evaluación preliminar del grado de daño de una planta

Evaluación preliminar del grado de daño de una planta industrial constituida por elementos de hormigón premoldeado y pretensado.

Facultad de Ingeniería – UNCPBA

Proyecto Final de Carrera

Autor: Lucía Montani

Tutor: Oscar A. Cabrera

Co-Tutor: Horacio A. Donza

30 de Noviembre 2020

Índice:

Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………………….1

Objetivo……………………………………………………………………………………………………………………………………….….2 Capítulo 1: Marco teórico sobre durabilidad ....................................................................................... 2

1.1. Vida útil en servicio: .................................................................................................................... 2

1.2. Ambientes de exposición y agentes agresivos: .......................................................................... 3

1.3. Factores potenciadores de la agresividad ambiental: ................................................................ 6

1.4. Resistencia del hormigón frente a los medios agresivos: ........................................................... 8

1.5. Patologías en estructuras de hormigón: ..................................................................................... 8

1.5.1. Origen de las patologías en estructuras de hormigón: ............................................................... 8

1.5.2. Relación Costo-Reparaciones por problemas patológicos: ......................................................... 9

1.5.3. Síntomas y lesiones: .................................................................................................................... 9

1.6. Fenómeno de la corrosión: ....................................................................................................... 21

1.6.1. Naturaleza de la corrosión del hierro: ....................................................................................... 21

1.6.2. Efectos de la corrosión: ............................................................................................................. 21

1.6.3. Despasivación: ........................................................................................................................... 23

1.6.4. Modelización del proceso de corrosión de armadura: .............................................................. 24

1.6.5. Procesos de corrosión de las armaduras: .................................................................................. 25

1.7. Consideraciones sobre el hormigón pretensado y la corrosión: .............................................. 35

Capítulo 2: Relevamiento–Guía de rehabilitación de estructuras de hormigón .............................. 38

2.1. Inspección y evaluación preliminar: ......................................................................................... 38

2.1.1. Obtención de datos previos: ..................................................................................................... 40

2.1.2. Reconocimiento visual del edificio: ........................................................................................... 40

2.1.2.1. Designación de las distintas partes del edificio: ....................................................................................... 41

2.1.2.2. División en unidades de inspección y agrupación en zonas de las unidades: .......................................... 41

2.1.2.3. Diseño de planillas o fichas para el relevamiento de lesiones y síntomas: .............................................. 42

2.1.2.4. Instrumentos que se utilizan para el relevamiento: ................................................................................. 42

2.1.2.5. Realización del relevamiento visual:......................................................................................................... 43

2.1.3. Realización de pruebas y ensayos: ............................................................................................ 43

2.1.3.1. Recomendaciones para la toma de muestras (según Guía IVE, 2005): .................................................... 44

2.1.3.2. Recomendaciones para realizar pruebas in situ ....................................................................................... 44

2.1.3.3. Algunos de los ensayos a realizar en laboratorio ..................................................................................... 47

2.1.4. Estimación del índice de daño/evaluación del estado de la estructura: ................................... 51

2.1.5. Propuesta de actuación en la zona: ........................................................................................... 53

2.2. Inspección y evaluación complementaria: ............................................................................... 54

2.3. Planificación de la intervención: ............................................................................................... 63

Capítulo 3: Modelo de aplicación de la guía de inspección ............................................................... 64

3.1. Obtención de datos previos: ..................................................................................................... 64

3.1.1. Identificación: ............................................................................................................................ 64

3.1.2. Descripción de la estructura: ..................................................................................................... 64

3.1.3. Información: .............................................................................................................................. 69

3.2. Reconocimiento visual del edificio: .......................................................................................... 71

3.2.1. Designación de partes del edificio: ............................................................................................ 71

3.2.2. División en unidades y zonas de inspección: ............................................................................. 71

3.2.3. Diseño de planillas: .................................................................................................................... 72

3.2.4. Instrumentos utilizados en el relevamiento (trabajo de campo): ............................................. 72

3.2.5. Realización del reconocimiento visual: ..................................................................................... 73

3.3. Realización de pruebas y ensayos:............................................................................................ 74

3.4. Estimación del índice de daño/evaluación del estado de la estructura: .................................. 74

3.4.1. Estimación del índice de daño en CANALONES: ........................................................................ 74

3.4.2. Estimación del índice de daño en LOSETAS: .............................................................................. 79

3.4.3. Estimación del índice de daño en COLUMNAS: ......................................................................... 82

3.5. Propuesta de actuación en la zona: .......................................................................................... 84

4. Inspección y evaluación complementaria: ................................................................................... 86

5. Conclusiones: ................................................................................................................................ 88

6. Referencias Bibliográficas ............................................................................................................. 90

Anexo: Planillas de relevamiento......................................................................................................... 92

Anexo: Síntomas y lesiones observados con mayor frecuencia .......................................................... 95

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a mi familia. A mis padres Elda M. Aguilera y Víctor E. Montani por el apoyo que me han

dado a lo largo de todos estos años, por comprender, por darme fuerzas y acompañarme en cada decisión. A

mis hermanos, tíos y abuelos por acompañarme en todo este camino, por los consejos y ayuda brindada.

También, agradecer a mis compañeros y profesores de los cuales aprendí mucho. Quiero agradecer a Oscar

A. Cabrera, tutor del presente documento, por su colaboración en el desarrollo y redacción del mismo, que

junto a Horacio A. Donza, me acompañaron y brindaron ayuda a lo largo del trabajo de campo en el cual se

basó este documento. Además, agradecer a todo el personal que forma parte del funcionamiento del edificio

en estudio por la atención, el aporte y la ayuda proporcionada durante la tarea de relevamiento.

Introducción

Facultad de Ingeniería – UNCPBA Página 1

Introducción:

En el diseño de toda estructura civil se estima que la misma deberá mantener sus características de

seguridad, estabilidad, aptitud de uso y apariencia aceptable, sin necesidad de mantenimiento no previsto

durante un determinado tiempo que se denomina “vida útil en servicio”. Cuando los elementos de la

estructura comienzan a deteriorarse con el paso del tiempo, es decir, presentan defectos que impiden su uso

bajo condiciones adecuadas o que afectan la seguridad de la misma, ya sea porque ha concluido su vida útil

o porque la vida útil estimada en proyecto fue afectada fuertemente por el paso del tiempo, las distintas

condiciones atmosféricas o ambientes de exposición, usos inapropiados, materiales de mala calidad o

inadecuados, falta de un adecuado mantenimiento, etc. surge la necesidad de rehabilitar o restaurar dicha

estructura. Para conocer que elementos hay que repara o reforzar, en que zonas se encuentran, advertir cuál

es la urgencia de actuación o, según el caso, saber si no es necesaria dicha reparación, es necesario realizar

un relevamiento de los daños que presenta la estructura junto a un posterior análisis de los mismos.

En una primera seccion de éste Proyecto Final de Carrera, se detallan las posibles patologias en estructuras

de hormigón, que variables las originan, que variables favorecen su propagación o expansion, etc. En una

segunda parte, se indican las etapas generales de un relevamiento y se desarrollan los pasos a aplicar en

cada una de ellas de forma organizada, tales como: datos previos a recoger, división y designación de zonas,

reconocimiento visual, toma de muestras, tipo de ensayos a realizar, elaboración y análisis de los resultados

a partir de los ensayos anteriores, estimar el nivel de daño actual y del riesgo futuro, efectuar las

recomendaciones y conclusiones en cuanto a la actuacion, etc. Para finalizar el documento se incluye el

trabajo de aplicación del relevamiento de una cubierta industrial.

El trabajo base de este proyecto consistió en realizar el relevamiento visual preliminar de la cubierta

constituida por canalones, losetas de hormigón pretensado y de las columnas premoldeadas de una planta

industrial de 60.000 para determinar el grado de deterioro de cada elemento estructural. La estructura se

encuentra ubicada en la ciudad de Olavarría (Buenos Aires - Argentina). Esta se fue construyendo por

sectores a lo largo del tiempo de acuerdo con las necesidades de incremento de la producción que se fueron

presentando, por lo cual no todos los elementos tienen la misma antigüedad. Sin embargo, el sector más

antiguo fue construido hace 46 años.

El edificio consta de una sola planta (planta baja), de gran extensión, con una misma tipología de

construcción: columnas de hormigón armado separadas un distancia de 16 metros (21 metros en algunas

zonas) sobre las que apoyan canalones de forma de paraboloide hiperbólico, de hormigón armado y

pretensado, que actúan como vigas de apoyo de las losetas pretensadas que terminan de cerrar la cubierta.

Todos estos elementos fueron prefabricados en una planta de premoldeados, y trasladados al lugar para ser

montados.

Los elementos estructurales presentan varios signos de deterioro, algunos de gran magnitud como

desprendimientos profundos, e incluso colapsos parciales de la cubierta. Este último, es el motivo que

despertó una gran necesidad de evaluar la seguridad y funcionalidad del edificio, poniendo en un eventual

riesgo al personal y a las líneas de producción (formadas por tecnología y equipos complejos).

Capítulo 1: Marco teórico


Objetivo:

El objetivo del presente Proyecto Final de Carrera es una evaluación para determinar el rango de daño de

cada elemento estructural que compone una planta industrial, y de acuerdo al rango o grado de deterioro

asignado se aconsejará realizar una inspección del elemento dentro de un cierto plazo, o en caso de que el

grado sea muy alto (con una situación insegura) se indicará tomar medidas inmediatas. En otras palabras, se

diseñará un plan de evaluación, de mantenimiento y reparación, de forma que se verifique la seguridad y

estabilidad de la estructura.

Capítulo 1: Marco teórico sobre durabilidad

1.1. Vida útil en servicio: Todas las estructuras civiles están diseñadas para cumplir una cierta vida útil. Se entiende por “vida útil en

servicio” al período de tiempo a partir de su construcción, durante el cual debe mantener las condiciones de

seguridad, funcionalidad en servicio y aspectos aceptables, sin gastos extras de mantenimiento significativos.

En términos generales, las estructuras de hormigón se diseñan para una vida útil de 50 años (CIRSOC 201-

05). Suponiendo que los materiales estructurales cumplen con todos los requerimientos especificados en la

normativa y que la estructura recibe un mantenimiento adecuado durante toda su vida útil. Sin embargo, se

debe tener en cuenta que la vida útil estimada en el proyecto, se encuentra afectada por el paso del tiempo,

las distintas condiciones atmosféricas o ambiente de exposición que a veces no se valoraron en forma

adecuada, usos inapropiados para los cuales no fue diseñada, el empleo de materiales de mala calidad o

inadecuados, la falta de un adecuado plan de mantenimiento, etc. Entonces, surge la necesidad de

rehabilitar o restaurar dicha estructura para devolverle el grado de seguridad original.

El mayor número de patologías se deben a la corrosión del acero que se encuentra en un medio alcalino

provisto por el hormigón, cubierto por una capa de óxidos e hidróxidos que lo mantiene en un estado pasivo.

La presencia de agua, oxígeno, cloruros o CO2 cerca de las armaduras provoca la rotura de esa capa

protectora y el acero comienza a corroerse (Andrade, 2010). El volumen de los óxidos que se producen es

varias veces mayor que el volumen inicial de hierro, este incremento de volumen genera tensiones de

tracción alrededor de las barras hasta llegar a la fisuración del hormigón. El proceso de degradación de una

estructura de hormigón armado planteado en la Figura 1 permite establecer tres definiciones de vida útil, la

primera cuando la armadura se despasiva, corresponde al período de iniciación de la corrosión y es la “vida

útil del proyecto”. La “vida útil de servicio” o de utilización es hasta el momento en que aparecen manchas o

fisuras, y puede ser muy variable. La “vida útil total” es el período de tiempo hasta el que se producen

roturas o el colapso parcial o total de la estructura. A partir de cualquier momento de la vida de la

estructura, se pueden establecer tres vidas residuales de acuerdo con la vida útil de servicio que definamos

(Helene, 1997).



Figura 1.1: Vidas residuales de la estructura de acuerdo con la vida útil de servicio definida (Helene, 1997).

La vida útil está asociada con la durabilidad y ésta con la sostenibilidad, aspectos que han adquirido

importancia en las últimas décadas (Burón Maestro, 2009). La situación más deseada relacionada con la

sostenibilidad de una estructura se da cuando el "envejecimiento" es tan lento, que la misma mantiene una

serviciabilidad satisfactoria para la vida útil de servicio prevista, sin la necesidad de realizar importantes

inversiones para su mantenimiento. Además, una vida útil prolongada evita el consumo de recursos no

renovables por reemplazo prematuro de una estructura que no ha cumplido con la vida esperada (EHE-08;

Cabrera, 2013).

1.2. Ambientes de exposición y agentes agresivos: Se entiende por acciones del medio ambiente a aquellas de naturaleza química, física y/o físico-química que

pueden provocar la degradación de la estructura. El medio ambiente se caracteriza a través de la atmósfera

(contenido de dióxido de carbono, sulfuros, cloruros, etc.) donde se ubica la estructura de hormigón. Las

atmósferas se pueden clasificar en cuatro grupos de acuerdo con la velocidad de deposición del dióxido de

azufre, como se indica en la Tabla 1.1.

Tabla 1.1: Tipos de atmósferas.

Tipo de Atmósfera Deposición de dióxido de azufre Rural 10-30 mg/m.día Urbana 30-100 mg/m.día Industrial >100 mg/m.día Marina En función de la deposición de cloruros Viciada Regiones cerradas con baja tasa de renovación de aire, con una alta

concentración de gases agresivos para las armaduras de hormigón. Por ejemplo, los desagües cloacales.



Se puede destacar que las atmósferas industriales, generadas por la actividad humana, resultan más

agresivas para las estructuras de hormigón, que las atmósferas marinas; y ambas se encuentran alejadas en

varias órdenes de magnitud respecto a la atmósfera rural.

Por su parte el Reglamento CIRSOC 201-05 clasifica al medio ambiente de acuerdo con las Tablas 1.2 y 1.3 donde se especifican los tipos de ambientes o las clases de exposición para los cuales es posible establecer medidas preventivas de protección (Tabla 1.4, que se corresponde con la Tabla 2.5 del CIRSOC 201-05) para asegurar una vida útil de 50 años. Esta tabla especifica la relación a/c máxima, una resistencia mínima, y el ensayo de succión capilar para evaluar indirectamente la estructura de poros del material, para cada ambiente y el tipo de hormigón (simple, armado y pretensado). También, hace referencia a las Tablas 2.3 y 2.4 (del CIRSOC 201-05) que establecen los valores límites de sustancias agresivas en aguas y suelos de contacto, respectivamente. El reglamento tiene en cuenta la diferencia entre los mecanismos de deterioro del hormigón y los que provocan la corrosión del acero. Además, tiene en cuenta el espesor de recubrimiento en función de las clases de exposición (Tablas 7.7.1, 7.7.2 y 7.7.3, para las clases de exposición ambiental A-1 y A-2), y establece que para las clases de exposición A-3, Q-1 y C-1 los valores dados en las mencionadas tablas se deben incrementar un 30 %, y para las clases CL, M-1, M-2, M-3, C-2, Q-2 y Q-3 en un 50 % (Tabla 1.5) (CIRSOC 201-05). Tabla 1.2: Clases de exposición generales que producen corrosión de armaduras (Tabla 2.1, CIRSOC 201-05).



Tabla 1.3: Clases específicas de exposición que pueden producir degradación distinta de la corrosión de

armaduras (Tabla 2.2, CIRSOC 201-05).

Tabla 1.4: Requisitos de durabilidad a cumplir por los hormigones, en función del tipo de exposición de la estructura (Tabla 2.5, CIRSOC 201-05).



Tabla 1.5: Recubrimientos para hormigón de acuerdo con el tipo de exposición.

1.3. Factores potenciadores de la agresividad ambiental:

Tipo de sustancias agresivas:

o Dióxido de carbono: necesario para el proceso de carbonatación (se encuentra en el aire).

o Oxígeno: necesario para inicio de corrosión por la carbonatación de la pasta de cemento

endurecida que disminuye su pH (se halla en aire y, en menor medida, en el agua).

o Cloruros: promueven la corrosión despasivando la capa protectora del acero (estos

generalmente se encuentran en el agua, en suelo y pueden provenir procesos industriales).

o Ácidos o sustancias de bajo pH: producen la lixiviación (generalmente por derrames

accidentales, disueltos en el agua o en el aire como el ).

o Sulfatos: generan reacciones expansivas con el cemento que generan esfuerzos de tracción

en el hormigón y su posterior fisuración (disueltos en el agua o en suelos).

o Álcalis: generan degradación en los cementos aluminosos y reacciones expansivas con los

áridos que contienen sílice (están presentes en el cemento).

o Sales de magnesio y amonio: las sales de magnesio y de amonio tienen la propiedad de

disolver la cal del cemento fraguado y pueden provocar como los sulfatos efectos de

expansión. La corrosión por el magnesio da lugar a la formación de hidróxido de magnesio,

en forma blanda y gelatinosa, por ejemplo, como sulfato de magnesio, puede generar

reacciones expansivas en el cemento, y como cloruro de magnesio, favorece a la lixiviación.

La acción corrosiva de la sal de amonio es más importante debido al amoníaco que se

desprende por esta reacción (se hallan disueltos en el agua o en suelos).

Humedad relativa del ambiente:

La cantidad de humedad del hormigón es el principal parámetro en la corrosión, y esta es dependiente de la

humedad medio ambiental. La cantidad de humedad del hormigón influirá en la resistividad eléctrica y la

disponibilidad de oxígeno al nivel de la armadura, como se puede ver en la Figura 1.2.a. La resistividad

eléctrica (es la inversa de la conductividad) es una propiedad del hormigón que permite su control de forma

no destructiva, y es además, un indicador del fraguado y de la resistencia mecánica, del grado de saturación

del hormigón, y por ello del grado de curado y de la impermeabilidad o resistencia al ingreso de sustancias

agresivas en el hormigón. Finalmente tiene una relación directa con la velocidad de corrosión al indicar el

grado de humedad del hormigón. Por todo ello es un parámetro que permite relacionar a la microestructura

con el comportamiento durable del hormigón (Figura 1.2.b) (Andrade, 2011; Villagrán, 2012).

Item Clase de ambiente Recubrimiento mínimo

(a) A 1 A 2

No agresiva Ambientes normales

Valores de Tablas 7.7.1, 7.7.2 y 7.7.3

(b) A 3 Q 1 C 1

Clima cálido y húmedo Ambientes con agresividad química moderada Congelación y deshielo, sin sales descongelantes

Incrementar los valores del ítem (a) en un 30 %

(c) C 2 M 2 M 3

Congelación y deshielo, con sales descongelantes Ambiente marino, al aire hasta 1 km de la costa o sumergidos Ambiente marino, zona de fluctuación de mareas

Incrementar los valores del ítem (a) en un 50 %



Figura 1.2.a: Velocidad de la corrosión en función de la variación de humedad en los poros (Guía IVE,

2005).

Figura 1.2.b: Relación entre la resistividad y la velocidad de corrosión (Villagrán, 2012).

Cuando los poros se saturan totalmente de humedad (como se ve en la primer parte de la curva), la

resistividad alcanza su valor más bajo, pues el acceso de oxígeno se restringe cuando tiene que disolverse en

el agua de los poros. Entonces, la velocidad de corrosión se ve reducida por la falta de oxígeno. Cuando los

poros empiezan a secarse, el oxígeno puede fácilmente alcanzar la armadura y la corrosión aumentará (zona

media de la curva). Sin embargo, cuando el hormigón se seca (no hay presencia de agua), la resistividad

aumenta y la corrosión reducirá su velocidad de nuevo (ultima parte de la curva). Por lo tanto, la velocidad

máxima de corrosión se alcanzara en los puntos cercanos a la saturación, cuando la disponibilidad de oxígeno

y la resistividad equilibran sus efectos.

Temperatura:

La temperatura actúa en forma similar a la humedad, en el proceso de corrosión. Por eso se aplica a la

misma Figura 1.2.a. Cuando la temperatura sube, se induce la evaporación de agua de los poros y el oxígeno

disminuye en la solución de poros. Por lo tanto, aunque el proceso de corrosión es estimulado por el

aumento de la temperatura, este efecto puede verse contrarrestado por el aumento en resistividad

(evaporación) y la disminución de oxígeno (menor solubilidad a temperaturas más altas). Todo esto significa

que el efecto de las variaciones diarias y estacionales de humedad relativa y temperatura en la corrosión de

armaduras, no puede cuantificarse fácilmente.

En general, las reacciones químicas son más aceleradas cuando la temperatura aumenta. Por lo tanto, los

ambientes tropicales son, en principio, más agresivos que los climas fríos. Por otro lado, cuando hablamos

del efecto de las temperaturas en las estructuras de hormigón, también se deben tener en cuenta las

heladas que producen el efecto de congelación y deshielo. Si bien, los ambientes de exposición donde hay

heladas, producen una degradación distinta de la corrosión de armaduras, suelen generar fisuras que

facilitan el proceso de corrosión.

