Patologías del hormigón: Prevención y soluciones

En 1854, William Boutland Wilkinson revolucionó la construcción con su patente de forjados de cemento reforzados con hierro, el precursor del hormigón armado. A pesar de la robustez de esta técnica, la interacción compleja entre cemento, áridos, agua y aditivos puede dar lugar a diversas patologías que impactan la longevidad del hormigón.

Diversidad de patologías en el hormigón

A pesar de la resistencia del hormigón armado, varias patologías pueden surgir y afectar su durabilidad:

• Fisuras en el Hormigón Armado: La presencia de fisuras es común, aunque la mayoría no compromete la integridad estructural. La reparación de estas fisuras, que puede ser necesaria por motivos estéticos, funcionales o de durabilidad, implica técnicas específicas como la inyección con resina epoxi, vaciado y sellado, y el cosido con bandas de fibra de carbono.
• Corrosión de Armaduras: Descripción de cómo la exposición a agentes externos como el agua y los agentes químicos puede provocar la corrosión de las armaduras de refuerzo en el hormigón.
• Desprendimiento y Descascaramiento: Causas y consecuencias del desprendimiento y descascaramiento del hormigón, incluyendo la exposición a ciclos de congelación y descongelación, así como la falta de adherencia entre capas.
• Alcalinidad: Explicación de cómo la alcalinidad del hormigón puede causar problemas de deterioro en estructuras de hormigón, como la disolución de los agregados.
• Fatiga y Deformación: Factores que pueden contribuir a la fatiga y deformación del hormigón, como cargas repetidas o movimientos del suelo.
• Carbonatación: Este fenómeno químico ocurre cuando el CO2 del ambiente reacciona con el hidróxido de calcio en la mezcla, resultando en corrosión de las armaduras y, eventualmente, en desconchones, fracturas y pérdida de cohesión estructural. Además de los tratamientos mencionados, el uso de pinturas anticarbonatación y tratamientos hidrófugos puede prevenir la infiltración de agentes externos.
• Aluminosis: Relacionada con el periodo en que se utilizaba cemento con alto contenido de alúmina (1950-1980), la aluminosis se manifiesta en una disminución de la resistencia mecánica y mayor propensión a la carbonatación. Reforzar la estructura, intervenir contra la carbonatación y realizar saneamientos específicos son claves para enfrentar este problema.
• Reacción Árido-Álcali: Esta reacción expansiva provoca fisuras en el hormigón al interactuar la disolución alcalina acumulada con los minerales silíceos de los áridos. Evitar áridos reactivos, modificar la mezcla de cemento y áridos, y seleccionar aditivos adecuados son estrategias para prevenir esta patología.

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.

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:

1. Preservación: Es un procedimiento que pretende contrarrestar el continuo deterioro.
2. Restauración: Se pretende restablecer la apariencia o forma de la estructura antes de empezar a sufrir la patología detectada.
3. Reparación: Aquí reemplazamos o corregimos los materiales, componentes o elementos defectuosos, dañados o deteriorados de la estructura.
4. Rehabilitación: Consiste en modificar o reparar una estructura hasta llevarla al punto deseado.
5. Reforzamiento: Último paso con el que se pretende reforzar la capacidad estructuras.

Prevención de patologías en el hormigón

Errores en diseño y construcción son el origen común de patologías. La prevención se convierte en la clave para garantizar la durabilidad de las estructuras de hormigón armado:

• Evitar cargas excesivas: Evaluar las cargas dinámicas o estáticas durante el diseño y construcción es esencial para prevenir tensiones innecesarias.
• Diseño adecuado de mezcla: Importancia de utilizar una mezcla de hormigón adecuada para el entorno y la aplicación específica.
• Control de calidad durante la construcción: Procedimientos para garantizar la calidad del hormigón durante su colocación, compactación y curado.
• Impermeabilización: Uso de técnicas y materiales para proteger el hormigón de la humedad y la penetración de agentes agresivos.
• Mantenimiento preventivo: Importancia de llevar a cabo inspecciones periódicas y realizar reparaciones menores para prevenir problemas mayores en el futuro.
• Atender el Asentamiento Correctamente: Un correcto asentamiento asegura la estabilidad de la estructura, evitando desplazamientos que podrían derivar en patologías.
• Equilibrio en las Proporciones de Agua y Cemento: Mantener proporciones adecuadas durante la mezcla es crucial para la calidad del hormigón.
• Gestionar el Calor de Hidratación: Monitorear y regular las temperaturas durante la hidratación del cemento es esencial para prevenir posibles debilitamientos.
• Protección de armaduras: Métodos para proteger las armaduras de refuerzo contra la corrosión, como el uso de recubrimientos protectores y sistemas de protección catódica.
• Lidiar con Condiciones Extremas: Considerar condiciones climáticas extremas durante el diseño permite la creación de estructuras más resilientes.
• Enfrentar Ataques Químicos: Anticiparse y seleccionar materiales resistentes a ataques químicos es clave para prevenir patologías.

Estrategias de prevención y diagnóstico rápido

La detección temprana y corrección son vitales para prolongar la durabilidad del hormigón. Estrategias preventivas incluyen:

• Supervisión Rigurosa: Una supervisión detallada durante la construcción permite identificar problemas antes de que se agraven.
• Diagnóstico con Fenolftaleína: El uso de fenolftaleína para diagnosticar la carbonatación permite una evaluación rápida y específica.
• Tratamientos Preventivos: Inhibidores de corrosión, pinturas anticarbonatación y otros tratamientos específicos pueden aplicarse como medidas preventivas.
• Reparación de fisuras y grietas: Métodos para reparar y sellar fisuras y grietas en el hormigón, como el uso de selladores epoxi o morteros de reparación.
• Rehabilitación de estructuras deterioradas: Técnicas para rehabilitar estructuras de hormigón afectadas por la corrosión, el desprendimiento o la fatiga, como el refuerzo estructural y el refuerzo externo con sistemas de fibra de carbono.
• Reemplazo de elementos dañados: Procedimientos para el reemplazo de elementos de hormigón gravemente dañados que no pueden ser reparados de manera efectiva.

En la ingeniería, la adaptabilidad y la anticipación son esenciales para diseñar estructuras de hormigón duraderas y resistentes al paso del tiempo. La supervisión desde la etapa de construcción es la piedra angular para prevenir y abordar patologías de manera eficaz.

 

La prevención y el manejo adecuado de las patologías del hormigón son fundamentales para garantizar la durabilidad y la seguridad de las estructuras de hormigón a lo largo del tiempo. Al comprender las causas subyacentes de estas patologías y tomar medidas preventivas y correctivas apropiadas, podemos prolongar la vida útil de las estructuras de hormigón y minimizar los costos asociados con su mantenimiento y reparación. Sin embargo en Constructec, contamos con expertos que conocen sobre como abordar este tipo de prevenciones y soluciones, preservando y garantizando la seguridad estructural. Confía en Constructec para revitalizar y proteger tu edificio. Haz tu consulta.