Ya que es el material de construcción más utilizado a nivel mundial y el segundo producto más consumido del mundo, después del agua, ¿no se merece el hormigón un artículo donde hablemos de los problemas más habituales que lo dañan?
Por ello, hoy, abordaremos cuales son las patologías que más afectan a las estructuras de hormigón.
Es fundamental saber identificar estos problemas y prepararse para actuar frente a ellos.
Algunos de estos problemas pueden surgir por errores en la construcción o se han podido contraer a lo largo de su vida útil.
Se dice que el hormigón se ve afectado negativamente si algo reduce su durabilidad. Hay muchos agentes externos que pueden reducir su tiempo de vida.
Tipos de patologías del hormigón
Las estructuras de hormigón pueden sufrir distintos “ataques” que afectan a su resistencia y apariencia. Vamos a analizarlos.
Carbonatación
Es uno de los problemas de origen químico más habituales. Surgen en estructuras que emplean acero de refuerzo y tiene origen cuando el dióxido de carbono (CO2) reacciona con el hidróxido de calcio de la mezcla de hormigón, formando carbonato de calcio.
En condiciones normales, el material tiene un PH de 13. Sin embargo, si el hormigón reacciona con el CO2, el PH cae a 9 y se produce corrosión en las armaduras metálicas.
Si las armaduras se corroen, estas aumentan su volumen, lo que provoca:
- Pérdida de cohesión de la estructura.
- Grietas y fracturas.
- Desconchones.
Otros causantes de la carbonatación son la humedad y el oxígeno. Cuanto más oxígeno y humedad entren en el hormigón, más intensa y rápida es la oxidación del metal.
Si el hormigonado se ha hecho correctamente, la carbonatación puede alcanzar una penetración de 20 mm en 20 o 25 años.
Aunque sea un proceso que tarde en aparecer años, cuando aparece es devastador. Y, además, su reparación es realmente cara.
El modo más habitual de diagnosticar la carbonatación es con la prueba de fenolftaleína, un compuesto químico que indica el nivel de PH de un material.
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
Las grietas en el hormigón son completamente normales en cualquier estructura de hormigón. Ocurren cuando:
- No hay juntas de dilatación.
- El hormigón se ha secado muy rápido.
- Se ha hecho una mala vibración del hormigón.
- Hay mucha agua en la mezcla.
- Hay malas condiciones climáticas.
- El hormigón se diseñó sin respetar reglas de solidez.
Las grietas pueden extenderse e ir a peor si no se toman medidas rápido. La reparación de estas fisuras atiende a motivos de durabilidad, funcionales y estéticos.
Además, estas fisuras favorecen la aparición de otras patologías, como la carbonatación.
Por otro lado, las fisuras se clasifican en 3 tipos:
• Atendiendo a su tamaño.
• Atendiendo a su movimiento.
• Atendiendo a su causa u origen.
Fisuras en el hormigón según tamaño
Por norma general, se diferencian 3 clases de fisuras:
- Microfisuras: Tienen un espesor menor de 0,05 mm. No revisten de gravedad y apenas se aprecian a simple vista.
- Fisuras: Comprenden un espesor entre 0,1 mm y 0,2 mm. Se perciben visualmente. No se las consideran peligrosas, pero hay que vigilarlas. Pueden afectar a la estructura.
- Macrofisuras: Cuando su espesor es superior a 0,2 mm. Hay que tomar medidas urgentes.
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.
Aluminosis
Es una patología realmente grave y se produce por hacer la mezcla de hormigón con cemento aluminoso.
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.
Aún siguen existiendo hoy en día estructuras elaboradas con cemento aluminoso.
La aluminosis sucede cuando se produce un fenómeno llamado conversión, en el que el Aluminato Monocálcico Hidratado (ACH10) en forma hexagonal se transforma a una fase más estable como Aluminato Tricálcico Hidratado (AC3H6) de forma cúbica que ocupa menos espacio y genera mayor porosidad dentro de la pasta.
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.
Reacción árido-álcali
Esta reacción genera una especie de gel que incrementa su volumen al contactar con el agua y crea fisuras en la estructura.
Este gel constituye el resultado de una emulsión alcalina que se acumula en los poros de la estructura, junto con los minerales silíceos de los áridos.
Ataque del ión sulfato en forma de sales complejas
Otra de las patologías del hormigón se produce por sales de sulfato contenidas de forma natural en el agua y el suelo.
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.
Erosión
Hablamos del desgaste al que se ve sometida una estructura contra la que chocan constantemente fluidos como el agua.
Al chocar con el hormigón, lo dañan. A pesar de que el daño es ínfimo, con el paso del tiempo, el problema puede ir a mayor.
Las estructuras terminan perdiendo resistencia y se muestran inconsistentes.
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.
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, hay que realizar 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 tenemos los antecedentes a las obras y hemos realizado todas las inspecciones, exploraciones y mediciones, estamos preparados 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 pasa, seguramente sepamos también el devenir o comportamiento futuro de la estructura en general y más específicamente de los elementos afectados. Según la norma ACI 364.1R (“Guía para la evaluación de estructuras de hormigón antes de la rehabilitación”), se puede realizar una intervención (en el caso de un diagnóstico optimista) que se compondrá de las siguientes etapas:
- 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 reemplazamos o corregimos 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.
Si el pronóstico es pesimista, existe la posibilidad de que la estructura tenga que demolerse, ya sea parcial o completamente.
Aquí entra en acción la ingeniería forense, que se encarga del estudio de los restos de los elementos de la estructura afectada.
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Referencias
Estas son algunas de las webs consultadas para redactar este artículo.
- medium.com
- ingenierosasesores.com
- concreplus.com.mx
- lemara.es
- grietaspared.com