Viento:

El viento también es un potenciador de la agresividad ambiental, ya que sirve como medio de transporte de

los agentes agresivos indicados anteriormente, principalmente los cloruros. Por esto, cuando se diseña una



estructura en zonas escasamente alejadas de las costas marítimas (entre 1km a 10km), el reglamento CIRSOC

201-05 establece ciertas condiciones, como reducir la permeabilidad disminuyendo la relación a/c, aumentar

el espesor del recubrimiento, resistencia mínima del hormigón, etc. (Tabla 1.4).

1.4. Resistencia del hormigón frente a los medios agresivos:

La resistencia del hormigón a los medios agresivos dependerá de las características de sus materiales

componentes y de la dosificación empleada, siendo importante las siguientes variables:

- Tipo y consumo de cemento

- Tipo y consumo de adiciones

- Relación “agua/material cementíceo”

- Naturaleza y tamaño máximo del agregado

Otras variables que afectan la resistencia de la estructura frente a los medios agresivos, son aquellas que

influyen en los mecanismos de transporte, tales como:

- Permeabilidad y estructura del hormigón.

- Patrón de agrietamiento y ancho de las grietas.

- Tipo de refuerzo (refuerzo de acero, acero pre-forzado).

- Recubrimiento del refuerzo.

- Calidad de la mano de obra durante la ejecución (compactación, curado).

El recubrimiento de las armaduras actúa como una barrera física para el acceso de sustancias agresivas, por

lo que resulta ser uno de los principales parámetros para diseñar estructuras durables. Esta barrera no es

perfecta, porque la estructura del hormigón es porosa y las microfisuras existentes permiten el ingreso de

los agentes agresivos. El reglamento especifica recubrimientos para hormigón colocado en obra no

pretensado, para hormigón pretensado colocado en obra, y para hormigón prefabricado (no pretensado)

para ambientes no agresivos y normales como se indico en el punto 1.2. Cuando el ambiente es más agresivo

(A-3, Q-1 y C-1) el valor del recubrimiento se debe incrementar un 30%, y en el caso de los ambientes C-2, M-

2 y M-3, el incremento se eleva a un 50 % (Tabla 1.5). A parte del espesor, el recubrimiento tiene que tener

una baja porosidad, de este modo la vida útil será de 50 años para estructuras que se construyan en

diferentes ambientes.

1.5. Patologías en estructuras de hormigón:

1.5.1. Origen de las patologías en estructuras de hormigón:

En el Manual para reparación, refuerzo y protección de las estructuras de hormigón, el Dr. Helene establece

cinco etapas (Tabla 1.6) que tiene cualquier construcción e indica el porcentaje de patologías originadas

debido a cada una de estas (Helene, 1997.a):

Tabla 1.6: Origen de los problemas patológicos de estructuras de hormigón (Helene, 1997.a).

Etapas Porcentaje de patologías

Planeamiento, esquemas, croquis 4 %

Proyecto 40 %

Fabricación de los materiales 18 %

Ejecución de la obra 28 %

Uso 10 %



Como se puede ver la mayoría de las patologías se originan por errores en el proyecto, de allí la importancia

de una buena planificación. Entonces, es preferible invertir más tiempo en el detallado de la estructura, que

tomar decisiones apresuradas y tener que adaptarlas durante la ejecución.

1.5.2. Relación Costo-Reparaciones por problemas patológicos:

En general los problemas patológicos son evolutivos y tienden a agravarse al transcurrir el tiempo, además

de arrastrar otros problemas asociados al problema inicial. Se puede afirmar que las correcciones serán más

durables, más efectivas, más fáciles de ejecutar y mucho más económicas, cuanto antes fueran ejecutadas.

Esto queda demostrado por la llamada "ley de Sitter" que prevé los costos crecientes según una progresión

geométrica como se ve en la Figura 1.3 (Sitter, 1984):

A cada uno de los periodos constructivos y de uso de una

estructura corresponderá un costo que sigue una

progresión geométrica de razón cinco. Esto indicaría que

por cada peso ($) gastado en la etapa de proyecto,

aumentara a cinco veces ese valor en la etapa de

ejecución ($5), luego, en la etapa de mantenimiento

preventivo (reparación) el costo aumentara 5 veces más

que la anterior ($25) y, finalmente, en la etapa de

mantenimiento correctivo (rehabilitación) aumentara

nuevamente cinco veces más que el anterior ($125).

Figura 1.3: Ley de evolución de los costos (Sitter, 1984).

Por otra parte, el Código Modelo CEB-FIP 1990 aconseja de un modo general para las estructuras de hormigón convencional, bajo condiciones normales de servicio, realizar inspecciones con los siguientes intervalos de tiempo:

- Edificios de vivienda y oficina: 10 años - Edificios industriales: 5 a 10 años - Puentes: 2 a 6 años

1.5.3. Síntomas y lesiones:

Las lesiones y sus síntomas son los signos que manifiestan el deterioro del hormigón y acero en las estructuras y constituyen los indicadores clave que el técnico debe enjuiciar y evaluar en una determinada inspección. La Guía de Inspección del Instituto Valenciano (Guía IVE, 2005), define síntomas y lesiones como:

- Lesión: Daños provocados por causas físicas o químicas que se concretan en deformaciones o

alteraciones en los materiales y que pueden afectar a las prestaciones de una determinada pieza de

la estructura u otros elementos constructivos.

- Síntoma: Evidencias u otro tipo de indicios reveladores de una lesión y que pueden aparecer en la propia estructura o en otros elementos no estructurales. Los síntomas pueden ser descriptos y clasificados a partir de observaciones visuales.



Según el Manual de P. Helene, los síntomas más comunes, de mayor incidencia en el hormigón son las fisuras, las eflorescencias, las flechas excesivas, las manchas en el hormigón arquitectónico, la corrosión de las armaduras, las oquedades superficiales o huecos dejados por el colado (segregación de los materiales constituyentes del hormigón) (Figura 1.4).

Sin embargo, si bien la mayor parte de las lesiones son manchas, desde el punto de vista de las

consecuencias en relación al comportamiento estructural y al costo de reparación del problema, una fisura

de flexión o la corrosión de las armaduras pueden ser más significativas y más graves.

Como se indica en la Figura 1.1, el desempeño de la estructura se reduce a medida que aparece: la

despasivación, manchas, fisuras, desprendimientos y corrosión (perdida de sección del acero).

A continuación se desarrollara brevemente cada una de estas lesiones y sus posibles causas.

1.5.3.1. Manchas:

I. Humedades:

Las manchas de humedad es la presencia de agua, no deseada, en la superficie del material. La aparición de humedades, no solo afectan la estética y salubridad en una edificación, sino que también puede afectar la durabilidad de la estructura (Fotos 1.1 y 1.2). Generalmente, la aparición de estas manchas es lo que da inicio a varias lesiones de mayor gravedad, tales como, erosión, hongos, fisuración, oxidación, corrosión y desprendimientos del material, que más adelante se detallan. El origen de estas manchas de humedad suelen son variadas: ascensión por capilaridad, rotura o pérdida en tuberías, condensación (vapor de agua), aportes de agua durante la ejecución de la obra. Pero, cuando nos centramos en estructuras de hormigón, las manchas de humedad surgen principalmente por “filtración de agua de lluvia” contribuyendo al fenómeno de corrosión.

Foto 1.1: Filtración de agua de lluvia. Foto 1.2: Rotura o pérdida en tuberías (losas).

Figura 1.4: Distribución relativa de la incidencia de las patologías en estructuras de concreto (Helene, 1997.a).



II. Manchas de óxido:

Son manchas de un color marrón-anaranjado (Fotos 1.3 y 1.4). Es un síntoma que indica la existencia de

corrosión, o el inicio de la misma, de forma más o menos local (por cloruros) o generalizada (carbonatación).

Las manchas de óxido generalmente marcan la posición de las armaduras (estribos y armaduras

longitudinales), cuando estas ya comenzaron el proceso de oxidación y corrosión (proceso que se detalla

más adelante).

Fotos 1.3 y 1.4: Manchas de óxido en la superficie que marcan la posición de las armaduras.

III. Eflorescencias:

Son manchas blanquecinas de forma irregular que afectan tanto a la estética, de la superficie exterior de los

elementos (estructurales o de cerramientos), como también pueden deteriorar gravemente a la estructura

(Fotos 5 y 6). Se produce cuando el agua en el interior del material, en la que están disueltas las sales

solubles (potasio, sodio, calcio y magnesio), se evapora transportándolas a la superficie donde se cristalizan.

Por lo tanto, para que se produzca esta lesión debe existir humedad (agua) que disuelva y transporte las

sales hacia el exterior, y también, temperaturas elevadas (superficies expuestas al sol) o vientos que

favorezcan la evaporación. El agua puede provenir de: la lluvia, agua de construcción, agua de ascensión

capilar, agua por pérdidas en tuberías, etc. Esta lesión se ve principalmente en los elemento con mayor

porosidad y capacidad de absorción del agua, como es el hormigón, morteros, ladrillos, etc.

Fotos 1.5 y 1.6: Manchas de eflorescencia en elementos estructurales.

En el hormigón, las eflorescencias, también suelen aparecer por el “ataque de aguas y ácidos (lixiviación)”

que se explica en el siguiente punto.

1.5.3.2. Erosión (degradación química y física):

I. Ataque por aguas puras y ácidos (lixiviación):

Cuando el hormigón está expuesto a soluciones con pH bajos (ácidos y aguas puras), se producen efectos

severos sobre el mismo (Fotos 1.7 y 1.8). El ataque de los ácidos sobre el hormigón produce una reacción



química ácido-base donde todos los compuestos cálcicos (CH, C-S-H, etc.) de la pasta de cemento se

convierten en la correspondiente sal cálcica del ácido agresivo. Este tipo de ataques, es una forma de erosión

por lavado continuado de sustancias del cemento hidratado (Leizerow, 2018). El caso más conocido es el

ataque por aguas puras, por ejemplo las aguas de deshielo. En la mayoría de los casos, la lixiviación de los

compuestos cálcicos en las estructuras convencionales provoca la formación de eflorescencias en la

superficie del hormigón. Estas manchas blancas consisten en sales de calcio que cristalizan en la superficie

debido a la evaporación o carbonatación. La lixiviación produce erosión, reduciendo el espesor del

recubrimiento y, si alcanza la armadura, puede provocar una corrosión importante.

Fotos 1.7 y 1.8: Erosión de la superficie, debido a la lixiviación.

II. Aguas de lluvia, nieve, granizo y viento:

Cuando las gotas de lluvia, la nieve y el granizo golpean sobre la superficie desgastan lentamente el material,

desprendiendo y arrastrando las pequeñas partículas. Por un lado, el viento es quien determina la inclinación

y la fuerza con que impactaran las gotas de lluvia o granizo. Y por otro lado, el viento, también trasporta

partículas atmosféricas que impactan sobre la superficie desgastando el material.

III. Variaciones higrotérmicas:

Generalmente los materiales constructivos están sometidos a ciclos de temperatura diarios y estacionales.

Lo cual conduce a variaciones de volumen (dilatación y contracción) generando importantes tensiones, que

culminan con la erosión e incluso posibles fisuras o roturas del material.

1.5.3.3. Fisuras en elementos estructurales (hormigón):

Las fisuras son aberturas no deseadas que se pueden producir tanto en elementos de cerramiento como

también en elementos de la estructura resistente. Estas generalmente indican la existencia de defectos

graves en la estructura (fallas estructurales), como también pueden solo afectar la estética de la estructura.

Su aparición puede deberse a errores en el proyecto, en la ejecución, al uso inadecuado o a un mal

mantenimiento. Las fisuras sólo se podrán reparar correctamente si se conocen sus causas, y si los

procedimientos de reparación seleccionados son adecuados para dichas causas; caso contrario, las

reparaciones pueden durar poco.

Control de fisuración:

La localización de fisuras a flexión no indica necesariamente el agotamiento de la capacidad resistente de la

pieza, ya que generalmente aparecen para las cargas de servicio. Por lo que los códigos y reglamentos

contemplan la limitación de anchos de fisura. En algunos casos, el ancho de fisuras debido a la acción de las

cargas actuantes se limita de acuerdo con el medio de exposición. En otros casos, la fisuración se controla

especificando flechas máximas y alturas mínimas de vigas. Por ejemplo, el Reglamento CIRSOC 201-05

requiere el control de deformaciones como un medio para limitar el ancho de fisuras debido a que estas

facilitan la difusión de agentes agresivos que favorecen la corrosión de las armaduras de acero. Existen



controversias respecto a que fisuras con anchos menores a 0,4mm se sellaran con hidróxido de calcio o

productos de corrosión y que la mismas aceleran la corrosión.

1.5.3.3.1. Fisuras cuando el hormigón en estado plástico:

Fisuras de origen higrotérmico:

I. Asentamiento plástico:

El asentamiento plástico del hormigón está producido por el fenómeno de la exudación y tiene lugar en las

tres primeras horas después de verter el hormigón, antes de iniciarse la fase de endurecimiento. Debido a la

exudación, el agua contenida, tiende a ascender a la superficie y provoca el descenso vertical de la superficie

horizontal del hormigón. Este tipo de lesión suele aparecer en piezas de espesores importantes, por la

presencia de armaduras y recubrimientos insuficientes.

Generalmente se producen los siguientes efectos:

- Fisuración longitudinal en forjados o losas marcando la posición de la armadura de negativos

(armadura superior): El descenso vertical provocado por el asentamiento plástico del hormigón en la

cara superior de los forjados, junto a la presencia de una determinada armadura que restringe dicho

movimiento del hormigón, da inicio a la fisuración (Figura 1.5).

Figuras 1.5: Fisuración por asentamiento plástico en forjados.

Figuras 1.6: Fisuración por asentamiento plástico en columnas.

- Fisuración longitudinal o transversal en vigas marcando la posición de la armadura principal o

estribos: al igual que en el caso anterior, las fisuras aparecen porque las armaduras impiden el

desplazamiento hacia abajo, del hormigón.

- Fisuración transversal en pilares marcando la posición de los estribos: en este caso las fisuras

aparecen porque los estribos impiden el desplazamiento hacia abajo del hormigón (Figura 1.6).

En todos estos casos, las fisuras son anchas pero poco profundas, de carácter leve y poca incidencia

estructural.



II. Contracción plástica del hormigón:

La contracción plástica se produce después del hormigonado y antes del fraguado, es decir, entre la primera

hora y las seis desde el vertido, como consecuencia de una pérdida muy rápida de agua por evaporación,

superior al aporte de agua por exudación, en la superficie del hormigón. Generalmente, este tipo de lesión,

se ve beneficiada por la acción de un viento fuerte y seco, baja humedad ambiente y temperatura ambiente

elevada, y el espesor del elemento estructural. La pérdida de agua aumenta la tensión capilar en la

superficie, apareciendo tracciones que fisuran el hormigón (Figura 1.7). Las fisuras aparecen en la superficie,

generalmente forjados o losas, y pueden estar distribuidas aleatoriamente, o paralelas a las barras de

armado (esto es cuando la armadura esta próxima a la superficie).

Figura 1.7: Fisuras debido a la contracción plástica en la superficie de forjados.

Las fisuras son anchas pero poco profundas, de carácter leve y poca incidencia estructural.

1.5.3.3.2. Fisuras cuando el hormigón esta endurecido:

1.5.3.3.2.1. Fisuras por causas mecánicas:

I. Fisuras en vigas y viguetas:

- Por flexión simple (fisuración transversal debida a esfuerzos de tracción): Se presentan en la zona

central de la pieza, en la cara inferior, esto es en la zona de máximo esfuerzo flector (Figura 1.8).

Como se indicó antes, la localización de fisuras a flexión no indica necesariamente el agotamiento de

la capacidad resistente de la pieza, ya que

generalmente aparecen para las cargas de servicio.

Para anchos de fisura, menores de 0,3 mm, la

abertura tiene poca incidencia en la durabilidad del

elemento estructural. Anchos mayores a este podrían

ser un indicio de insuficiencia de armadura inferior de

tracción o de sobrecargas excesivas. En piezas

pretensadas, fisuras de ancho superior a 0,2 mm, son

indicativas de insuficiencia de armadura o también de

pérdida de fuerza de pretensado.

- Por flexión compuesta (fisuración longitudinal debida a esfuerzos de compresión): Las fisuras se

presentan en la cara superior de la viga, en el centro del vano, en la dirección del eje de la viga

(Figura 1.9). En este caso es la fibra más comprimida la que sufre la fisuración.

Figura 1.8: Fisuras transversales en vigas,

debido a flexión simple.



Figura 1.9: Fisuras longitudinales en la cara superior de la viga, debido a los esfuerzos de compresión.

- Por corte (fisuración inclinada debida a esfuerzos cortantes): este tipo de fisuras aparecen cuando la

pieza pierde la capacidad de soportar el esfuerzo a cortante. La fisuración se presenta en el alma de

la pieza con una inclinación de 45°. Se producen cerca de los apoyos, en las caras laterales de las

viguetas o vigas por falta de resistencia a esfuerzos cortantes. Las lesiones producidas son de

carácter grave o muy grave, sobre todo en piezas con poca armadura transversal o sin armadura

transversal (Figuras 1.10 a 1.12). El agotamiento de la pieza aparece por algunos de los siguientes

mecanismos:

Figura 1.10: Compresión oblicua del alma. Figura 1.11: Fallo del anclaje de la armadura transversal.

Figura 1.12: Agotamiento por tracción de la armadura transversal.

II. Fisuras en losas:

- Por flexión (fisuración transversal debida a esfuerzos de tracción):

o En la cara superior del forjado a ambos lados de las vigas: esta lesión se produce, en la zona

de momentos negativos (apoyos), por no disponer de armadura de negativos o, aunque esté

colocada, se ha desplazado hacia abajo durante el hormigonado. Esta lesión se considera

muy grave.

o En la cara inferior del forjado en el centro de la luz: la lesión se produce en la zona donde los

momentos positivos son máximos (centro del vano), por un exceso de cargas o por no

disponer de la cuantía de acero requerida (Figura 1.13). En el caso, de losas unidireccionales

las fisuras siguen el sentido longitudinal de la losa (transversales a la armadura principal). En

las losas bidireccionales, pueden generarse en ambas direcciones (ortogonales).



Figura 1.13: Fisuras por flexión, en la cara superior en la zona de momentos negativos, y/o en la cara inferior para

elevados momentos positivos en el centro del tramo.

- Por punzonamiento: en la cara superior se producen fisuras abiertas en un mismo plano, alrededor

de las columnas en forma de rombo (Figuras 1.14 y 1.15). Aparecen generalmente en entrepisos sin

vigas, losas casetonadas, uniones de vigas planas con columnas y en unión base – columna. Los fallos

por punzonamiento son frecuentemente de tipo frágil, de carácter grave.

Figuras 1.14 y 1.15: Fisuración por punzonamiento en forjados.

III. Fisuras en columnas:

- Por esfuerzo axil (fisuración longitudinal): Se produce en pilares sometidos a importantes axiles y a

reducidos momentos flectores. Se caracteriza por la aparición de fisuras verticales, siguiendo la

dirección de las armaduras principales, de muy poco ancho y difíciles de ver (Figura 1.16). Esta lesión

es considerada de carácter muy grave y, por lo tanto, conlleva intervenciones inmediatas.

Figuras 1.16 y 1.17: Fisuras por elevado esfuerzo axil y por esfuerzo de corte en columnas.

- Fisuras por cortante (Fisuras inclinadas): se producen en pilares sometidos a flexo compresión

(empujes horizontales y momentos elevados) (Figura 1.17). El colapso se produce por esfuerzo

cortante y se caracteriza por la aparición de fisuras siguiendo plano oblicuo. Al igual que el punto

anterior, esta lesión es considerada de carácter muy grave y conlleva intervenciones inmediatas.

- Fisuras por flexión (fisuración transversal): se produce en pilares sometidos a importantes momentos

flectores y a reducidos axiles (Figura 1.18). Se caracteriza por la aparición de fisuras horizontales,

siguiendo la dirección perpendicular de las armaduras principales, de ancho variable cerrándose en

la zona comprimida y abriéndose en la traccionada.



Figura 1.18: Fisuras debido a elevados esfuerzos de flexión en columnas.

1.5.3.3.2.2. Fisuras por causas químicas:

I. Fisuras por la reacción álcalis-sílice (álcalis-agregado):

Algunos áridos contienen minerales deletéreos, como la sílice amorfa, que reaccionan con los álcalis del

cemento dando lugar a la formación de un gel que, en presencia de agua, puede originar una expansión

capaz de fisurar el hormigón. Esta reacción necesita de un ambiente húmedo y cálido para desarrollarse. La

expansión da lugar a la aparición de fisuras en forma de estrellas. Estas fisuras, también se identifican por la

exudación de un gel cristalino, y el hinchamiento de la superficie del hormigón (Figuras 1.19 y 1.20). Esta

lesión es de carácter leve, pero puede afectar fuertemente la durabilidad del hormigón.

