración en forma de mapa (map cracking)
- Expansión del material
- Pérdida progresiva de resistencia
Es una patología lenta pero muy difícil de detener una vez iniciada.
Ataque del ión sulfato en forma de sales complejas
Esta otra patología del hormigón se produce cuando el hormigón entra en contacto con suelos o aguas que contienen sulfatos disueltos.
Estos reaccionan con los componentes del cemento formando compuestos expansivos (como la etringita secundaria).
La intensidad del “ataque” depende de la composición del cemento, la cantidad de agua en el subsuelo, la permeabilidad del hormigón y la cantidad de sales.
El problema con la formación de estas sales es que son expansivas y aumentan su volumen, lo que provoca fracturas y desconchones en las capas externas del hormigón.
La gravedad del ataque depende del tipo de cemento utilizado, permeabilidad del hormigón, concentración de sulfatos y la presencia de agua.
Erosión
La erosión del hormigón es un proceso de desgaste superficial causado por la acción continua de agentes externos como podría ser algo tan simple como el contacto continuo con el agua.
Si sabemos que una obra estará en constante contacto con fluidos, hay que estar preparados y se puede planear utilizar agregados adecuados y llevar un mantenimiento periódico.
Puede manifestarse de diferentes formas:
- Abrasión (tráfico, maquinaria, carretillas)
- Erosión hidráulica (agua en movimiento)
- Ataque mecánico por partículas
Aunque el deterioro inicial es leve, con el tiempo puede comprometer la resistencia superficial y generar problemas funcionales, especialmente en pavimentos industriales.
En estos entornos, una superficie erosionada suele traducirse en polvo, pérdida de planimetría y mayor coste de mantenimiento.
Los 3 pasos fundamentales para analizar las patologías en el hormigón
Una vez que aparece una patología, se inicia un estudio de las características de estos daños, así como sus causas, consecuencias y soluciones.
A continuación, desglosaremos los pasos de este estudio.
1. Investigación de la estructura
Incluye hacer una investigación profunda sobre los antecedentes de la obra, es decir, un análisis donde se recoja información sobre el proceso constructivo, el diseño, la vida útil, el microclima que rodea la obra, las cargas de diseño, el uso que se le daría a la obra y procesos de medición y ensayo.
Luego, se realiza una inspección visual, en la que se incluyen mediciones de campo y pruebas no destructivas de los elementos afectados, así como una evaluación estructural dónde se determine la resistencia y capacidad de la estructura con métodos analíticos o empíricos.
Por último, se toman muestras mediante ensayos biológicos, microscópicos, químicos, mecánicos y físicos para su análisis que permitan establecer procedencia de los daños.
2. Diagnóstico del problema
Ahora que se conocen los antecedentes a las obras y se han realizado todas las inspecciones, exploraciones y mediciones, se está preparado para establecer y diagnosticar la cantidad, magnitud y tipo de los daños en los elementos y estructuras analizadas, así como sus más que posibles causas.
3. Intervención
Ya sabiendo que ocurre, se preverá también el devenir o comportamiento futuro de la estructura en general y más específicamente de los elementos afectados. Según el diagnóstico y siguiendo recomendaciones como las del American Concrete Institute (ACI 364.1R,»(guía para la evaluación de estructuras de hormigón antes de la rehabilitación»), se definen las actuaciones necesarias:
- Preservación: Es un procedimiento que pretende contrarrestar el continuo deterioro.
- Restauración: Se pretende restablecer la apariencia o forma de la estructura antes de empezar a sufrir la patología detectada.
- Reparación: Aquí se reemplazan o se corrigen los materiales, componentes o elementos defectuosos, dañados o deteriorados de la estructura.
- Rehabilitación: Consiste en modificar o reparar una estructura hasta llevarla al punto deseado.
- Reforzamiento: Último paso con el que se pretende reforzar la capacidad estructural.
En casos extremos, puede ser necesaria la demolición parcial o total.
Para finalizar, si quieres ampliar aun más los conocimientos te podría interesar el artículo dedicado a la durabilidad del hormigón.
Referencias
Estas son algunas de las webs consultadas para redactar este artículo.
- medium.com
- ingenierosasesores.com
- concreplus.com.mx
- lemara.es
- grietaspared.com
Ernesto Gaitán
Este artículo ha sido revisado por Ernesto Gaitán, responsable técnico de proyectos en el grupo BECOSAN® , con el objetivo de garantizar la exactitud técnica, la actualidad de la información y su coherencia con la práctica profesional del sector.