Figuras 1.19 y 1.20: Fisuración en forma de estrella generada por la reacción álcalis – sílice.

II. Ataque por sulfatos:

Durante la hidratación del cemento, se forman silicatos (bicálcico y tricálcico) y aluminatos tricálcico .

En las primeras etapas, el reacciona con el yeso del cemento para formar ettringita (gel expansivo que

reduce la velocidad de hidratación del y contribuye a la resistencia). Pero el , también, tiende a

reaccionar con los sulfatos de forma que cuando, a través del agua de amasado, entran altas

concentraciones de sulfatos, posteriormente, (en el estado endurecido) se forma la ettringita “secundaria”

produciendo reacciones expansivas. Las cuales generan fisuras, desprendimientos y reducción de la

resistencia del hormigón (se produce la disgregación de la masa con pérdidas de resistencia muy notables).

Los sulfatos disueltos en el agua, también, reaccionan con otros componentes del cemento (calcio,

aluminatos, magnesio, sodio), formando sales expansivas. El ataque más agresivo es el provocado por los

sulfatos de magnesio. Las fisuras en el hormigón tienen una distribución aleatoria. Estas fisuras se identifican

por la aparición de depósitos de sales de color blanco en los bordes de las mismas (Figura 1.21).



Figura 1.21: Fisuración en el hormigón por ataque de sulfatos.

1.5.3.3.2.3. Fisuras por causas higrotermicas:

I. Afogarado:

El afogarado se produce debido a las tensiones superficiales generadas por un alto contenido de humedad

en el elemento de hormigón, en épocas de baja humedad relativa y seca. Aparece entre uno y quince días

después de verter el hormigón, una vez iniciada la fase de endurecimiento. El afogarado genera un tipo de

fisuración en mapa, que afecta a la superficie del elemento de hormigón (Figura 1.22). Son fisuras poco

profundas, inferiores a 1 cm, de carácter leve.

Figura 1.22: Fisuración en la superficie del hormigón debido al fenómeno de afogarado.

II. Retracción hidráulica o contracción por secado:

Es la disminución de volumen del hormigón por la pérdida de humedad o secado. Se produce en el hormigón

en contacto con la atmósfera, por evaporación progresiva del agua contenida en los poros capilares. La pasta

cementícea se puede contraer hasta un 1%. Pero, los agregados restringen la magnitud de este cambio de

volumen a aproximadamente 0,06%. Se trata de una deformación a largo plazo que produce el acortamiento

de la pieza, y si dicho acortamiento está impedido, aparecen tensiones de tracción que fisuran el hormigón,

cuando superan su resistencia. Las fisuras de retracción suelen ser de abertura pequeña y uniforme, de 0,05

a 0,2 mm. En los forjados pueden aparecer cuando los mismos están asociados a vigas que actúan como

puntos rígidos (Figura 1.23).

Figura 1.23: Fisuras en forjados debido a retracción hidráulica.

Fisuración longitudinal siguiendo la dirección de las viguetas: suele aparecer en las zonas de menor espesor

de hormigón como es la capa de compresión, produciendo una o varias fisuras de escasa profundidad (Figura

1.24).



Figura 1.24: Fisuras en forjados debido a retracción hidráulica

Fisuración transversal en vigas y pilares: las fisuras aparecerán en las vigas o en los pilares, dependiendo de

la rigidez de ambos. Si los pilares son más rígidos, dan lugar a la aparición de las fisuras en las vigas y

viceversa.

III. Variaciones térmicas:

Las diferencias de temperatura que puede haber entre diferentes partes de una estructura, calor o

enfriamiento, implican variaciones diferenciales de volumen en ellas, dilataciones y contracciones. Si la

tensión que provocan estos cambios de volumen llega a ser excesiva, se producirán lesiones y fisuración

(Figura 1.25). En los forjados, los movimientos térmicos de dilatación producen fisuraciones en los tramos

centrales del forjado. También, puede generarse fisuración en la unión del forjado de cubierta con el

antepecho, o en la unión del forjado de cubierta con la fachada (los movimientos del forjado pueden

producir fisuras horizontales en la unión con el cerramiento de fachada). En los cerramientos de fachada,

debido a la ausencia de juntas de dilatación en el cerramiento para absorber los movimientos térmicos,

puede dar lugar a la aparición de fisuras verticales, justo en las esquinas de ventanas y puertas.

Figura 1.25: Fisuras en forjados debido a variaciones térmicas.

IV. Ataque por ciclos de congelación y deshielo:

En zonas climáticas con ciclos de congelación y deshielo, el agua en los poros capilares de la pasta de

cemento del hormigón puede congelarse, aumentando su volumen (aprox. 9%) y creando unas tensiones

internas produciendo fisuras en la superficie del hormigón, incluso el desprendimiento del recubrimiento

(Figura 1.26).

Figura 1.26: Fisuración en forjados debido a la acción de ciclos de hielo y deshielo.

Estos tipos de lesiones de causa higrotérmica, podemos considerarlas leves, si es que no afectan a la

estabilidad, pero comprometen la durabilidad de algún elemento.



1.5.3.3.2.4. Fisuras por causas electroquímicas (corrosión):

Como se detalla más adelante, cuando se produce la corrosión, los óxidos que se forman con un volumen

muy superior al del acero, generan tensiones que produce en el hormigón la fisuración. Las fisuras pueden

ser paralelas a la armadura principal (longitudinales) o paralelas a la posición de los estribos (transversales)

(Figura 1.27).

Figura 1.27: Fisuras en losas y vigas debido al efecto de la corrosión.

Para determinar si esta lesión es de carácter leve o grave, se deberán realizar catas y observar si hay una

pérdida considerable de la sección de la barra de acero. En el caso de elementos pretensados, una ligera

pérdida de sección ya es de carácter grave dado que las barras de acero están tensionados.

1.5.3.4. Desprendimientos:

Como ya se indicó en el punto anterior, cuando existe corrosión de las armaduras, se generan tensiones de

tracción en el hormigón, generando la fisuración del mismo, la rotura y, finalmente, el desprendimiento del

recubrimiento (Figura 1.28). Estos desprendimientos del hormigón, encargado de proteger y aislar a la

armadura frente a agentes agresivos externos, dejan al descubierto la armadura aumentado la capacidad de

penetración de los agentes agresivos externos y, por lo tanto, acelera el proceso de corrosión.

Figura 1.28: Desprendimientos del recubrimiento en viga.



1.6. Fenómeno de la corrosión:

1.6.1. Naturaleza de la corrosión del hierro:

Para que se produzca la corrosión del hierro se requiere la presencia de oxígeno y agua (que suelen

encontrarse en los poros del hormigón). Luego, hay otros factores aceleran la oxidación, tales como: el pH de

la disolución (corrosión por carbonatación), la presencia de sales especialmente cloruros (corrosión por

ataque de cloruros), el contacto con metales más difíciles de oxidar que el hierro (corrosión galvánica) y el

esfuerzo soportado por el metal (corrosión bajo tensión).

Figura 1.29: Corrosión del hierro en contacto con el agua (Brown, 2004).

La corrosión del hierro es de naturaleza electroquímica (Figura 1.29). Además de que en el proceso de

corrosión hay oxidación y reducción, el metal mismo conduce electricidad. Es necesaria la presencia de un

líquido (electrolito) que debe estar en contacto tanto con el ánodo como con el cátodo para completar el

circuito. Al existir una diferencia de potencial, los electrones se desplazan a través del metal desde una

región donde hay oxidación hasta otra donde hay reducción (el oxida el Fe) (Brown, 2004).

Una parte del hierro sirve como ánodo en el que se lleva a cabo la oxidación de Fe a , y se inicia en ese

punto porque allí es la zona en contacto con la mayor la concentración de oxígeno. Los electrones

producidos emigran a través del metal a otra parte de la superficie que actúa como cátodo, donde se reduce

el . La reducción de requiere ; en consecuencia, una disminución de la concentración de

hace menos favorable la reducción de . El hierro en contacto con una disolución

cuyo pH es de más de 9 no se corroe. El , que se forma en el ánodo, termina por oxidarse nuevamente

a que forma el óxido de hierro (III) hidratado que se conoce como herrumbre. Así, se forman varias

capas de óxidos e hidróxidos de hierro tales como: , etc.

1.6.2. Efectos de la corrosión:

La Figura 1.30 muestra el proceso básico de fisuración por corrosión. Al principio los productos de corrosión

llenan los poros que existen alrededor de las armaduras, sin generar tensiones. A medida que la corrosión se

incrementa los productos empiezan a generar tensiones de tracción que cuando alcanzan a las tensiones que

puede soportar el hormigón, se produce la fisuración.



Figura 1.30: Esquema del proceso de fisuración por corrosión del acero.

La reducción de la capacidad portante de los elementos de hormigón armado, afectado por corrosión de

armaduras, se debe principalmente a cuatro efectos producidos por la corrosión (Figura 1.31):

Reducción de la sección de la armadura de acero

Reducción de la ductilidad de las barras

Reducción de la adherencia “acero-hormigón”

Perdida de la sección efectiva del hormigón debido a la fisuración y estallido del recubrimiento

Figura 1.31: Efectos de la corrosión de armaduras.

1.6.1.1. Reducción de la sección de la armadura de acero:

El primer efecto directo de la corrosión en un elemento de acero, es la disminución de su sección. Cuando

hablamos de elementos hormigón armado, tanto el área de hormigón como el área del acero (en cada

sección transversal) fueron calculadas para soportar una cierta capacidad resistente. Por lo tanto, si se

reduce la sección “útil” del acero, también se reducirá la capacidad resistente de la estructura afectando la

seguridad, funcionalidad y estabilidad de la estructura.

1.6.1.2. Reducción de la ductilidad de las barras:

La corrosión también puede afectar la ductilidad del acero, haciendo que las estructuras sean más sensibles

a la rotura frágil. Cuando un metal se oxida, se incorporan átomos de hidrógeno en el material (hidróxidos de

hierro) lo cual reduce la ductilidad y resistencia mecánica del material.

1.6.1.3. Reducción de la adherencia entre la armadura y hormigón:

La acción combinada del hormigón y acero en la sección de hormigón armado está basada en la adherencia

entre ambos materiales que se ve afectada por la corrosión a través de diversos mecanismos:

- Fisuración en el hormigón



- Cambios de las propiedades de la interfaz acero-hormigón.

- Corrosión de los estribos

- Pérdida de altura de la corruga o resaltos superficiales de las barras de acero.

1.6.1.4. Perdida de la sección efectiva del hormigón por fisuración y estallido del recubrimiento: Los productos resultantes de la corrosión (óxidos) son más voluminosos que el acero original. Tienen de 2 a 6

veces el volumen del acero original, por ello, en el hormigón armado, generan tensiones de tracción en la

zona aledaña a las armaduras y posteriormente pueden provocar la fisuración e incluso el estallido del

recubrimiento de hormigón (Figura 1.32).

Figura 1.32: Volumen de óxidos e hidróxidos de hierro, respecto al volumen de hierro corroído.

1.6.3. Despasivación:

En el caso del hormigón, la disolución (electrolito) está constituida por la solución de los poros del hormigón, que es de naturaleza altamente alcalina. La solución de los poros está formada por una mezcla de (hidróxido de potasio) y (hidróxido de sodio) resultando valores de pH que varían entre 12.6 – 14. La solución está saturada en . Así el acero embebido en el hormigón está protegido naturalmente de la corrosión por dos efectos, la alta alcalinidad del medio y el efecto barrera que proporciona el propio hormigón.

De esta forma, el acero contenido en el hormigón está protegido contra la corrosión por pasivación debida a la alcalinidad del hormigón. En tales condiciones, se forma sobre la superficie del acero una capa microscópica de óxidos llamada capa pasiva. Esta capa pasiva imposibilita la corrosión de las armaduras y si la misma se destruye (despasivación) se pierde la protección y el acero se corroe en presencia de oxígeno y humedad.

En la Figura 1.33 se muestra el diagrama de Pourbaix del hierro (Potencial vs pH) donde la zona de pasividad corresponde al metal cuando posee películas oxidadas o de hidróxidos (trasparente e imperceptible) sobre su superficie que inhiben la corrosión. En la zona de corrosión, el metal se disuelve activamente, siendo los productos de corrosión solubles. En cambio, en la zona de inmunidad, el metal se encuentra perfectamente preservado y estable bajo ciertas condiciones muy especiales de potencial y de pH (estado en el que se sitúan los metales sometidos a protección catódica).



Figura 1.33: Diagrama de Pourbaix del hierro.

Por lo tanto, la corrosión de las armaduras tiene lugar cuando se dan descensos puntuales o generalizados

del pH (en la disolución acuosa de los poros).

- Cuando se debe a carbonatación, el descenso del pH se debe a la neutralización del recubrimiento,

es decir, cuando desaparece la capa pasiva por tener un valor de pH en torno a 8 (según Manual

Contecvec).

- Cuando se debe a los cloruros, también provocan disminución del pH, pero en forma localizada. Esta

disminución puede verse limitada por el entorno alcalino en que se encuentra. Como umbral, a

partir del cual se produce la despasivación, se suele utilizar “el contenido de cloruros en porcentaje

respecto al peso del hormigón”, o bien, la relación . Para ambos casos no existe un único

umbral general, sino que dicho valor dependerá tanto de la humedad relativa, calidad del hormigón,

tipo de acero, como el nivel de oxígeno. En la Figura 1.34 se muestran las condiciones para que

exista corrosión de las armaduras de resfuerzo.

Figura 1.34: Condiciones para que exista corrosión de armaduras (DURAR, 2000).

1.6.4. Modelización del proceso de corrosión de armadura:

El modelo más simple y descriptivo para la vida de servicio es debido a Tuutti y se muestra en la Figura 1.35

(Tutti, 1982). Este modelo considera:

- Un periodo de iniciación, que consiste en el tiempo transcurrido desde la ejecución de la estructura

hasta que el frente del factor de deterioro (por cloruros o por carbonatación) alcance la armadura y

despasive el acero.

- Un periodo de propagación, desde el despasivado del acero hasta que se desarrolla en la estructura

un cierto nivel inaceptable de deterioro (una perdida sección de la armadura inadmisible).



Figura 1.35: Modelización de vida de servicio para corrosión de armaduras (Tutti, 1982).

1.6.5. Procesos de corrosión de las armaduras:

El proceso de deterioro de una estructura de hormigón armado por corrosión, en base al modelo de Tutti, se

puede observar en la Figura 1.36, donde las diferentes secuencias llevan al colapso de la estructura.

Figura 1.36: Deterioro del hormigón armado por corrosión de armaduras (Villagrán, 2012).

El proceso de corrosión consiste principalmente en la formación de numerosas micropilas en las áreas de

corrosión como muestra la Figura 1.37. En el caso de corrosión localizada, las áreas pasivas coexisten con las

áreas de corrosión activa, y por lo tanto pueden desarrollarse macropilas.

Figura 1.37: Proceso de corrosión de la armadura, en el hormigón armado, desarrollado por micropilas y

macropilas.



Las dos causas fundamentales de la perdida de la capacidad protectora del hormigón son la carbonatación

del recubrimiento y la presencia de iones de cloruros. Una tercer causa son las grietas por corrosión bajo

tensión en el acero de pretensado (pueden desarrollarse en tendones o cables de pretensado) (Figura 1.38).

Figura 1.38: Tipo de corrosión en armaduras: generalizada (carbonatación), localizada (cloruros)

y fisura por corrosión bajo tensión (pretensado).

1.6.5.1 Corrosión por carbonatación:

La corrosión del acero por carbonatación se manifiesta en forma uniforme sobre la superficie del acero. El

dióxido de carbono en la atmosfera reacciona con el calcio y los hidróxidos alcalinos

que existen en el hormigón. El producto de la reacción es mayoritariamente carbonato cálcico . Este

efecto reduce el pH en la solución de los poros hasta valores cercanos a 7-8 (neutros), dejando a la armadura

en condiciones que permiten la corrosión activa de la misma. Factores que influyen sobre la carbonatación:

Humedad relativa en el hormigón:

Como ya se indicó anteriormente en la Figura 1.2, la carbonatación no se desarrollará si el hormigón

está saturado en agua o si está totalmente seco. Sin embargo, su avance será máximo cuando se

produzcan ciclos de humectación – secado, que confieren al hormigón un grado de saturación

moderado. La máxima velocidad de carbonatación se produce en el intervalo 50-60% (Figura 1.39).

Humedades superiores al 80% dificultan la difusión de , siendo muy difícil que ésta se produzca

en hormigones completamente saturados. En hormigones muy secos el encuentra mucha

dificultad para reaccionar sin la presencia de humedad (Guía IVE, 2005).

Figura 1.39: Velocidad de carbonatación en función del contenido de humedad en los poros.

Permeabilidad del hormigón: Una elevada relación agua/cemento favorece el proceso de carbonatación dado que genera

hormigones más permeables, donde la red de poros constituye el camino de avance del CO2

proveniente del exterior (Figura 1.40).



Figura 1.40: Influencia de la relación a/c sobre la profundidad de carbonatación para diferentes

curados (Page, 1992).

Tipo de cemento:

Aquellos cementos que al hidratarse generan mayor cantidad de CH, pueden fijar una mayor

cantidad de CO2.

Tiempo de curado:

Un curado defectuoso no permite la hidratación completa del cemento, se aumenta la porosidad y

favorece el proceso de carbonatación. Este proceso afecta los primeros milímetros superficiales de la

estructura, y en aquellas pastas con baja alcalinidad (que contienen cenizas volantes, CV o escoria de

alto horno, EGAH) pueden compensar su baja permeabilidad con un período de curado adecuado

(Figura 1.41).

Figura 1.41: Influencia del curado y tipo de cemento sobre la profundidad de carbonatación

(Page, 1992).

Contenido de materia alcalina carbonatable y alcalinos:

El contenido de materia alcalina carbonatable, y alcalinos como el sodio y el potasio.

Cuanto mayor sea su contenido, menor será la velocidad de carbonatación.



Contenido de en la atmosfera.

La carbonatación se produce para concentraciones de muy bajas, del orden de 0,03% en

volumen. Esta concentración es normal en ambientes rurales por lo cual en zonas más contaminadas

el avance del frente carbonatado será más rápido.

Presencia de otros gases:

Algunos gases, como el SO2 (dióxido de azufre) y el H2S (ácido sulfhídrico), también pueden

contribuir a la reducción del pH de la solución de poros del hormigón.

1.6.1.4.1. Modelización del proceso:

La carbonatación es un proceso de difusión y por consiguiente, su profundidad progresa atenuándose a lo largo del tiempo. Si bien se han desarrollado varios métodos para el cálculo de la profundidad de carbonatación, el más sencillo viene dado por la ecuación de la “raíz cuadrada del tiempo” y es dependiente de la permeabilidad del hormigón y de la humedad ambiental. El proceso de forma simplificada se puede modelizar por la expresión:

√

Donde t: es el tiempo transcurrido desde la ejecución de la obra (en años), f: la profundidad del frente

carbonatado (en mm), y es una constante que depende del tipo de hormigón (en mm/año, indica la

velocidad de avance del ).

Esta expresión queda representada gráficamente del modo siguiente (Figura 1.42):

Figura 1.42: Avance del frente de carbonatación en función del tiempo (donde r es el recubrimiento).

La ley también se puede dibujar en un diagrama doble-logarítmico como muestra la Figura 1.43 donde las

líneas muestran las diferentes velocidades:

Figura 1.43: Modelo raíz del tiempo en un diagrama log – log.



Esta figura también muestra como localizar en este tipo de gráficos el tiempo restante hasta la

despasivación: Dibujando en el diagrama una línea de pendiente 0,50 a partir del punto actual de

carbonatación y extrapolando hasta la profundidad del recubrimiento.

1.6.1.4.2. Medición de la profundidad de carbonatación y resultados:

Un método practico consiste en utilizar un indicador de pH (fenolftaleína) que indica tres zonas de pH

mediante cambios de coloración, señalando la reducción de la alcalinidad del hormigón debida a la

carbonatación, y por lo tanto, la profundidad del frente de carbonatación.

Al aplicar el líquido sobre la superficie calada, los indicadores pueden tomar las siguientes coloraciones

(Figura 1.44):

rojo - púrpura para valores de pH > 9,5 (hormigón no carbonatado).

rosa para valores de pH entre 8 y 9,5 (hormigón con indicios de carbonatación).

incolora para valores de pH < 8 (hormigón carbonatado).

Figura 1.44: Tonalidades de la fenoftaleína.

De forma inicial, se puede cuantificar el avance de la carbonatación mediante la Carbonatación relativa (Cr):

Obtenido el espesor de recubrimiento (r) y la profundidad del frente carbonatado (f), llamamos

carbonatación relativa, Cr, al cociente entre ambos. Indica cuanto falta o en cuanto ha sido superado el

espesor de recubrimiento por el frente carbonatado.

El Cr=100% significa el momento en que ambos parámetros son iguales y puede considerarse que el acero

está despasivado, por lo que concluye el denominado periodo de iniciación y comienza el de propagación.

También, se puede calcular el “periodo de iniciación ” (que se describe anteriormente en el modelo de la

vida de servicio de Tuutti). Siendo que el comportamiento del proceso de corrosión sigue la función:

√

Y que el periodo de iniciación concluye cuando el frente carbonatado se iguala al espesor de recubrimiento

. Para obtener Pi se sustituye f por r:

√ √

Haciéndose necesario conocer la constante .



Sin embargo, una forma más directa de calcular dicho periodo es:

√

√ √

Cálculo del período de propagación: se obtiene restando el período de iniciación del tiempo total

transcurrido desde la ejecución del edificio. Este tiempo va creciendo a lo largo de la vida del edificio y es el

período en el que está despasivado el acero, y expuesto al aumento del grado de corrosión.

1.6.5.2 Ataque por cloruros:

La corrosión por cloruros comienza por ser una corrosión por picado, y con el transcurso del tiempo se

incrementa el número de pits y se agrandan, hasta llegar a ser una corrosión generalizada (Figura 1.45).

Figura 1.45: Corrosión por cloruros.

La presencia de iones cloruro tiene origen tanto en el interior del hormigón (en las adiciones, agua de

amasado o los agregados, como aditivo acelerador con Cl2Ca) como en el exterior, debido al ingreso de iones

a través de la red de poros, cuando la estructura está localizada en un ambiente marino en la cercanía de la

costa (pudiendo alcanzar varios kilómetros) o porque se utilicen sales de deshielo o si se trata de estructuras

destinadas a la industria química. Los cloruros inducen una destrucción local de la capa que pasiva el acero

ocasionando un ataque localizado que frecuentemente se transforman en picaduras. Dependiendo de cuan

extendida o localizada esté la corrosión, las fisuras pueden aparecer o no. A veces en zonas sumergidas la

armadura se corroe sin ninguna señal externa de fisuración del recubrimiento.

Una vez que ingresan, los iones cloruro disueltos en los poros pueden interactuar con las fases sólidas del

hormigón quedando inmovilizados, por tanto, el cloruro dentro del hormigón puede encontrarse en varios

estados:

Cloruro libre, es el que permanece disuelto en el agua que contiene los poros. Se desplaza por el

interior del hormigón mediante difusión u otros mecanismos.

Cloruro ligado: es el que permanece unido a las fases sólidas del hormigón. Este cloruro queda

inmovilizado sin posibilidad de moverse hacia el interior del hormigón.

Cloruro total: es la cantidad total de cloruro que contiene el hormigón, es igual a la suma de

concentraciones de cloruro libre y ligado.



Los procesos mediante los cuales se unen los cloruros a las fases sólidas son tanto de tipo químico como de

tipo físico. La unión química de los cloruros se genera principalmente con el aluminato tricálcico (al igual que

los sulfatos) formando la sal de Friedel. Mientras que la unión física, debida al fenómeno de adsorción de los

iones cloruros sobre la superficie de las partículas sólidas del hormigón, se produce principalmente por el gel

CSH (por su elevada área superficial).

El cloruro libre es el más peligroso ya que al quedar disuelto en el agua de los poros, es capaz de despasivar

la armadura e iniciar su corrosión. Por ello es muy importante que el hormigón utilizado tenga la capacidad

de ligar los cloruros suficientes. Pero aun así, debe tenerse en cuenta que el cloruro ligado puede ser

liberado en determinadas circunstancias, como es el caso del fenómeno de carbonatación del hormigón que

produce la liberación del cloruro ligado, pasando éste a ser cloruro libre e incrementando el riesgo de

corrosión. Por lo tanto, las normativas siempre se refieren al límite de cloruros totales.

1.6.1.4.3. Contenido límite de cloruros y factores que lo determinan:

En cuanto a la cantidad de cloruros necesarios para inducir la corrosión (umbral), depende de varios

factores. Los principales son:

Tipo de cemento: la finura, la cantidad de aluminato tricálcico (C3A), la cantidad de yeso, los

materiales de adición y la velocidad de hidratación.

Tipo de acero: Rugosidad de la superficie, composición química y su condición (pre oxidada o no)

Relación agua/cemento.

El curado y compactación (porosidad), es decir de la calidad de la mano de obra y/o el control de

calidad.

El contenido de humedad y su variación.

El pH del hormigón (carbonatado o no).

La disponibilidad de oxígeno (corrosión potencial a la llegada de los cloruros).

Si el hormigón no está carbonatado un valor del 0,4% de ion cloruro en relación al peso de cemento,

equivalente 0,05 % en peso de hormigón, suele representar el valor límite aceptado para evitar riesgo de

corrosión en hormigón armado aun cuando, como se aprecia en la Figura 1.46, su valor crítico depende de la

humedad relativa debido a fenómenos de transporte a través de la red de poros (transporte que se puede

realizar con los poros total o parcialmente llenos de agua). Cuando se trata de hormigón pretensado, el

contenido límite de ion cloruro debe ser inferior a un 0.2% respecto a la masa de cemento, según fija la EHE.

Así, las diferentes normativas limitan los contenidos en cloruros según el hormigón vaya a utilizarse en masa

o en piezas armadas o pretensadas estableciendo en general mayores restricciones por este orden de uso.

A continuación, se expone un gráfico que resume las condiciones de variación del contenido crítico en

cloruros en función de la humedad relativa ambiental, la calidad del hormigón y de su posible carbonatación

(como se mencionó antes este proceso puede aumentar el contenido de cloruros libres).



Figura 1.46: Variación del contenido crítico en según la humedad ambiente.

Por lo antes expuesto, esta dependencia múltiple hace difícil fijar un solo valor. Sin embargo, hay una

relación biunívoca cuando se estudia el potencial eléctrico y la cantidad de cloruros totales que producen la

despasivación. El potencial depende de los factores anteriores y, por lo tanto, el mismo hormigón presentara

diferentes concentraciones limites (umbrales) dependiendo del potencial que tenga a lo largo de su tiempo

de vida (Figura 1.47). Así, el hormigón seco tendrá potenciales más nobles (superiores a +0), mientras

hormigones más mojados tendrán potenciales más catódicos (Manual Contevec).

Figura 1.47: Relación entre potencial y la cantidad total de cloruros que despasiva el hormigón (Contecvec).

El contenido de cloruros suele medirse en porcentaje respecto al peso del hormigón. Sin embargo, cuando el

hormigón esta carbonatado es conveniente la definición de la relación [ ]/[ ], en lugar de limitar un

contenido de cloruros, debido a que para un mismo contenido de cloruro esta relación se ve modificada por

un amplio rango de parámetros. Un factor que influye significativamente sobre el umbral de cloruro es la

disponibilidad de oxígeno en la superficie de acero, que depende del contenido de humedad del hormigón.

Tutti, establece como umbral una relación [ ]/[ ]= 0,6.



1.6.1.4.4. Modelización del proceso:

Periodo de iniciación del proceso de corrosión de armadura (despasivación):

Según Instrucción Española EHE-08 (Anejo 9) para el cálculo del avance de los cloruros, el periodo de tiempo

(t) necesario para alcanzar una concentración de cloruros a una distancia (d) de la superficie del

hormigón puede estimarse con la siguiente ecuación:

√ (

)

Donde t: es el tiempo transcurrido desde la ejecución de la obra (en años), d: la profundidad alcanzada por

una cierta proporción de cloruros (en mm), y es el “coeficiente de penetración de cloruros” una

constante que depende del tipo de hormigón y del medio (en mm/año, indica la velocidad de avance del

cloruros). El coeficiente se obtiene mediante la expresión:

√ [ √

]

Dónde:

Factor de conversión de unidades cuyo valor es Coeficiente de difusión efectivo de cloruros, para la edad t expresado en . Concentración crítica de cloruros expresada en % en peso de cemento. Concentración de cloruros en la superficie del hormigón expresada en % en peso de cemento.

Contenido de cloruros aportado por las materias primas (áridos, cemento, agua, etc.) en el momento de fabricación del hormigón.

El coeficiente de difusión efectivo de cloruros varía con la edad del hormigón debido a que la porosidad se va modificando, se expresa:

( )

Donde: Coeficiente de difusión de cloruros a la edad . Coeficiente de difusión de cloruros a la edad . n: factor de edad (que puede tomarse, a falta de valores específicos obtenidos mediante ensayos, igual a 0,5).

Para determinar el valor de debe emplearse el valor obtenido mediante ensayos específicos de difusión (en cuyo caso sería la edad del hormigón a la que se ha realizado el ensayo), o bien emplear los valores de la Tabla 1.7 obtenidos para = 0,0767 años:

Tabla 1.7: Valores del coeficiente (

⁄ ) (Anejo 9, Instrucción Española EHE-08).



Periodo de propagación del proceso de corrosión de armadura:

El período de tiempo para que se produzca puede obtenerse de acuerdo con la siguiente expresión:

Donde: Tiempo de propagación en años.

: Espesor de recubrimiento en mm. Diámetro de la armadura en mm. Velocidad de corrosión en μm/año.

A falta de datos experimentales específicos para el hormigón y en base a las condiciones ambientales concretas de la obra la velocidad de corrosión se obtiene de la Tabla 1.8:

Tabla 1.8: Velocidad de corrosión según la clase de exposición (Anejo 9, Instrucción Española EHE-08).

1.6.5.3 Corrosión bajo tensión (CBT):

Las características mecánicas de los tendones que van a pretensar el hormigón se consiguen seleccionando una familia especial de aceros (los aceros eutectoides y dentro de ellos los de perlita fina) y sometiéndolos a una deformación muy importante. La corrosión bajo tensión es un caso de corrosión localizada. Sucede solamente en cables tesados, y puede

deberse a: que trabajan bajo una tensión elevada (generalmente cercana a un 70% del límite elástico),

porque el acero o aleación utilizada es susceptible de sufrirlo y/o del medio ambiente agresivo. El proceso se

inicia con la nucleación de fisuras en la superficie del acero. Estas fisuras pueden propagarse hasta una cierta

magnitud, a partir de la cual la velocidad de propagación es muy elevada, donde finalmente el cable falla de

manera frágil.

Respecto al mecanismo de nucleación, existen varias teorías, por ejemplo, se ha llegado a considerar que las

fisuras pueden comenzar por un defecto en la superficie del acero como pequeñas picaduras o restos de

óxido, o que la propagación de la fisura se puede acelerar por la formación de hidrogeno en el fondo de la

misma. Sin embargo, las teorías que explican mejor los resultados experimentales son las teorías de

movilidad superficial, que supone que la propagación de la fisura se debe a la movilidad de las vacantes

atómicas en la interfaz/electrolito. Para asegurar la existencia del fenómeno CBT se deben examinar,



microscópicamente, la superficie de fractura del acero para comprobar si se ha producido una rotura frágil

(Figuras 1.48 y 1.49). Los aceros clásicos estirados en frio tienen un mejor comportamiento que los aceros

templados y revenidos frente al fenómeno de CBT.

Figura 1.48: rotura dúctil. Figura 1.49: rotura frágil.

1.7. Consideraciones sobre el hormigón pretensado y la corrosión:

El término “pretensado” aparece por primera vez en Alemania requerido por la patente del 6 de abril de

1929, “método para la producción de acero reforzado en elementos de hormigón pretensado con barras

rectas de refuerzo”. Freyssinet utilizó la palabra “précontrainte” en 1933 en sus publicaciones “idées et voies

nouvelles” en Travaaux, enero de 1933 (Llorente Paz, 2016). El inicio del uso de hormigón pretensado en

Estados Unidos comenzó con la construcción de tanques pretensados de envoltura circular en 1941 (ACI 222,

214). Previamente, en 1860 Joseph Monier construyó unas macetas con hormigón reforzado con acero, en

1900 Morsh planteó la primera teoría del hormigón armado, y entre los años 1902 y 1904 Auguste Perret

(1874-1954) construyó el famoso edificio de la calle Franklin N°15, en Paris, con más de siete pisos

considerado el primer edificio de hormigón armado, y aún se mantiene en buenas condiciones (Figura 1.50).

Entonces, teniendo en cuenta que las primeras construcciones civiles se remontan a 1000 años AC, la vida y

el desarrollo de las estructuras de hormigón reforzado son muy recientes, y avanzaron a partir después de la

2ª Guerra Mundial (Figura 1.51).

Figura 1.50: Edificio de A. Perret. Figura 1.51: Evolución de las estructuras civiles.



Las patologías que pueden presentar las estructuras de hormigón pretensado son variadas, no obstante, al

igual que en toda estructura de hormigón, la manifestación más corriente de las mismas es a través de la

aparición de fisuras. Esto ha dado lugar a numerosos estudios acerca de la fisuración del hormigón

pretensado en distintas edades del mismo y por diversas causas (Karayannis, 2013; Dai, 2016; Tong, 2016).

Una particularidad que poseen las estructuras de hormigón pretensado respecto a las de hormigón armado,

es que la acción del pretensado tiende a mantener las fisuras cerradas, una vez que la causa que las originó

ha desaparecido. Esto dificulta incluso, como primer diagnóstico general, las inspecciones visuales de la

estructura. (Ercolani, 2017).

Es importante destacar que el American Concrete Institute ha redactado el ACI 423.4R-98 sobre la corrosión

y reparación de cables monocordon no adherentes (ACI 423, 1998), y no ha avanzado hacia los cables con

adherencia. Este último tipo de estructura es más compleja para evaluar y reparar al estar el acero embebido

en el hormigón y no se lo puede visualizar directamente y/o reemplazar en caso de un avanzado grado de

corrosión. Además, los sistemas pretensados consisten en alambres o torones de alta resistencia que están

completamente rodeados por el hormigón, al igual que el acero de refuerzo de un elemento típico de

hormigón armado. Por lo tanto, la evaluación de un elemento pretensado es muy similar a la evaluación de

la corrosión típica de un elemento de hormigón armado (ACI 222.2, 2014). Sin embargo estas

especificaciones no contemplan métodos de reparación.

El ACI 423 comenta que las causas y efectos de la corrosión de los cables monocordón no adherentes

difieren en muchos aspectos de aquellos de las armaduras adherentes convencionales. Por lo tanto, los

métodos para evaluar y reparar la corrosión de los cables monocordón también difieren en algunos

aspectos. Por ejemplo, debido a que los cables están en gran medida aislados del hormigón que los rodea,

es posible que no sean afectados por materiales nocivos tales como los cloruros y la humedad del hormigón.

No obstante, estos cables tampoco se vuelven pasivos por la alcalinidad del hormigón que los rodea y, si

ingresa agua al interior de los revestimientos protectores o anclajes o si la grasa protectora no es adecuada,

pueden sufrir corrosión.

Por otra parte, en la preparación de elementos de hormigón pretensado, con alambres tendidos antes del

hormigonado, debe dedicarse especial atención al mantenimiento del espesor necesario del recubrimiento y

de la compacidad del hormigón (Figura 1.52). Lo mismo ha de entenderse en el caso de la incorporación de

alambres tensores en el seno de las piezas prefabricadas (postesado) (Figura 1.53). Mediante una adecuada

ejecución de la armadura debe asegurarse un revestimiento regular y pleno en toda la longitud del elemento

de hormigón que posteriormente se aplique, los cuales han de tener una composición tal que sea posible

alcanzar la compacidad necesaria para una protección anticorrosiva constante, aplicando los procesos de

compactado que sean posibles (Soretz, 1967).



Figura 1.52: Cables pretensados antes del colado del hormigón. Figura 1.53: Vainas de postesado.

Finalmente, el reglamento CIRSOC 201:05 establece por cuestiones de durabilidad resistencias

características mínimas mayores para el caso del hormigón pretensado que para el armado o simple, para

todas las clases de exposición (Tabla 1.4).

Capítulo 2: Relevamiento - Guía de rehabilitación de estructuras de hormigón


Capítulo 2: Relevamiento–Guía de

rehabilitación de estructuras de hormigón

Cuando se debe participar de la evaluación de una estructura dañada es necesario elaborar un plan de

trabajo, y en muchos casos recurrir a guías para organizar el trabajo. Entre estas guía o métodos para realizar

la evaluación de una estructura esta la “Guía para la inspección y evaluación preliminar de estructuras de

hormigón en edificios existentes” (Guía IVE, 2005), el “Manual de evaluación de estructuras afectadas por

corrosión de la armadura” (Contecvect, 1989), el "Manual de inspección, evaluación y diagnóstico de

corrosión en estructuras de hormigón armado" (DURAR, 2000) y el programa de evaluación simplificada

basado en el DURAR (Rojas Moya, 2008), entre otros. Las guías de rehabilitación para estructuras de

hormigón armado tienen en general tres etapas:

1) Inspección y evaluación preliminar: el objetivo es un reconocimiento visual (con pruebas y ensayos

de un muestreo mínimo), obtener una primera estimación de los daños y un informe que permita la

decisión sobre posibles actuaciones.

2) Inspección y evaluación complementaria: realización de inspecciones, pruebas y ensayos

complementarios, de forma más completa. El objetivo es obtener una mejor estimación de los daños

(tanto con criterio de durabilidad de materiales como estructural) que determine con la mejor

precisión posible las intervenciones a realizar.

3) Planificación de la intervención: se deciden los distintos modos de intervención más adecuados para

la rehabilitación, a fin de restablecer el grado de seguridad y prolongar la vida útil de la estructura.

2.1. Inspección y evaluación preliminar:

Tiene por finalidad analizar el estado actual de la estructura, la presencia de lesiones y los factores de deterioro en la estructura principal o secundaria, y establecer las recomendaciones sobre las actuaciones a realizar posteriormente.

En esta primera etapa, se analiza en mayor medida lo relativo a la durabilidad, en lugar de la mecánica estructural, dado que los aspectos mecánicos son generalmente problemas de diseño que aparecen en corto plazo. Generalmente son objeto de estudio de la segunda etapa (evaluación complementaria), y además, porque la experiencia ha demostrado que son los aspectos agresivos del medio a lo largo del tiempo los que conducen a que la estructura sea inadecuada para el uso.

Cuando las lesiones sean de gran importancia (necesidad de apuntalamiento o refuerzo inmediato) se deberán aplicar rápidamente dichas actuaciones. Cuando las lesiones indican una cierta disminución de la seguridad o durabilidad, se recomienda continuar con la inspección y evaluación complementaria. En el caso de ausencia de lesiones aparentes, se recomendaran actuaciones de inspección periódicas.

El informe final indicará en qué estado se encuentran los elementos del edificio agrupándolos en distintas

unidades o zonas para facilitar las posteriores actuaciones. También incluirá una serie de instrucciones de

uso y mantenimiento del mismo.



Fases de la inspección y evaluación preliminar:

El procedimiento para la inspección y evaluación preliminar se indican en la Figura 2.1 y son las siguientes:

- Obtención de datos previos: Información del edificio (planos, memoria técnica, usos o cambio de usos, fecha de construcción y/o de reparaciones, etc.), identificación del trabajo y descripción del edificio.

- El reconocimiento visual del edificio: designación de las partes del edificio, división en unidades de inspección, agrupación en zonas de las unidades.

- La realización de pruebas y ensayos: muestreo en forjados, pruebas y ensayos, análisis de

resultados.

- Estimación del índice de daño y riesgo por corrosión: elaboración de los resultados de los ensayos,

nivel de daños materiales, nivel del riesgo de corrosión por factores de deterioro, nivel del riesgo de

corrosión por clase de exposición, estimación y clasificación del índice de daño por corrosión.

- Propuesta de actuación en la zona: Tipo de actuación, urgencia de intervención.

- La redacción del informe de inspección y evaluación preliminar: contenido y documentación,

conclusiones y recomendaciones.

Figura 2.1: Esquema del procedimiento de la etapa de inspección y evaluación preliminar (Adaptado de la

Guía IVE, 2005)

Trabajo de Oficina

Trabajo de Campo

Trabajo de Oficina

Trabajo de Oficina

Trabajo de Campo y en Laboratorio

Procedimiento de la Etapa de Inspección y Evaluación Preliminar

Obtención de datos previos

Estimación del índice de daño y riesgo por corrosión

Reconocimiento visual del edificio

Realización de pruebas y ensayos

Propuesta de actuación en la zona

Redacción del informe de inspección y evaluación preliminar



2.1.1. Obtención de datos previos:

Información e identificación:

Se refiere a los datos que el inspector puede recopilar, información verbal, escrita o gráfica. Difícilmente se

va a encontrar con una descripción completa del edificio tal como fue realmente construido. La información

verbal será suministrada por la propiedad y los ocupantes del edificio, mientras que la escrita o gráfica será

obtenida en diversas fuentes de información pública o privada. En lo posible conviene obtener la memoria,

planos del proyecto original (Figura 2.2), autores del proyecto, empresa constructora, cuando comenzaron a

visibilizar los daños, en que épocas del año, condiciones a la que ha estado expuesta la estructura, etc. De

forma de conocer como mínimo los siguientes datos:

- Edad de la estructura.

- Tipología de la estructura y disposición de los elementos

resistentes (con el objetivo de conocer la transmisión de

cargas).

- Número de reparaciones realizadas, su naturaleza y extensión.

- Cambios de uso.

- Inspecciones realizadas anteriormente y sus resultados.

Son datos de interés aquellos que tengan incidencias sobre la vida útil de la estructura, tales como

intervención o reparaciones de cualquier tipo, fugas, cambios de uso etc.

Descripción del edificio:

Se refiere a los datos que el inspector ha de elaborar, basándose en la información recogida y en su propia visita o visitas de inspección. El inspector ha de procurar que su descripción sea lo más completa y objetiva posible, omitiendo juicios de valor o conclusiones impropias de una descripción del edificio en esta primer etapa. El contenido de este apartado debe incluir la composición del edificio: la tipología de la estructura y disposición de los elementos resistentes, la edad de la estructura, descripción de las cubiertas y fachadas, así como los materiales componentes.

La descripción gráfica debe incluir planos o esquemas de la planta baja y plantas tipo, planta esquemática del

funcionamiento de la estructura con la disposición de los elementos resistentes, entre otros.

2.1.2. Reconocimiento visual del edificio:

Antes de iniciar el trabajo es necesario, al menos, una visita a la obra que se va relevar. Esto es necesario para tener una idea del entorno en el que se va a trabajar: conocer cuáles son las partes más expuestas a padecer inconvenientes (lesiones) para después poder dividir en unidades de inspección o agrupación de zonas. Conocer cual deberá ser el alcance de los instrumentos que se utilicen en el relevamiento (según altura de cubierta, oscuridad, etc.); las reglas a acatar dentro de la obra; etc.

Luego, se puede decir que esta Fase está compuesta por un trabajo inicial “de Oficina” y, un posterior

trabajo de campo, que es el relevamiento visual en sí.

Figura 2.2: Imagen ilustrativa de planos.



Trabajo en Oficina: Antes de iniciar el relevamiento visual en el campo, hay una etapa de trabajo en oficina donde se deben:

Denominar las distintas partes del edificio para su correcta identificación posterior mediante una

serie de pasos:

- Designación de las distintas partes del edificio

- División en unidades de inspección y agrupación en zonas de las

unidades.

Diseñar las planillas para el relevamiento de síntomas y lesiones de cada una

de las losetas pretensada, las columnas y canalones.

Determinar cuáles serán los Instrumentos que se utilizan para el

relevamiento.

2.1.2.1. Designación de las distintas partes del edificio:

Antes de comenzar la inspección debe establecerse una designación de las partes del edificio. En un esquema deben numerarse correlativamente los niveles, empezando por el más bajo. Si existen varias cubiertas se puede identificar cada una con una letra o número. Sobre el croquis de la planta del edificio, se identificará a cada eje (fachada, eje de columnas, vigas, etc.) por un número o letra mayúscula. De forma que sea fácil la identificación de un elemento dentro de todo el conjunto de la misma planta, y que a la vez permita identificar los límites de una zona o unidad de inspección.

2.1.2.2. División en unidades de inspección y agrupación en zonas de las unidades:

Se considera como una unidad de inspección al espacio accesible y cubierto, delimitado por los paramentos,

cerramientos y elementos estructurales verticales y por el forjado superior inclusive (límites de la vivienda,

locales con distinto uso en un mismo nivel, etc.). En los planos y esquemas gráficos se marcarán los límites y

se identificarán las unidades de inspección.

Cuando la superficie delimitada por elementos verticales es muy amplia y está compuesta por elementos

comunes conviene dividirlo en unidades de inspección más pequeñas, según la Guía de Inspección del

Instituto Valenciano conviene tomar áreas de hasta 125 (Figura 2.3).

La Guía de Inspección del Instituto Valenciano, también, indica que en la inspección y evaluación preliminar,

deben revisarse un número mínimo de unidades de inspección en base a un criterio de superficies

establecido, y menciona tablas que indican la intensidad de inspección de estas unidades (algunas unidades

quedaran sin ser revisadas) (Guía IVE, 2005).

Figura 2.3.: Ilustración de división del plano en unidades de inspección.

1

6

2 3 4

5

7

8



Cuando la superficie a relevar es de gran magnitud (muy extensa):

Con el objetivo de obtener una visión más sintética del estado actual del edificio, las unidades de inspección

pueden agruparse en zonas homogéneas. De forma que las unidades de inspección, que se agrupan en una

misma zona, presenten (en su estado actual) problemas similares entre sí (situación de exposición, estados

de cargas, etc.) diferenciándose de la situación de otras zonas. De modo que el problema general del edificio

se divida, en problemas localizados referidos a determinadas partes del edificio.

Una zona es una parte del edificio que se evalúa en su conjunto, en la que se agrupan varias unidades de inspección, algunas inspeccionadas y otras no. En una zona ha de efectuarse, al menos, una cata y extracción de muestra, sobre la cual han de realizarse los correspondientes ensayos "in situ" y en laboratorio.

Para la agrupación en zonas pueden tenerse en cuenta criterios como: - El criterio de superficie: en el caso de superficies muy extensas, con un entorno de exposición

similar.

- El criterio de riesgo: dividiendo, según el entorno de exposición, a las zonas sensibles a padecer un mayor riesgo (como es el caso las cubiertas o superficies en contacto con el terreno que tienen mayor probabilidad de aparición de humedades o ataques de agentes agresivos como cloruros, ácidos, u otros) de aquellas que suelen presentar menores daños y riesgo (las partes intermedias de los edificios, que no están en contacto con terreno o cubiertas).

De todas formas, se aconseja que las zonas de más riesgo sean de menor dimensión para tener mejor

acotados los posibles problemas, y que las zonas de menos riesgo cuenten con una mayor superficie. Según

la Guía de Inspección del Instituto Valenciano, la superficie de una zona no debe exceder los cuando

existe mayor riesgo, y no exceder los cuando el riesgo es mínimo (Guía IVE, 2005).

2.1.2.3. Diseño de planillas o fichas para el relevamiento de lesiones y síntomas:

Las planillas deben ser un elemento que agilice el registro de los síntomas y lesiones a relevar cuando nos hayamos en el campo de trabajo. Se debe evitar redacciones extensas cuando estamos relevando, siendo que, por un lado, retrasa el trabajo y, por otro, el inspector permanecerá parado sin superficies donde afirmar el papel. Por ello, conviene establecer un formato de planilla que sea fácil de completar (con un simple símbolo, letra o número) y que tenga todos los datos requeridos para que el relevamiento sea completo y ordenado, evitando que el operador olvide anotar algún detalle o que se produzcan confusiones (traspapelados) en cuanto a que elemento o zona pertenece la descripción realizada.

Generalmente, se inicia con fichas que tienen en cuenta las lesiones y síntomas más comunes en el tipo de estructura a analizar o de acuerdo a los síntomas observados en la primera visita y, luego, se modifican en base a las nuevas lesiones que puedan aparecer a lo largo del relevamiento.

2.1.2.4. Instrumentos que se utilizan para el relevamiento:

Algunos de los instrumentos esenciales a utilizar son (Figura 2.4):

- Lapicera, lápiz.

- Papel, anotador, planillas, etc.

- Cinta métrica

- Medidores digitales que funcionan mediante laser o ultrasonido.

- Cámara fotográfica digital

- Binoculares

- Linterna - Plantilla para medir ancho de fisuras.

Figura 2.4: instrumentos de relevamiento.



Trabajo de Campo:

2.1.2.5. Realización del relevamiento visual:

El objetivo del relevamiento visual es detectar, identificar y calificar las lesiones (fisuras, grietas, humedades,

etc.) en elementos constructivos, ya sean elementos estructurales o en aquellos otros que puedan indicar

síntomas de daños en la estructura, como fachadas, carpinterías y acabados.

Las lesiones y sus síntomas son los signos que manifiestan el deterioro de las estructuras, y son los indicadores que el inspector debe especificar y evaluar en una inspección.

Se deberá revisar los elementos ubicados en las zonas a inspeccionar, pero

principalmente, las áreas del edificio que pueden suponer mayor riesgo. A lo

largo de la inspección se deberá identificar que daños se presentan en la

estructura, indicado la ubicación, la zona correspondiente y, en lo posible, se

toma una fotografía de la lesión (que será de ayuda en el trabajo de oficina).

Los síntomas o lesiones que típicamente se observan al relevar son: manchas

(de humedad, hongos, eflorescencia y óxido), fisuras o grietas (longitudinales,

transversales, de cierta longitud y espesor), desprendimientos del

recubrimiento, armadura oxidada y corroída, huecos o cavidades realizadas

por el hombre sin considerar los efectos en la estructura, etc.

2.1.3. Realización de pruebas y ensayos:

En Inspección y Evaluación Preliminar las pruebas y ensayos se realizan generalmente en las vigas o viguetas

de los forjados, por ser este el elemento más sensible en cuanto a la seguridad.

Se toman muestras de viguetas con el objetivo de obtener la siguiente información:

- Conocer el tipo de hormigón utilizado.

- Estimar la calidad aparente del hormigón

- Conocer el tipo de armadura, activa o pasiva.

- Determinar el espesor del recubrimiento.

- La profundidad del frente carbonatado.

- Graduar la importancia de la corrosión.

- Medir la pérdida de sección en las armaduras.

- Tipo de cemento.

- Contenido en cloruros.

- Entre otros.

Muestreo en forjados:

Las muestras deben extraerse de la manera más representativa en el edificio y realizarse al menos una cata

en cada zona prevista. Preferentemente se realizarán las catas y se extraerán las muestras en elementos

situados en áreas mayor riesgo. Por lo tanto, el número mínimo de catas a realizar y de muestras a extraer y

a ensayar será en función de las zonas existentes en el edificio. En ciertas circunstancias, el inspector puede

incrementar el número de catas a realizar, según su criterio.



2.1.3.1. Recomendaciones para la toma de muestras (según Guía IVE, 2005):

- Las muestras se extraerán preferentemente en niveles de forjados distintos y se evitará que estén

localizadas en zonas de máximo momento flector de la vigueta.

- La muestra se extraerá mediante percusión en el techo, en una longitud de al menos 40 cm, y de

anchura igual a la de la vigueta más el espacio suficiente para poder observar la totalidad del masa a

ambos lados.

- Se extraerá una muestra de hormigón de no menos de unos 200 gramos, profundizando hasta

alcanzar la armadura para visualizarla y comprobar su estado. Si se recoge como parte de la muestra

trozos de hormigón, de una masa aproximada superior a 50 gramos, desprendidos al picar la vigueta.

Se rechazarán las que contengan otras sustancias tales como polvo o trozos de enlucido. Tampoco

formarán parte de la muestra los trozos de agregados de gran tamaño, sueltos o que tengan

adherida una cantidad mínima de mortero.

- La muestra extraída debe estar seca y componerse únicamente de mortero u hormigón y guardada

en una bolsa de plástico junto con su identificación.

- Para ilustrar el aspecto de cada muestra ha de realizarse una fotografía que contenga la

identificación de la misma.

2.1.3.2. Recomendaciones para realizar pruebas in situ

En la vigueta, viga y/o losa seleccionada se realizarán las siguientes pruebas y observaciones:

Localización de fisuras en la vigueta y medida estimada de su apertura: La medición se realizará con calibre o una referencia visual. Las fisuras debidas a la acción de la corrosión

pueden indicar distintos niveles de daño según el ancho de la fisura, por ejemplo, cuando aparece

desprendimiento en lajas del recubrimiento de hormigón indica un alto nivel de daño. También, pueden

aparecer fisuras o grietas por causas mecánicas, como es el caso de fisuras por corte, indicando un elevado

nivel de daño.

Para clasificar la calidad aparente del hormigón: o La estimación de la resistencia a la demolición del hormigón, cuando se pica la parte inferior de la

vigueta para extraer la muestra.

o Observación de la forma de la fractura comprobando si los agregados se han roto o se presentan

intactos, desprendiéndose de la matriz de cemento. La presencia en la fractura de agregados rotos

indicaría que la matriz de cemento presenta resistencia igual o superior a la de los agregados, lo que

presupone un hormigón de buena calidad; por el contrario la presencia de agregados intactos dejando su

huella en el mortero es indicativo de una baja resistencia de la matriz de cemento y, por tanto, del

hormigón (Figura 2.5).

o Un aspecto poroso, pulverulento y con partículas sueltas es indicativo de un hormigón de baja calidad.

o Presencia de agregados de color muy oscuro o negruzco, rodeados de una aureola blanca, indica una

reacción entre el agregado y el cemento, característico de calizas con sulfuros o piritas. Los hormigones

que contienen estos agregados son inestables. Esta reacción genera expansiones, fragmentando la masa

y provocando una elevada perdida de la resistencia.



Figura 2.5: ilustración de una muestra de hormigón donde la fractura se genera en la matriz de cemento vs.

fractura que atraviesa los agregados de baja calidad.

Para determinar la calidad del cemento:

Una forma sencilla, pero indirecta (menos confiable), de determinar la calidad del cemento es mediante la

observación del color en la superficie y el interior del hormigón, distinguiendo entre gris claro u oscuro, o

marrones y ocres (Figura 2.6).

o Un color gris claro: es característico del cemento Portland, tanto en la superficie como en el interior. En

algunos casos la superficie exterior puede verse más oscura a causa de la utilización de desencofrantes o

cenizas volantes.

o Un color gris oscuro: suele indicar la presencia de cemento aluminoso. Acompañado de un color marrón

o parduzco en las fisuras que aumenta cuanto más avanzada es la degradación del mismo.

o Un color pardo u ocre: en el interior del hormigón, es característico de la presencia de cemento aluminoso en proceso de “conversión”. Se entiende por conversión al cambio de cristalización de hexagonal a cúbica, de metaestable a estable, con sensible aumento de porosidad y pérdida de capacidad resistente. Este problema denominado “aluminosis” fue muy extendido en España, Argandoña, 1992).

Figura 2.6: Calidad e identificación del tipo de cemento en base al color del hormigón (ITeC, 1991).

Sin embargo, para evitar errores a causa de posibles contaminaciones colorantes o polvillo de color, es recomendable completar esta observación con otros ensayos y análisis químicos. De cada muestra extraída y enviada al laboratorio se realizará la caracterización del tipo de cemento mediante ensayo de la oxina y sulfatos. También, se puede realizar una comprobación mediante ensayo por difracción de rayos X. Algunos de ensayos que se realiza en laboratorio y se comentan más adelante.



NOTA: Cementos aluminosos Dicho cemento tiene como constituyente principal el aluminato monocálcico. Mediante la absorción de agua, el

aluminato monocálcico produce la formación de hidratos: unos de estructura hexagonal, metaestables, que tienden a

transformarse, y otros (aluminatos tricálcico hidratado) de estructura cúbica, que son estables.

El fenómeno de “conversión” es la transformación de esos aluminatos hexagonales metaestables en aluminatos

tricálcico hidratado estable. Durante el proceso de conversión se produce una importante liberación de agua,

acompañada de una inevitable reducción de volumen, debido a la mayor densidad de los cristales cúbicos, lo que da

lugar a hormigones porosos, fácilmente atacables desde el exterior y con menos capacidad resistente. En consecuencia,

se aconseja utilizar una relación agua/cemento inferior a 0,4.

La utilización de cemento aluminoso tenía la gran ventaja de obtener hormigones que adquirían resistencias muy altas

a corto plazo, con unos niveles de porosidad bajos. Sin embargo, se comprobó que tras unos valores iniciales elevados

después, por efecto de la conversión, se producen unas caídas de resistencias importantes.

Efectos de la conversión:

• Disminución de resistencia a compresión del hormigón y reducción de los valores residuales de la capacidad a flexión

y cortante de las piezas.

• Disminución de adherencia del acero de pretensar por la reducción de la resistencia en el hormigón, con aumento de

las longitudes de transmisión de pretensado y la consiguiente reducción de la capacidad de la pieza a cortante.

• Mayor exposición a los agentes químicos y ambientales por el aumento de la porosidad y la permeabilidad del

hormigón.

• Pérdida de la protección de las armaduras con el consiguiente riesgo de que se desarrollen procesos de corrosión.

• Acelera el proceso de carbonatación del hormigón y se disminuyen los tiempos de despasivación de las armaduras.

Determinación del estado de la armadura:

- Medición del recubrimiento de la armadura. Se anotará el espesor del recubrimiento mínimo

localizado.

- Reconocimiento del tipo de armadura pasiva o activa (viguetas armadas o pretensadas), así como del

número de barras redondas o alambres y el diámetro correspondiente.

- Observación directa de las armaduras para graduar la importancia de la corrosión en función de la

cantidad de óxido visible y la pérdida aparente de sección.

- Determinar la pérdida de sección: una medida de la gravedad de la corrosión es el porcentaje de

armadura perdida. Sin embargo, existen dificultades para evaluar esa pérdida de sección: por un

lado no se conoce la sección inicial real de la barra, donde se puede suponer la nominal pero

dependiendo de la época de construcción, las tolerancias en la fabricación eran variadas, y eso lleva

a una incertidumbre significativa. Por otro lado, la medida en obra realizada con un calibre de

precisión (decimas de milímetro) no es mejor, ya que en general, hace que las pérdidas de sección

sean difíciles de evaluar.

- Aplicación de pachómetro, que permite determinar el número y disposición de las armaduras.

Medición de la profundidad del frente carbonatado: Como ya se indicó antes (punto 1.6.6.1), el objetivo es determinar la profundidad del frente de carbonatación en hormigones puestos en servicio para conocer si la carbonatación ha llegado o no hasta la armadura. El método se basa en determinar la reducción de la alcalinidad del hormigón debida a la carbonatación, poniéndose de manifiesto por cambios de coloración de un indicador de pH (fenolftaleína) (Figura 2.7).



En la superficie fracturada, seca y limpia de partículas sueltas, resultante de haber picado la parte inferior de

la vigueta o de otro elemento estructural, aplicar la disolución de fenolftaleína al 0,5% -1% de alcohol etílico

mediante pulverización. Esperar de 15 a 30 minutos y observar si se aprecia coloración.

o Si no se aprecie coloración, indicará que el frente de carbonatación ha llegado hasta dicho nivel. Se

debe seguir profundizando hasta que se aprecie coloración. Si se supera el doble del espesor de

recubrimiento de la armadura y no se aprecia coloración, no será necesario seguir profundizando, es

muy probable que el hormigón tenga un proceso de carbonatación avanzado.

o Cuando se aprecie coloración, se indicará el color que adquiere la superficie y se anotará la

profundidad calada. Se aplicará el indicador sobre varias secciones del recubrimiento para

determinar la profundidad del frente de carbonatación.

Los indicadores pueden tomar las siguientes coloraciones:

rojo - púrpura para valores de pH > 9,5 (hormigón no carbonatado).

rosa para valores de pH entre 8 y 9,5 (hormigón con indicios de carbonatación).

incolora para valores de pH < 8 (hormigón carbonatado).

El resultado de este ensayo se expresará siempre en milímetros de profundidad del frente carbonatado.

Una vez conocida la profundidad del frente de carbonatación ( ), además de conocer si la armadura ya se ha

despasivado, se puede estimar: la velocidad de corrosión ( , el periodo de iniciación ( ) y

periodo de propagación.

Figura 2.7: Resultado de la pulverización con fenolftaleína para estimar la profundidad de carbonatación.

*Otros ensayos in-situ se mencionan en la evaluación complementaria.

2.1.3.3. Algunos de los ensayos a realizar en laboratorio

Determinar el contenido de cloruros en el hormigón (en servicio):

NOTA: El cloruro puede estar presente en distintas formas dentro del hormigón. Puede hallarse:

- Cloruro libre: aquel que se encuentra disuelto en la disolución de los poros del hormigón. - Cloruro ligado: se encuentra unido a las fases solidas del hormigón (químicamente o por adsorción).

- Cloruro total: es la suma de los dos anteriores. La cantidad total de cloruros.

Pero solo el cloruro que queda disuelto en la disolución de los poros será capaz de despasivar la armadura e iniciar la corrosión. Sin embargo, si bien el cloruro ligado no puede inducir la corrosión de armaduras, puede ser liberado en ciertas circunstancias (como la carbonatación) pasando a ser cloruro libre, incrementando el riesgo de corrosión.



Existen varios métodos para determinar el contenido de cloruros en el hormigón. El procedimiento se puede

dividir en dos pasos: extracción de cloruros (formas de tomar las muestras y la forma de obtener la

disolución a analizar según la que se cuantificaran o ) y procedimiento de

determinación de los cloruros extraídos (Vera Almenar, 2000).

1° Paso - Extracción de cloruros:

Se pueden realizar varios tipos de ensayos. Dos de ellos son los siguientes:

- Uno de ellos que consiste en la extracción de la disolución interna de los poros del hormigón mediante la técnica Pore pressing, pudiendo extraer así, los cloruros libres.

- Otro tipo de ensayo, que consiste en pulverizar una muestra del hormigón para obtener luego una disolución en la que los cloruros se encuentren disueltos en una fase liquida. De acuerdo, a forma de realizar la disolución se podrán extraer los (disolución en agua o disolución alcalina) o (disolución de la muestra el medio acido).

Ensayo Pore Pressing: se basa en la aplicación, mediante la prensa hidráulica, de enormes presiones (300 a

500 MPa) a la muestra de hormigón. Primero se produce la rotura de la muestra, seguida de la consolidación

de los fragmentos y, por último la exudación de la disolución contenida en la red de poros del hormigón.

Luego esta disolución es recogida y analizada por métodos químicos tales como el de Volhard y Gran (Vera

Almenar, 2000).

Ensayo de muestra pulverizada: se extraen fragmentos del hormigón (de acuerdo a la profundidad donde se

quiere analizar el contenido de cloruros), luego se pulveriza parte de la superficie de la fractura de la

muestra extraída. A partir de estas muestras pulverizadas se puede determinar el contenido de cloruros

libres y cloruros totales.

Para cloruros libres:

Partes de este mortero pulverizado se mezcla con partes de agua neutra (destilada) o alcalina,

manteniendo el pH elevado para evitar que se desprenda el cloruro ligado químicamente, y la

solución obtenida, luego de 24 horas (Villagran, 2009), se analiza por métodos químicos tales como

el de Volhard y Gran.

Para cloruros totales:

Si bien existen diferentes procedimientos, en general, todos ellos se basan en el ataque de la

muestra en un medio ácido y caliente. Generalmente, se utiliza ácido nítrico con la función de

eliminar la materia orgánica y los sulfuros que pueden interferir en la determinación de los cloruros

de la disolución.

2° Paso - Determinación del contenido de cloruros:

Dentro de los métodos químicos utilizados para analizar la disolución obtenida, se encuentran:

o “Método Volhard” (UNE 112-010-94): en el que se añade un exceso de plata, que hace precipitar a

todos los cloruros en forma de y se valora la plata en exceso con sulfocianuro. Finalmente,

utilizando un indicador de sal de hierro, se analiza la aparición de un color rojo -anaranjado.

o “Metodo de Gran y/o de la primera derivada”: son valoraciones potenciométricas donde se utiliza para precipitar los cloruros y la valoración se hace con un electrodo selectivo de plata o cloruros.



Las muestras pulverizadas de mortero u hormigón se recogen a distintas profundidades de la superficie, de

forma que se va estableciendo el gradiente de cloruros desde la superficie hacia el interior, hasta identificar

la profundidad a la cual se encuentra el umbral de cloruros que produce la despasivación de la armadura.

Por otra parte, en nuestro país, la norma IRAM 1857 prescribe el ensayo para la determinación del contenido

del ion cloruro total o del contenido del ion cloruro soluble en agua en el hormigón mediante 3 métodos: por

valoración potenciométrica o electrodo de ion selectivo, o por absorción atómica o por el método de

Charpentier - Volhar.

También, para determinar la profundidad de ingreso de cloruros se utiliza el método colorimétrico basado

en AgNO3 para la medición de la profundidad de penetración de cloruros en la matriz cementicea, que es

práctico y rápido. Ese procedimiento causa la formación de dos regiones bien definidas (Figura 2.8): una

blanquecina con precipitado de AgCl, indicando la presencia de cloruros, y otra de color marrón, que

corresponde a la región libre de cloruros.

Figura 2.8: Profundidad de ingreso de cloruros.

Como se indica en el punto 1.6.6.2, un valor del 0,4% de ion cloruro, en relación al peso de cemento,

equivalente 0,05 % en peso de hormigón, suele representar el valor límite (umbral) aceptado para evitar

riesgo de corrosión.

Una vez conocida dicha profundidad ( ), se puede determinar la velocidad de corrosión , y por

consiguiente, la intensidad con que se deberán repetir las inspecciones.

√

Ensayos a partir de testigos: tales como, cumplimiento de resistencias mínimas de la época de construcción,

porosidad del hormigón, presencia de agentes agresivos (p.e., cloruros), etc.

- Resistencia a compresión de testigos de hormigón (en servicio):

La resistencia a compresión en testigos de hormigón, extraídos de la estructura, se obtiene mediante

la aplicación de una presión en la prensa hidráulica, al igual que el ensayo de compresión de

probetas, hasta alcanzar la rotura (Figura 2.9). Pero en este caso, la resistencia del testigo estará

afectada por varios factores, tales como: edad, esbeltez, corrección por dirección de carga, presencia

de armaduras, porosidad, etc. De este modo, se obtiene la resistencia efectiva, que tiene en cuenta

la compactación, el curado, etc. que tuvo el hormigón en la obra. Este valor es menor que la

resistencia potencial obtenidos en probetas con un curado normalizado. La altura mínima de los

testigos para su ensayo deberá ser superior al 95% de su diámetro.

http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-68352015000200151#f1



De forma que la resistencia del hormigón utilizado, se puede aproximar corrigiendo la resistencia del

testigo extraído mediante coeficientes de corrección que representen los efectos de los factores

nombrados anteriormente. La norma IRAM 1551, aparte de especificar la forma de extracción,

preparación y ensayo de los testigos, indica los factores de corrección por esbeltez de los testigos.

Figura 2.9: imágenes de calado para obtención de testigo de hormigón y el ensayo de los mismos a

compresión en la prensa hidráulica.

- Medición de la porosidad:

La porosidad adquirida por el hormigón es debida al exceso de agua necesario en el amasado para

hacer trabajable la mezcla para poder colocar y compactarla, y para conseguir una buena

hidratación del cemento. Cuando se produce el fraguado, el agua sobrante que contiene el hormigón

queda en el interior del mismo o bien se evapora, dejando una red de poros capilares variados en

tamaño. Esta red de poros supone un camino por el cual los agentes externos pueden llegar a dañar

tanto al propio hormigón como a la armadura. Además de forma aproximada, podemos decir que la

resistencia y la durabilidad del hormigón son inversamente proporcionales a su porosidad.

Proceso:

o Se extraen muestras de hormigón de zonas diferentes de los elementos estructurales. La masa de

la muestra, sometida a humedad ambiente se le denomina .

o A continuación, se sumerge la muestra en un recipiente con agua cubriéndola en su totalidad y

dejándola sumergida durante 24 horas.

o Después de 24 horas, saturamos la muestra haciendo vacío mediante una bomba para que

extraiga todo el aire de la muestra. En el desecador se deja otras 24 horas. La muestra estará

saturada cuando sobre su superficie no quede ninguna burbuja de aire. Una vez saturada se seca

su superficie con un paño poco absorbente e inmediatamente se pesa, obteniendo la .

o Se vuelve a pesar la muestra sumergida en una balanza hidrostática y a este valor se le denomina

.

o La muestra se la introduce en una estufa a 105-110 ºC durante 24 horas. Una vez seca, se saca de

la estufa y se la introduce en un desecador hasta que su temperatura se iguale con la del

ambiente, y no tome humedad del ambiente. Una vez que se ha igualado la temperatura se lleva

a la balanza y se pesa denominando .



Finalmente, la porosidad, es la relación porcentual entre el volumen de poros tanto accesibles como

inaccesibles y el volumen total de la muestra (volumen aparente). Se considera despreciable el

volumen de los poros inaccesibles.

Prueba del contenido de sulfatos:

El objetivo es detectar la presencia de sulfatos en el hormigón. En principio, los cementos aluminosos no

contienen sulfatos. Puede suceder que los agregados del hormigón tengan grandes cantidades de

sulfatos y sean estos sulfatos los que se detecten en la prueba, por ello es conveniente completar con la

“prueba de oxina”, evitando confusiones. En forma sintética, el ensayo consiste en exponer parte del

mortero en una solución con ácido clorhídrico, luego de filtrar la solución, se añade cloruro bárico y se

observa: si la disolución es amarillenta y sin precipitado de sulfatos, indicaría que es un cemento

aluminoso, por el contrario, si hay precipitado probablemente el cemento no es aluminoso (ITeC, 1991).

Prueba de oxina:

El objetivo es detectar la presencia de gran cantidad de compuestos de aluminio en el hormigón. El

ensayo es similar al anterior. Al mortero triturado se le añade hidróxido sódico, se filtra la solución, se le

agrega ácido clorhídrico, se añade la oxina, luego se agrega ácido amónico y se observa: si hay

precipitado en forma de copos amarillentos flotando en la disolución, el cemento es aluminoso; pero si

no hay precipitado en la disolución amarillenta, se trata de un cemento portland (no aluminoso) (ITeC,

1991).

2.1.4. Estimación del índice de daño/evaluación del estado de la estructura:

Esta etapa consiste en una calificación del estado actual de la estructura. Esta calificación se establece en

función de un “índice de daño” basado en los datos obtenidos en la inspección, los datos in situ y basada en

la ponderación de diversos factores.

Paso1: Para estimar el valor del índice de daño (ID) se tiene en cuenta, entre otros, los siguientes factores:

- Nivel de daños de los materiales (aparición de manchas, fisuras, desprendimientos, etc.).

- Grado de corrosión (presencia de manchas de óxido, armaduras oxidadas, armadura corroída, etc.)

- Agresividad ambiental (tipo de clima: húmedo, seco, frio, etc.).

- Nivel de agentes agresivos (sulfatos, cloruros, carbonatación, etc.).

La forma en que se estima el valor del Índice de daño de la estructura difiere de una bibliografía a otra, pero

siempre se tienen en cuenta todos los factores indicados anteriormente. Para cada uno de los factores

anteriores se indican distintos niveles de daño (Figura 2.10). Por ejemplo, se pueden dar los siguientes

niveles de deterioro respecto cada factor, y a cada nivel se lo cuantifica numéricamente (valor que

dependerá de cada método o guía de inspección y de la magnitud e importancia de la estructura):

Niveles de daño por corrosión:

o Nivel de Daño Despreciable: no existe óxido visible

o Nivel de Daño Bajo: óxido superficial sin aparente pérdida de sección. En la superficie de las

armaduras aparecen zonas manchadas de óxido, con una textura ligeramente áspera. Para



valores de (cte. de velocidad de corrosión por carbonatación) de entre 0,5 y 2,5 mm/año0,50

(Ej: ID=2).

o Nivel de Daño Moderado: óxido en capa fina con ligera pérdida de sección. Las armaduras tienen

una textura rugosa, han aumentado su volumen ligeramente debido a la fina capa de óxido que

no puede desprenderse fácilmente con la mano. Para valores de mm/año0,50 (Ej:

ID=3).

o Nivel de Daño Alto: óxido en capa gruesa con pérdida de sección considerable. Las armaduras

tienen una textura muy rugosa y áspera, han aumentado su volumen de forma considerable

debido a la capa gruesa de óxido que se ha formado, la cual presenta un color muy oscuro. El

óxido puede desprenderse fácilmente con la mano. Para valores de mm/año0,50, se

producirá un avance rápido del frente carbonatado (Ej: ID=4).

Nivel de daño Bajo Nivel de daño Moderado Nivel de daño Severo

Figura 2.10: Imágenes en las que se visualizan diferentes grados de avance de la corrosión.

Nivel de daño de los materiales (Figura 2.11):

o Manchas: Nivel de daño despreciable.

o Fisuras: Nivel de daño bajo a moderado.

o Grietas: Nivel de daño moderado a severo.

o Desprendimientos: Nivel de daño severo.

o Colapsos: Nivel de daño muy severo.

Manchas (Nivel despreciable) Fisura (Nivel bajo) Grieta (Nivel moderado) Desp. (Nivel Severo)

Figura 2.11: Imágenes en las que se visualiza el avance del deterioro de las estructuras de hormigón armado.

Agresividad Ambiental:

o Baja humedad ambiente, muy secos, atmosfera rural (ambiente no agresivo).

o Elevada humedad ambiente, ciclos de humedad y secado, en contacto con agua, atmósfera

rural o urbana.

o Ambientes con presencia de cloruros (cercanos a la costa), atmosfera marina.



o Ambientes sometidos a la acción de congelamiento y deshielo.

o Ambientes con agresividad química, en contacto con ácidos u otros químicos, atmósferas

industriales, etc.

Y dentro de este factor, se puede tener en cuenta, una sub-clasificación como la siguiente:

Interiores secos.

Protegidos de la lluvia.

Expuestos a la lluvia.

Sumergidos o enterrados.

Elevadas cantidades de cloruros.

Presencia de gases o ácidos agresivos.

Interior con elevada o baja temperatura.

*Estos son solo ejemplos de factores y niveles a tener en cuenta para evaluar el estado de elementos estructurales.

Paso 2: Luego, lo que se suele hacer es una ponderación de los valores numéricos obtenidos en cada uno de

los factores para el mismo elemento de la estructura. O bien, se suele considerar como ID del elemento al

mayor valor de los índices correspondientes a los síntomas que presenta el elemento. En este punto ya

obtengo un valor ID para cada elemento que integra la evaluación de los niveles anteriores.

Paso 3: El inspector, con ayuda de las calificaciones obtenidas, debe dar una evaluación sintética que sirva

como base para que puedan tomarse decisiones. Es decir, no se da una forma exacta o determinante de

valorar cada zona solo por los valores de calificaciones obtenida en el paso anterior. Si no que también

tienen un rol importante las consideraciones aportadas por el inspector. Por lo tanto, ese valor del Índice de

Daño (nivel de daño del elemento) puede verse modificado en base a los criterios del inspector,

considerando:

- Nivel de solicitaciones.

- Grado de la secuela en caso de que ocurra el fallo del elemento o estructura (riesgo de vida o

importantes daños materiales).

- Otras consideraciones.

En este paso, finalmente, se define un valor de ID (índice de daño) “definitivo” que califique el daño total

en el elemento, la zona o estructura.

2.1.5. Propuesta de actuación en la zona:

El objetivo de esta etapa es hacer una evaluación del funcionamiento de la estructura en el tiempo,

realizando una clasificación de la urgencia de intervención (nueva inspección o reparación de la estructura).

Para la evaluación del comportamiento en el tiempo, se establecen plazos de intervención o inspecciones

futuras. Una vez obtenido el ID, se proporcionan los intervalos aconsejables (en años) de intervención o

reparación (Tabla 2.1).



Tabla 2.1: Urgencia de intervención según la escala de daño establecida (Contecvect, 1989).

Escala de Daño Urgencia de intervención (años)

Despreciable >10

Moderado 5 - 10

Severo 2 - 5

Muy Severo 0 - 2

El tipo de intervención dependerá del resultado obtenido en la evaluación:

o Para periodos >10 años, se recomienda una nueva “inspección preliminar”.

o Para un periodo de 5 a 10 años, se recomienda una nueva “inspección preliminar” de la

estructura dentro de ese tiempo (midiendo la velocidad de corrosión, en lo posible).

o Para un periodo entre 2 a 5 años, se recomienda una “evaluación complementaria”, lo cual es

una evaluación más detallada (como ya se indicó antes).

o Para un periodo <2 años, probablemente se requiera una reparación urgente o un recalculo de

la estructura con una “evaluación complementaria”.

2.2. Inspección y evaluación complementaria:

Como se mencionó anteriormente, en esta etapa se busca realizar inspecciones, pruebas y ensayos de forma

más completa y detallada. El objetivo es obtener una mejor estimación de los daños que determine con la

mejor precisión posible las intervenciones a realizar. Para complementar la primer inspección, se puede

realizar una mayor cantidad de catas por zona y/o aplicar otros ensayos más precisos en los puntos de mayor

riesgo.

Para obtener mayor precisión respecto al estado del material, se pueden tomar mediciones de: - Humedad y temperatura del mismo (en caso de no haberse realizado en la inspección preliminar).

- Contenido de los distintos agentes agresivos como pH (carbonatación), cloruros, sulfatos, etc. en

caso de no haberse realizado en la inspección preliminar (con ensayos indicados en el punto 2.1.3).

- Espesores de recubrimiento, presencia y disposición de la armadura (mediante pachómetro).

- Mapeos de la corrosión, que indiquen el grado de corrosión en los distintos puntos de la armadura

de un elemento estructural. Esto se puede llevar a cabo mediante la medición del potencial de

corrosión, medida de la resistividad eléctrica del hormigón, y medida de la velocidad de corrosión

que se indican en los siguientes ensayos.

Algunos de los ensayos que se pueden aplicar son:

- Higrómetro: Detector de humedad no destructivo para hormigón. Mide la humedad del hormigón

por impedancia eléctrica (Figura 2.12). Se determina la humedad con sólo poner en contacto el

instrumento contra la superficie del hormigón. El equipo mide la humedad superficial. El medidor de

humedad de hormigón es ideal para probar rápidamente grandes superficies de hormigón o

construcciones que tienen que ser pintadas, en los que se están instalando pisos de madera, o para

conocer el grado de humedad presente ya que este factor puede afectar la mediciones de otros

ensayos.



Figura 2.12: Higrómetro.

- Pachómetro: Estos dispositivos están basados en las diferentes propiedades electromagnéticas del

acero y el hormigón que lo rodea. Se genera un campo magnético de forma que mediante el

principio de inducción electromagnética y el pachómetro se puede medir los cambios en el campo

magnético producidos por la presencia de las armaduras (Figura 2.13).

Pueden utilizarse para:

Conocer la posición, orientación, diámetro y profundidad de la armadura.

Estimar el espesor del recubrimiento.

Basado en el principio de la reluctancia magnética. Basado en corrientes de Foucault.

Figura 2.13: Tipos de pachómetros (Contecvec, 1989).

La fiabilidad de este ensayo no es total, ya que el equipo no da buenos resultados en presencia de:

o Varias barras en una misma capa

o Cuando hay barras a mucha profundidad

o Si hay barras perpendiculares

o Presencia de partículas magnéticas en el hormigón.

- Electrodos y sistemas de electrodos múltiples: permiten medir el potencial en la armadura que

puede determinar aquellas áreas en las que puede estar produciéndose la corrosión. El potencial de

corrosión ( ) se mide determinando la diferencia de potencial entre un electrodo de referencia

(Cu/CuSO4) y el acero de las armaduras al introducirse en un medio electrolítico sin corriente en

circulación (Figura 2.14). En esta figura también se muestran los resultados obtenidos en un ensayo

de corrosión acelerada de vigas realizadas con arena natural y arena granítica (Cabrera, 2013). Los

valores orientativos de calificación del riesgo de corrosión se han establecido en la norma americana

ASTM C-876-99 y la española UNE 112083:2010 (Tabla 2.2).



Figura 2.14: Sistema de medición de potencial y ejemplo de las curvas obtenida.

Tabla 2.2: Valores límite de referencia para distinguir entre corrosión activas o pasivas (ASTM C-876).

Valor obtenido en la medición del potencial ( ) en el electrodo de referencia:

Probabilidad de corrosión activa:

< -350mV > 90%

-350mV a -200mV Hay incertidumbre en la interpretación de resultados

>-200mV < 10%

*Nótese que conocer el potencial de corrosión no implica conocer la velocidad de corrosión. La medida de

potencial nos da información cualitativa (NO cuantitativa) del riesgo de corrosión, es decir, indica la

probabilidad de encontrarnos, o no, con corrosión activa.

Los usos que podemos dar a la medición del potencial de corrosión, son las siguientes:

Identificar las zonas tanto activas como pasivas en la armadura. Se puede realizar un mapeo

de las zonas con mayor posibilidad de corrosión.

Localización de las zonas para la toma de testigos, en búsqueda de problemas, cloruros,

carbonatación, etc.

Conocimiento de un dato necesario en caso de pretender diseñar e implementar un sistema

de protección catódica.

La fiabilidad de este ensayo se ve afectada en presencia de:

o Humedad en el hormigón, la resistividad del hormigón varía.

o Contenido de cloruros, arroja valores más negativos en estos puntos.

o Carbonatación, produce un aumento de la resistividad del hormigón y, por lo tanto, los

valores de potencial son mayores tanto para zonas pasivas, como para zonas de armaduras

corroyéndose.

o Espesor del recubrimiento, a mayor espesor la diferencia de potencial entre una zona con

corrosión y una zona pasiva se ve reducida (casi uniforme).

o Contenido de oxígeno: un contenido bajo de oxígeno produce una disminución pronunciada

del valor de potencial.

- Medición de la resistividad eléctrica del hormigón: este tipo de ensayos proporciona información

acerca del riesgo de corrosión. Se ha demostrado que existe una relación lineal entre la intensidad

de corrosión y la conductividad electrolítica, es decir, que una baja resistividad esta correlacionada

con una alta intensidad de corrosión. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la intensidad de

corrosión no está controlada únicamente por la resistividad del hormigón, por lo que esta no es un

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

0 20 40 60 80 100 120

Po

ten

cia

l d

e c

orro

sió

n

(mV

)

Tiempo (days)

Arena

granítica

Arena

natural

Probabilidad de corrosión > 90 %

Probabilidad de corrosión: desconocida

Probabilidad de corrosión < 10 %

(a/c = 0.45)

0 0,06 0,13 0,19 0,26 0,32 0,38 Px

(mm)



factor determinante para definir el daño potencial de la estructura. Según el método empleado para

medir la resistividad puede medirse directamente en la superficie, en testigos, y empleando

sensores embebidos. En la Tabla 2.3 se indica la probabilidad de corrosión en función de los valores

de resistividad.

Para la medición en la superficie, se puede emplear el método de las cuatro puntas y método del

disco:

Método de las cuatro puntas: es un método no destructivo (Figura 2.15). Emplea cuatro

electrodos igualmente espaciados y humectados con un líquido conductor que proporcione un

buen contacto con la superficie del hormigón. Entre los electrodos externos se pasa una

corriente alterna conocida y se mide la diferencia de potencial entre los dos electrodos internos.

Luego, en base a la Ley de Ohm, el dispositivo arroja el valor de la resistividad correspondiente.

Figura 2.15: ilustración del funcionamiento e imagen del dispositivo que mide la resistividad eléctrica del

hormigón directamente en la superficie (método de las cuatro puntas)..

Tabla 2.3: Clasificación de la probabilidad de corrosión en función de la resistividad.

Resistividad en kΩ.cm Probabilidad de corrosión

>100 Riesgo de corrosión insignificante

50-100 Bajo riesgo de corrosión

10-50 Riesgo de corrosión moderado

<10 Alto riesgo de corrosión *Valores válidos para concreto con cemento Portland a aprox. 20°C

Método del disco: mide la resistividad basada en la estimación de la caída óhmica de una

resistencia colocada entre un pequeño disco puesto en la superficie de un electrolito y un

contraelectrodo mucho mayor conectado en el infinito (Figura 2.16). Compuesto por un

disco de material conductor, un potenciostato y un electrodo de referencia. Se aplica un

pulso galvanostático y se registra la caída óhmica.

Figura 2.16: Método del disco (Contecvec, 1989)




o Contenido de humedad, la resistividad disminuye al aumentar la humedad y viceversa.

o Contenido de cloruros, su presencia produce un incremento de la resistividad.

o Carbonatación, produce un aumento de la resistividad del hormigón.

o Temperatura, al aumentar la temperatura la resistividad se reduce. Se recomienda ≈20°C.

o Tipo de cemento, aquellos que contienen cenizas volantes o humo de sílice, incrementan la

resistividad.

o Porosidad, cuanto menor es la porosidad mayor es la resistividad del hormigón.

o Tipo de agregado, depende de la naturaleza y porosidad del mismo.

- Velocidad de corrosión:

La velocidad de corrosión indica la perdida de metal (cantidad de metal) por unidad de superficie y

de tiempo, en base a la ley de Faraday.

La medida de la intensidad de la corrosión se efectúa mediante dos electrodos, un electrodo de

referencia que mide el potencial eléctrico de la armadura, y un electrodo auxiliar que mide la

corriente circulante.

La técnica más utilizada para medir la intensidad de corrosión es la “resistencia de polarización ”

que consiste en imponer polarizaciones muy pequeñas al metal, a partir del potencial de corrosión.

Así, la intensidad de corrosión se calcula con la siguiente expresión:

Siendo B ( una constante, que generalmente utiliza un valor de 26mV, para ensayo in-situ.

La intensidad de corrosión o densidad de corriente (

⁄ ), expresada en unidades eléctricas,

puede expresase en unidades de masa como: (

⁄ ), siendo la equivalencia de unidades

⁄

⁄ En la Tabla 2.4 se relaciona la densidad o intensidad de corriente con el

nivel de corrosión.

Tabla 2.4: Relación entre la velocidad de corrosión y el nivel de corrosión.

Intensidad de corriente

(

⁄ )

Velocidad de corrosión (

⁄ )

Nivel de corrosión

< 0,1 < 1,16 Despreciable

0,1 a 0,5 1,6 a 5,8 Bajo

0,5 a 1 5,8 a 11,6 Moderado

> 1 > 11,6 Alto

La ventaja de este método de medición de la corrosión es que es un ensayo de carácter no destructivo y los resultados son fiables y solo se tarda unos minutos para realizarlo. Por ello se puede repetir varias veces y realizar un seguimiento de deterioro de la estructura.



La intensidad de corrosión, puede utilizarse para:

Estimación de la pérdida de sección del acero, sabiendo que la pérdida de sección

transversal de la armadura afecta significativamente la capacidad portante de la estructura.

Identificación de las zonas con corrosión, se pueden realizar mapeos de corrosión que

indiquen las zonas con mayor grado de corrosión.

Evaluación de eficacia de las reparaciones, cuando se aplican inhibidores, re-alcalinización, o reparación por parcheo.


o Contenido de cloruros, cuanto mayor es la proporción de cloruros más alta es la velocidad de

corrosión, hasta una cierta concentración limite, a partir de la cual la corrosión puede

comenzar a decrecer.

o Contenido de humedad, el agua en los poros afecta tanto a la cantidad de oxigeno como la

resistividad del hormigón, siendo esta última más representativa para la velocidad corrosión.

o Efecto de macropares galvánicos, una zona con corrosión puede desarrollar una velocidad

de corrosión más alta que si está conectado a una zona pasiva, que si no lo está.

o Temperatura, solo cuando el hormigón está saturado se da el efecto directo tal que al

aumentar la temperatura se incrementa la velocidad de corrosión (Ver punto 1.3, cuando el

hormigón se seca, la resistividad aumenta y la corrosión reducirá su velocidad).

Martillo de rebote: el ensayo esclerométrico o índice de rebote mediante esclerómetro es un

ensayo no destructivo que se realiza con el martillo diseñado por el ingeniero suizo Ernest Schmidt

en los años 40. El índice de rebote, una unidad adimensional, relaciona la dureza superficial del

hormigón con su resistencia de modo experimental.

Para una mezcla de hormigón dada, el número del rebote es afectado por factores como contenido

de humedad de la superficie, del método usado para obtener la superficie de prueba (la textura del

material o tipo de acabado), de la distancia vertical desde el fondo de una colocación de hormigón, y

de la profundidad de la carbonatación. Estos factores necesitan ser considerados para interpretar los

números del rebote.

La norma IRAM 1694 establece el método para determinar la dureza superficial del hormigón

endurecido mediante la determinación del número de rebote empleando el esclerómetro de resorte

(Figura 2.17). Para cada determinación se toma un área de 180 cm2 y sobre ella se marca una malla

ortogonal con aberturas de 3 cm. Con el objeto de aplicar el esclerómetro en sus intersecciones. Se

toman nueve lecturas de cada zona ensayada, calculando la media aritmética y descartándose las

lecturas que difieran ±5 unidades de dicho valor.

Se deben realizar en varios puntos de la estructura la determinación del número de rebote y luego,

extraer en esos lugares un testigo y ensayarlo a compresión para obtener la curva de correlación “N°

de rebote vs. Resistencia”. En el resto de la estructura se determina el número de rebote para

obtener la homogeneidad de la calidad de hormigón, pudiendo estimar la resistencia y delinear las

regiones de la estructura que presentan una calidad menor o la presencia hormigón deteriorado.



Figura 2.17: Martillo de rebote.

Ultrasonido: es un ensayo no destructivo, en el que se envía un pulso ultrasónico a través del

material que permite estudiar la calidad del hormigón, determina la uniformidad, resistencia del

hormigón y localizar defectos como fisuras y oquedades (Figura 2.18). El método se describe en las

Normas IRAM 1683, ASTM C 597-83 y BS 1881-203.

Se basa en la relación existente entre la calidad del hormigón y la velocidad del pulso ultrasónico a

través del material. La velocidad del pulso es función de la densidad del material y de la rigidez,

parámetros que se relacionan con la resistencia a compresión. Por ello, se acepta que es un buen

indicador de la resistencia a compresión pero no es decisivo. Ya que existen otros parámetros que, si

bien, afectan a dicha resistencia pueden pasar desapercibidos en la velocidad del pulso. Es decir, que

no existe una relación estándar entre la resistencia y la velocidad de propagación, sino que hay que

establecer la correlación adaptada a cada uno de los casos.

Este aparato mide el tiempo de recorrido de una onda ultrasónica dentro del hormigón, entre un

transductor emisor y un transductor receptor, acoplados al hormigón que se ensaya. El tiempo de

desplazamiento se mide electrónicamente, de forma que la velocidad del pulso está dada por:

Siendo: t el tiempo de llegada, d la distancia entre transductores.

Las medidas pueden realizarse mediante transmisión directa, transmisión semi-directa y transmisión

indirecta como se indica en la Figura 2.18. En la Tabla 2.5 se informa la relación entre la velocidad del

pulso ultrasónico y la calidad del hormigón (Feldman, 1977).

Figura 2.18: Formas de posicionar los transductores (emisor y receptor).

https://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n



Tabla 2.5: Relación entre la velocidad del pulso ultrasónico y la calidad del hormigón (Feldman, 1977).

Velocidad del pulso ultrasónico (km/s)

Calidad del hormigón

>4500 Excelente

3500-4500 Buena

3000-3500 Dudosa

2000-3000 Deficiente

<2000 Muy deficiente

Como ventaja, este método es económico, se puede realizar muy rápidamente y de carácter no destructivo.

La precisión de este método depende de:

La capacidad del equipo y de la habilidad del operador de determinar con precisión

el tiempo de llegada de la onda al receptor y la distancia entre transductores.

También, afectan a la lectura de la velocidad de impulso ultrasónico:

o las fisuras perpendiculares a la línea de propagación.

o La presencia de armaduras.

o El grado de humedad.

o El tamaño de los agregados (tamaño máximo 20 mm).

o El contacto entre los transductores y el hormigón.

o La distancia entre transductores (cuando la distancia es de entre 0,3m a 6m

y existen oquedades, los resultados pueden variar en un 20%).

- Equipo de gammagrafía o Tomografía del Hormigón Armado (THA): es similar a la tomografía

computada con rayos X en la medicina, pero en este caso se utilizan rayos gamma capaces de

atravesar la densidad del hormigón. Este equipo incluye una fuente radioactiva (colimador) y un

bastidor que sostiene la placa gammagráfica, uno a cada lado de la pieza a examinar (Figura 2.19).

Los rayos son emitidos de forma espontánea por medio de la fuente radiactiva de forma que la placa

gammagráfica del lado opuesto registra la radiación trasmitida. Así, sobre las placas, se registran dos

o más vistas de las barras de acero ocultas en el hormigón como imágenes en blanco y negro, con

tonos grises (Figura 2.20). Cuanto menor es la densidad del material, mayor es la intensidad de la

radiación gamma que llega a la placa gammagráfica.

Luego, se analizan las imágenes con un software, el cual grafica la distribución de nivel de gris (nivel

de ennegrecimiento de la gammagrafía) en diversos cortes de la gammagrafía donde la corrosión se

manifestaría en la imagen como una desviación significativa en la regularidad de los perfiles.

La THA, basada en el uso de radiación gamma para examinar estructuras, se caracteriza: a) por la

precisión con que estas cantidades pueden ser determinadas (± 1 y 5 mm para diámetros y

posiciones respectivamente); b) por la aptitud para resolver casos complicados de alta densidad de

barras de acero y piezas de gran espesor usando una fuente radioactiva de baja energía y portable y

c) por la posibilidad adicional que brinda de detectar defectos de corrosión en barras de acero y

oquedades en el hormigón (Mariscotti et al, 2007).



Figura 2.19: Ilustración del concepto de gammagrafiado.

La norma IRAM 1734 establece las recomendaciones para el radiografiado y la tomografía de

armaduras en estructuras de hormigón.

Esta técnica puede ser usada para las siguientes aplicaciones:

Determinación de posiciones, diámetros y condiciones de armaduras, anclajes en diversas

estructuras y tendones en postesados.

Detección de oquedades y vacíos en el hormigón y vainas de postesado.

Detección de corrosión en armaduras y otros elementos metálicos (perfiles doble T) en

estructuras de hormigón.

La ventaja de este equipo es que se trata de un método no destructivo, formada por un equipo

pequeño, portátil, el tiempo de irradiación de cada gammagrafía es de unos 15 minutos, no produce

daños, ni polvo, ni obliga a interrumpir las actividades de rutina del lugar, evita reparaciones y la

información brindada es completa.

Limitaciones:

o Requiere medidas de seguridad por la radiación gamma (las zonas vecinas deben estar libre

de personas mientras se irradia).

o Los sistemas pequeños y portátiles para las fuentes solo pueden penetrar alrededor de 30

cm del hormigón, lo que requiere el uso de fuentes más grandes.

Figura 2.20: Imagen de la gammagrafía de una viga postesada.



Equipo de termografía: permite detectar instalaciones, humedades, tipo de material,

comportamiento térmico del edificio, etc. (Figura 2.21). La termografía infrarroja es un ensayo no

destructivo que mide la radiación infrarroja emitida por la superficie de un objeto, convirtiéndola en

una señal eléctrica que debe ser procesada y creando imágenes térmicas llamadas termogramas.

Cada material emite radiación infrarroja cuando su temperatura supera el cero absoluto (0 K). El

concepto de la aplicación de la termografía se basa en el hecho de que las delaminaciones y los

defectos dentro del hormigón interrumpen su flujo calórico.

La relación a/c y su influencia en la densidad del hormigón y la resistencia a la compresión influyen

en los resultados. La termografía infrarroja es una herramienta importante para la inspección de las

estructuras de concreto, especialmente de puentes, donde pueden aparecer delaminaciones de

difícil acceso. La combinación con otros ensayos puede ayudar a mejorar la caracterización de estos

defectos, además de ayudar a complementar la información (Rocha, 2019).

Figura 2.21: Resultados de la Termografía en la inspección de elementos de concreto expuestos a la

radiación solar.

2.3. Planificación de la intervención:

En este paso, se actúa de forma similar a lo mencionado en el punto 2.1.1.5 de la inspección y evaluación

preliminar. Se indican los distintos modos de intervención más adecuados para la rehabilitación y en que

periodos deben aplicarse. Pero, en este punto, la planificación de las actuaciones es resultado de un análisis

más detallado y preciso cuando se ha aplicado el paso 2.2 “Inspección y evaluación complementaria”.

Capítulo 3: Modelo de aplicación de la guía de inspección


Capítulo 3: Modelo de aplicación de la guía

de inspección

En este tercer capítulo, como ejemplo de aplicación de la teoría y procedimientos de una inspección

preliminar para determinar las diferentes patología que presenta la estructura, indicados en los capítulos

anteriores, se detallan los pasos de un relevamiento preliminar (en forma sistemática) de todos los

elementos que componen esta planta industrial, con una adaptación a la necesidad planteada por el

Comitente y a los elementos disponibles, para el caso de una cubierta industrial. Se debe aclarar que el

relevamiento es solo “visual”, a modo de reconocer y cuantificar los elementos y zonas que presentan mayor

riesgo en cuanto al grado de deterioro de las estructura. Después de este relevamiento preliminar, se pasará

a otra etapa donde se harán otros ensayos complementarios y en base a toda la información obtenida,

definir las intervenciones a realizar.

3.1. Obtención de datos previos:

3.1.1. Identificación:

Operador: Lucía Montani. Tutores: Oscar A. Cabrera y Horacio A. Donza.

Para realizar el trabajo se emplearon 20 horas semanales, las cuales se debieron dividir en horas de trabajo de campo y horas de trabajo en gabinete. El relevamiento tuvo una duración de seis meses. Teniendo en cuenta que tanto el trabajo en campo como la elaboración de informes de cada zona se realizaban conjuntamente. Se realizaron 21 informes con todos los detalles de cada elemento, basados en las planillas de relevamiento (que se presentaron como Anexos), y luego otros 21 informes donde se agruparon los elementos con similar deterioro por sub-zonas para facilitar la lectura por parte del comitente de cada sector relevado.

3.1.2. Descripción de la estructura: El espacio a inspeccionar está compuesto por cuatro edificios de una sola planta, todos sin medianeras. En total la superficie de cubierta a relevar fue de 60.000 . En todos los edificios la cubierta está constituida por canalones, losetas de hormigón pretensado y de columnas premoldeadas. Todos estos elementos son prefabricados. La cubierta descansa sobre las columnas de hormigón armado. Sobre estas apoyan los canalones, de hormigón pretensado, que actúan como vigas de apoyo de las losetas huecas pretensadas que amplían la superficie del techado y terminan de cerrar la cubierta.



Figura 3.1: Plano de disposición de plantas de la cubierta a relevar.

COMPONENTES:

Las columnas están empotradas sobre la fundación directa, realizada in-situ. Son de sección rectangular de

aproximadamente 40cm x 45cm con una altura variable que van desde los 6,8m a 9,5m. No se conocen los

detalles de armado. En la parte superior tiene forma de “Y”, abriéndose en dos “alas”, cuyo borde superior

sigue, en forma aproximada, la curvatura de la sección transversal del canalón.

Figura 3.2: imagen representativa de las columnas del edificio.

Los canalones, son bóvedas tipo SCS de patente alemana, que actúan como vigas. Se trata de una lámina de

hormigón que sigue la forma de un paraboloide hiperbólico. Son elementos simplemente apoyados que

descargan sobre columnas premoldeadas. La ventaja del empleo de este tipo de elemento estructural se

basa en la posibilidad de cubrir grandes luces con espesores mínimos de hormigón, por su rigidez debida a la

doble curvatura y el efecto del pretensado.

Edificio 1

Edificio 2

Edificio 3

Edificio 4

Apoyos elásticos



Los canalones tienen una longitud de 16,20m y un espesor variable que va desde 7cm en el centro de la luz

hasta 12cm en los extremos. El ancho de la sección en planta es de 2,70m y la curvatura longitudinal tiene un

radio de ≈180m. El peso es de 11,56 toneladas.

Figura 3.3: vista acotada de un canalón.

Figura 3.4: corte transversal en el centro de la luz del canalón.

Figura 3.5: corte transversal en el extremo del canalón.

En cuanto al armado de los canalones, presentan una combinación de armaduras pasivas y activas:

- Armadura pasiva: de acuerdo a los planos obtenidos está compuesto por una malla superior y una

malla inferior. Ambas mallas formadas por barras , que siguen la forma del

paraboloide hiperbólico.



Figura 3.6: imagen esquemática de las mallas de hierro superior e inferior del canalón.

- Armadura activa – Pretensado: los cordones tienen un diámetro de aproximadamente 9mm (de

acuerdo a la mediciones realizadas en los huecos de inspección). De cada extremo salen 24

cordones, divididos en dos grupos de 12 cordones (a ambos lados respecto del eje central de la

sección transversal). Estos cables se anclan en los extremos, espaciados de las mallas superior e

inferior, de forma que quedan centrados en el esqueleto formado por ambas mallas a lo largo de

toda la longitud.

Figura 3.7: imagen esquemática de la disposición armadura activa – cables pretensados del canalón.

Como se puede observar en las imágenes, en los extremos de los canalones, poseen unos pequeños huecos

cilíndricos que atraviesan todo su espesor. Estos huecos es donde se insertaban los “cáncamos” para elevar

los canalones con la grúa cuando se montaba la cubierta. Estos huecos se han rellenado adecuadamente con

material. Solo en algunos casos, desde el interior, se puede observar que ese relleno intente desprenderse.

En la Figura 3.8 se muestra el molde con las armaduras colocadas antes del hormigonado de un canalón SCS,

similares a los que motivan este estudio. También hay una fotografía donde muestran el modo de montaje

en una nave industrial (Leonhart).



Figura 3.8: Distribución de las armaduras en un canalón SCS y montaje en obra de un canalón.

Losetas huecas pretensadas: Estas placas huecas son las que terminan de cerrar la cubierta, apoyando en los

bordes de los canalones. La longitud es de aproximadamente 4m, y el ancho es diferente en algunas parte de

la cubierta (90-100 cm). El peso de cada loseta es de 1 tonelada.

Figura 3.9: imagen correspondiente a losetas huecas pretensadas y su fabricación

Lucernarios: La cubierta también está compuesta por lucernarios o lucarnas de material plástico traslucido,

que dejan pasar la luz solar hacia el interior. De la misma forma que las losetas, estas apoyan en los bordes

de los canalones. Actualmente, muchos de ellos han sido reemplazados por chapas galvanizadas o chapas

translúcidas.

Figura 3.10: imagen representativa de la forma de los lucernarios o “lucarnas” que forman parte de la

cubierta.

Material plástico traslucido

Marco de hormigón armado.



Figura 3.11: Disposición de los elementos que forman la cubierta.

3.1.3. Información:

Ubicación: La estructura se encuentra en la ciudad de Olavarría (Buenos Aires - Argentina).

Usos: Edificación de uso industrial.

Año de construcción: estos edificios se fueron construyendo por sectores a lo largo del tiempo, por lo

cual no todos los elementos tienen la misma antigüedad. Sin embargo, el primer sector se construyó en el

año 1974, y el último sector fue construido en 1992, entre estas fecha se realizaron el resto de las

ampliaciones.

En la Tabla 3.1 se indica el año de construcción y el área cubierta de las diferentes etapas de construcción

correspondientes a las sucesivas ampliaciones. Esta información muestra que varios sectores de la planta

están próximo a los 50 años, período que el reglamento CIRSOC 201: 05 establece como vida útil de una

estructura con un método de mantenimiento previsto en el proyecto. En este caso el mantenimiento no ha

sido constante ni programado. Por tal motivo, es razonable que parte de las estructuras tengan algún grado

de deterioro.

Etapa de construcción Área cubierta (m2) Año de construcción Observaciones

1 14.757 1974 (1° etapa) Sobre estas áreas se había colocado membrana, como aislación hidrófuga de la cubierta.

2 7.890 1974 - 1978 (2° etapa)

3 13.381 1974 - 1978 (3° etapa)

5 5.298 1974 - 1978 (4° etapa)

6 11.924 1982 Desde su construcción, no se empleó aislación 7 5.129 1992-93

Tabla 3.1: áreas y etapas de construcción de la planta industrial.



Planos: se presentaron planos tanto en forma digital como de forma impresa. Los planos obtenidos fueron:

- Planos completos de planta de techos, actualizados.

- Planos constructivos de algunos elementos de la estructura (canalones). Son planos impresos con

trazos que se han deteriorados por el paso del tiempo, siendo difícil su lectura actual.

- Planos de planta de techos, donde se identifican los sectores construidos a lo largo del tiempo,

señalando las distintas etapas de construcción.

Cambios de uso: la planta siempre tuvo el mismo uso industrial, sin embargo, las líneas de producción

han cambiado en el tiempo, tanto en su ubicación dentro del mismo edificio como en la tecnología en pos de

actualizar y mejorar la producción (forma de disipación de gases, tipos de gases y ácidos liberados,

vibraciones, temperaturas, etc.). Entonces, es posible que en etapas anteriores, alguno de los elementos

estructurales hayan estado sometidos a un ambiente más agresivo (por ejemplo, las elevadas temperaturas

de los antiguos hornos de ladrillo). Sin embargo, no se conoce con exactitud todas estas variables.

Sucesos: El principal inconveniente que presento la estructura, fue la ruptura y caída de uno de los

canalones, después de 41 años desde su instalación. El canalón cayó en una zona poco transitada (zona de

acopio de la materia prima), por lo cual no afecto a ninguna persona o maquinaria. Este evento inquietó al

personal alentando a una mayor atención en cuanto al estado de la cubierta de las plantas.

Inspecciones y evaluaciones previas (antecedentes):

Previamente se llevaron a cabo cuatro inspecciones e intervenciones. Tales como una evaluación de cuáles

serían las principales causas de rotura del canalón; El estudio del estado de la armadura pretensada por

medio de la técnica de la tomografía de hormigón armado THA en algunos canalones; Se realizaron

inspecciones locales picando el hormigón en algunos canalones para verificar el estado de los cordones

pretensado respecto a la existencia de corrosión; La aplicación de aislación hidrófuga de toda la cubierta.

Finalmente, en el año 2019 a mediados del mes de Junio, se inicia una inspección visual de los elementos

de la cubierta y las columnas, de todas las plantas edificadas en el predio. Trabajo de inspección que se

desarrollará en el presente proyecto final de carrera.

La empresa decidió hacer este relevamiento visual preliminar para tener una idea de la magnitud del

problema de corrosión de toda la planta.

La información detallada de cada elemento será de utilidad para determinar intervenciones sobre los

elementos que presenten un grado de deterioro y en función de este, en que momento realizarlas. También,

este relevamiento será la base comparativa para futuros relevamiento de modo que se podrá establecer la

evolución de los daños observados con el tiempo.



3.2. Reconocimiento visual del edificio:

TRABAJO EN OFICINA

3.2.1. Designación de partes del edificio:

Como se indicó anteriormente la fábrica a relevar está compuesta por 4 edificios. Cada uno de los edificios a

relevar se compone de una sola planta, por lo que no fue necesario numerar los niveles.

Luego, sobre la cubierta de cada una de las plantas enumeradas al inicio del capítulo, se marcaron un

sistema de ejes ortogonales entre sí. En una dirección ejes alfabéticos y, en la otra, ejes numéricos. Cada uno

de ellos, indicando una línea de columnas (siendo que las columnas están alineadas en ambos sentidos). De

esta forma es posible nombrar y definir la ubicación de cada una de las columnas y canalones. Por ejemplo,

la “Columna Z7” es aquella que está en la intersección del “Eje Z” y “Eje 7”. En el caso de un canalón se

indica, por ejemplo, “C3-ZW” (al canalón 3 en la Región entre Eje Z y W).

3.2.2. División en unidades y zonas de inspección:

En base a lo mencionado en el punto 2.1.2.2, como la superficie delimitada por muros es muy amplia y está

compuesta por elementos comunes (columnas, canalones y losetas), conviene dividirlo en zonas de

inspección más pequeñas siguiendo el “criterio de superficie”, ya que son superficies con un entorno de

exposición similar. En todos los puntos la cubierta está expuesta a las mismas temperaturas exteriores,

situaciones climáticas, posibles filtraciones, humedades, etc. Lo que puede variar son las condiciones de

exposición internas: temperatura, humedad ambiente, gases o agentes agresivos distintos, vibraciones, etc.

Se podría utilizar el “criterio de riesgo” (punto 2.1.2.2) para la división de zonas en base a las condiciones

internas como, por ejemplo, exposición a gases agresivos. Pero estas zonas no tienen muros que definan

bien sus límites. Sin embargo, estas condiciones se tendrán en cuenta a la hora de estimar el índice de daño

del elemento.

Debido a la gran extensión de la superficie total y, además, para obtener un tamaño razonable de un plano

de cada zona que se puedan tener a mano en el momento del trabajo de campo, se dividieron en zonas de

hasta 3000 . En algunos casos se tomaron zonas con superficies inferiores (aprox. 1000 ) porque

estaban delimitadas por muros y existía algún cambio en la disposición de los elementos.

Si bien se excede de los 1500 limitados por la Guía de Inspección del Instituto Valenciano 2005, en el

trabajo de campo se han inspeccionado cada uno de los elementos. Es decir, no se tomó en cuenta el criterio

de considerar un número mínimo de unidades de inspección como se establecía en la guía, dado que esta

decisión no implicó ningún problema en el relevamiento. No se omitió ninguna zona o unidad en la

inspección de la estructura, ya que cada elemento de estructuras constituye un eventual peligro para la

seguridad del personal que se encuentra dentro del edificio. Por otro lado, en caso de presentarse signos de

riesgo muy elevado en un solo elemento de la zona, (lo cual no es representativo en una zona con 33

elementos), se realizarían pruebas en ese elemento puntual.

En la Tabla 3.2 se indican las zonas de inspección y el área que cada una de ellas abarca.



Zona Área de la zona ( ) Zona Área de la zona ( ) Zona Área de la zona ( )

1 3516.7 8 1384.3 15 3100.6

2 3724.1 9 2459.1 16 3284

3 4058.6 10 2824.8 17 3284

4 3026.3 11 3076.9 18 3284

5 3516.7 12 2782 19 2629.4

6 3724.1 13 2128.5 20 1641.8

7 3681.7 14 1217 21 379.2

Tabla 3.2: Designación y distribución de zonas de inspección.

3.2.3. Diseño de planillas: Se diseñaron tres planillas diferentes (Figuras 3.16, 3.17, 3.18), una para cada elemento estructural a relevar

(columnas, losetas y canalones). En las tres se debe indicar, inicialmente, el día en que se hizo el

relevamiento y N° de la ZONA a la que pertenecen los elementos relevados.

Cada planilla tiene el espacio para registrar: el nombre del elemento según los ejes numéricos y alfabéticos;

opciones o celdas para tildar aquellas lesiones que aparezcan, tamaño, forma y ubicación de las mismas; un

espacio para describir cualquier observación que se considere necesaria; y un espacio para identificar el N°

de las fotos correspondientes a lesiones del mismo elemento.

Estas planillas están adjuntas en el “Anexo: Planillas de relevamiento”.

3.2.4. Instrumentos utilizados en el relevamiento (trabajo de campo):

Los elementos utilizados en campo para llevar a cabo el relevamiento visual fueron:

Binoculares (aumento y apertura: 17x25mm - campo de visión 1000m)

Cámara digital de 20 MPx/zoom 42x.

Linterna.

Planos de cada zona impresos en hojas A4.

Planillas diseñadas para señalar los síntomas o lesiones hallados en cada uno de los elementos

estructurales (columnas, canalones y losetas) de acuerdo a la escala de daño propuesto.

Sujeta papeles (para poder escribir sobre las planillas).

Lápices y lapiceras.



3.2.5. Realización del reconocimiento visual:

Cabe destacar que lo que se llevó a cabo fue una “inspección visual” de forma que las lesiones o síntomas en

la estructura sean detectados y queden documentados.

En resumen, este paso consistió en realizar visitas diarias a la fábrica, llevando los instrumentos de trabajo,

donde se seleccionaba una de las “ZONAS” y se relevaba cada uno de los elementos estructurales que la

componen. Todo defecto y lesión percibida visualmente se registró con una simple descripción (tamaño,

forma, posición, etc.) y observación sobre la planilla correspondiente. Además, cada lesión fue fotografiada

registrando el N° de fotografía en la planilla. De forma que todo síntoma o lesión queda documentado y

facilita el posterior trabajo de gabinete.



3.3. Realización de pruebas y ensayos:

En esta etapa lo que se hizo fue determinar en forma aproximada (visualmente) el grado de deterioro y tipo

de síntomas que presentan los elementos, documentándolo en un informe preliminar. Así, en base a esta

información, se puede establecer el tipo de ensayo complementario que convendrá aplicar, y de este modo

poder definir estrategias de intervención por cuestiones de seguridad, los tiempos para las diferentes

reparaciones y del seguimiento de determinados elementos estructurales con daño.

Aun así, luego de haber relevado la mayor parte de la superficie a inspeccionar, se llevó a cabo una

inspección más detallada de aquellos elementos que presentaban mayor índice de riesgo con el objetivo de

observar más de cerca la superficie dañada. Los detalles de esta inspección se encuentran en el punto 4.

“Inspección y evaluación complementaria”.

3.4. Estimación del índice de daño/evaluación del estado de la estructura:

En el punto 2.1.4 se indicó que esta etapa consiste en una calificación del estado actual de la estructura, y

dicha calificación se establece en función de un “índice de daño” (ID) basado en los datos obtenidos en la

inspección, los datos in situ y la ponderación de diversos factores.

Como no se tiene información previa y no se había hecho un seguimiento del estado de la estructura, es

decir, se desconoce cómo avanzó el fenómeno de deterioro: cual es mecanismo por el que se inició la

corrosión (carbonatación o cloruros), cual es la velocidad de corrosión estimada, entre otros factores. Y

siendo que el relevamiento es únicamente visual, solo podemos tener una idea de la magnitud del problema

de corrosión. Por eso se estableció una escala solo en función del grado de deterioro que se observaba. Si

bien la escala es relativamente arbitraria, la misma permite distinguir zonas con cierto grado de deterioro de

otras con mayor o menor deterioro. Después de este relevamiento preliminar, se pasará a otra etapa donde

se harán otros ensayos y definir intervenciones.

3.4.1. Estimación del índice de daño en CANALONES:

Como se mencionó en el capítulo 1, la evaluación de un elemento pretensado es muy similar a la evaluación de la corrosión típica de un elemento de hormigón armado (ACI 222.2, 2014).

Para el relevamiento de la estructura, en este caso de aplicación, se diseñó una escala del índice de daño que

se le atribuye a cada elemento en base a los valores establecidos en la siguiente tabla, que se asignan de

acuerdo a los síntomas observados.



Síntomas Índice de Daño Observaciones

No se observan 0

Manchas de filtraciones que ingresa en unión entre lucarnas y/o losetas

0

Manchas de eflorescencia 1

Material poroso 1 Cuando se observan poros de mayor tamaño o cantidad se aumenta un número más al grado de daño.

Filtraciones puntuales (no proveniente de las uniones de elementos) a través de fisuras, poros del material

5 Cuando son filtraciones a través de fisuras, se aumenta un número más al grado de daño.

Manchas de óxido 1-6 El valor de grado de daño varía en función de la concentración y cantidad de las manchas de óxido.

Fisuras inclinadas a 45° 6

Si son varios/as de esa longitud se debe aumentar un número más del grado de daño.

Fisuras longitudinales: < a 50 cm ≈ 100 cm o más Toda la longitud del canalón

4 5 6

Fisuras transversales: < a 50 cm ≈ 100 cm Todo el ancho del canalón

4 6 7

Desprendimientos longitudinales: < a 50 cm ≈ 100 cm Toda la longitud del canalón

8 9

10

Desprendimientos transversales: < a 50 cm ≈ 100 cm Todo el ancho del canalón

8 9

10

Armadura expuesta 10

Se aplica tanto al caso de desprendimientos del recubrimiento donde la armadura queda a la vista, como también, cuando los canalones presentan errores de ejecución quedando la armadura fuera del material por ausencia de separadores.

Desprendimientos mayores a los anteriores

11 – 13

Rotura del canalón Intervenir enseguida

Otro daño importante Intervenir enseguida

Tabla 3.3: índice de daño establecido en base a los síntomas presentados en canalones.



NOTAS:

- Cuando en un mismo canalón se observan más de un síntoma distinto, se establece como valor de

“Índice de Daño” al mayor valor entre ellos.

- Ese valor del Índice de Daño (ID) puede verse modificado en base a los criterios del inspector. Es

decir, existen otras consideraciones que el inspector debe tener en cuenta a la hora de establecer un

valor ID definitivo, como es el caso del grado de la secuela en caso de que ocurra el fallo del

elemento o estructura (riesgo de vida o importantes daños materiales).

MODO DE ENTREGA DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS:

Los resultados se entregaron en informes de cada zona, donde se describieron los objetivos, el alcance, el

estado de los elementos estructurales agrupados por sub-zonas, % de canalones con diferentes grados de

deterioro, recomendaciones preliminares, etc. A los mismos se le anexó el informe más extenso que

contenía todo lo detallado en las planillas de relevamiento (incluyendo número de fotografía).

Para dejar en evidencia, a modo de resumen, el grado de deterioro y el nivel de riesgo que presenta canalón

de la cubierta, se elaboró un sistema de colores para pintar los canalones en el plano correspondiente. Esto

permite reconocer en forma rápida y sencilla cuales son los más afectados y los que aún no presentan

síntomas graves. Y además, tener una visión global del estado de la cubierta. Este sistema consiste en una

escala de colores que se ajusta a un cierto rango de daño. La escala de colores establecida fue la siguiente:

Figura 3.19: escala de colores establecidos en base al rango de daño observado.

A continuación, se adjunta la imagen resultante de una de las zonas en la que se puede observar los distintos

niveles de daño en cada canalón:

Figura 3.20: imagen de una de las zonas establecidas donde se puede distinguir rango de daño observado en

cada canalón, al comparar con la escala anterior.



ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS:

La cubierta relevada tiene una gran superficie (60.000 ) compuesta por un significativo número de

elementos. Es así, que se llevó a cabo el relevamiento visual de un total de 448 canalones,

aproximadamente 7.000 losetas huecas y 720 columnas.

NOTA:

Algunos de los síntomas que se visualizaron con mayor frecuencia se definen y muestran

(fotografías) en el Anexo “Síntomas y lesiones observados con mayor frecuencia”.

Una vez finalizado el trabajo de relevamiento, en base a los datos obtenidos, se pudo conocer el porcentaje

de canalones asignado a cada rango de daño para cada zona, y para el total de la planta y, así, tener una idea

aproximada de la extensión en la que se deberá aplicar cada tipo de intervención. Pudiendo estimar el

método más adecuado. En la Tabla 3.4 se indica un ejemplo de los resultados de la zona de la Figura 3.21 (no

se informa el total por cuestiones de confidencialidad).

Color Rango de daño Cantidad de canalones Porcentaje del total

Negro No fueron relevado 0 0,0%

Amarillo 0 0 0,0%

Azul 1-3 4 12,1%

Verde 4-6 17 51,5%

Naranja 7-9 5 15,2%

bermellón 10-11 1 3,0%

Rojo 12-13 6 18,2%

Tabla 3.4: Cantidad de canalones, de una zona, afectados por los distintos grados de daño.

Figura 3.21: Grafico ilustrativo de la cantidad de canalones, de una zona, afectados por los distintos grados

de daño.

En resumen, se puede observar que la mayor parte de los canalones presenta un nivel de deterioro

intermedio (generalmente manchas de óxido, fisuras y filtraciones).

0,00%

0,00% 12,10% 51,50%

15,20% 3,00%

18,20%

% de canalones en funcion de Grado de Daño

Negro

Amarillo

Azul

Verde

Naranja

bermellón

Rojo



Por otro lado, se conoce cada uno de los síntomas que aparecen en cada canalón. En base a ello se puede

determinar cuántos canalones de la zona, presentan dicho síntoma y se puede conocer la distribución

relativa entre dichos síntomas. Es decir, en la Figura 3.21 y la Tabla 3.4 indicadas anteriormente, se pueden

ver cuántos canalones se encuentran dentro de cada rango de deterioro. Pero ahora se puede determinar

cuántos canalones presentan un mismo síntoma, que a diferencia de lo anterior en un mismo rango de

deterioro se pueden englobar varios síntomas diferentes. Por ejemplo, los canalones que tienen un rango de

daño de 4 a 6 (verde) pueden presentar al mismo tiempo manchas de eflorescencia, fisuras longitudinales,

fisuras inclinadas, filtraciones, etc. En cambio, en la segunda columna de la tabla 3.5 (referida a la misma

zona relevada) nos indica, por ejemplo, que cantidad de canalones presentan manchas de óxido.

Aplicando este cálculo a la zona anteriormente mencionada (en la Figura 3.21 y Tabla 3.4) compuesta por 33

canalones, se obtuvo:

Síntomas Cantidad de canalones

que presentan el síntoma: Distribución relativa de

síntomas y lesiones

Armadura expuesta (corrosión) 10 7%

Desprendimientos y posibles desprendimientos del recubrimiento

25 19%

Fisuras 19 16%

Manchas de óxido 21 15%

Filtraciones a través del material 7 5%

Material poroso 17 13%

Manchas de eflorescencia 33 25%

TOTAL 132 100%

Tabla 3.5: Cantidad de canalones, de la zona, que se encuentran afectados por los síntomas indicados y

distribución relativa de los síntomas observados.

Figura 3.22: Cantidad de canalones de la zona, que presentan diferentes síntomas.

10

25 19 21

7

17

33

0

10

20

30

40

Arm

adu

ra exp

ue

sta

De

spre

nd

imien

tos

del re

cub

rimie

nto

Fisuras

Man

chas d

e ó

xido

Filtracion

es a travésd

el material

Mate

rial po

roso

Man

chas d

eeflo

rescen

cia

N°

de

can

alo

nes

Cantidad de canalones que presentan estos sintomas:



Figura 3.23: Gráfico ilustrativo que indica la distribución relativa de los síntomas observados en los

canalones de una zona.

3.4.2. Estimación del índice de daño en LOSETAS:

De la misma forma que para los canalones, se diseñó una tabla que indica distintos niveles de deterioro para

el caso de las losetas. Por lo tanto, el índice de daño que se le atribuye a cada loseta se estima en base a los

valores establecidos en la siguiente tabla, que se asignan de acuerdo a los síntomas observados. La tabla es

muy similar a la anterior, sin embargo, el tipo y nivel de incidencia de los síntomas son diferentes cuando

ocurren en los canalones que cuando aparecen en las losetas o columnas.

Armadura expuesta

7% Desprendimiento del recubrimiento

16%

Fisuras 16%

Manchas de óxido 15%

Filtraciones a través del material

5%

Material poroso 13%

Manchas de eflorescencia

25%

Hendiduras (defecto del encofrado)

0%

Distribución relativa de los sintomas observados en canalones



Tabla 3.6: índice de daño establecido en base a los síntomas presentados en losetas.

En la figura siguiente Figura 3.24 se muestra la aplicación del índice de daño a losetas correspondientes a

una zona de la plata industrial relevada.


No se observan 0

Manchas de eflorescencia por filtración que ingresa en la unión entre elementos

1

Material poroso 1 Cuando se observan poros de mayor tamaño o cantidad se aumenta un número más al grado de daño.

Manchas de eflorescencia aisladas por filtraciones puntuales (no provienen de las uniones de los elementos) a través de fisuras o poros del material

5 Cuando son filtraciones a través de fisuras, se aumenta un número más al grado de daño.

Manchas de óxido 3-6

Las manchas observadas parecen ser suaves, esparcidas en la superficie por las aguas que se filtra a través de las uniones o fisuras. Cuando surgen de fisuras se aumenta un número más al grado de daño.

Fisuras y/o grietas inclinadas (generalmente en las esquinas)

3-5

Cuanto mayor es la longitud o cuando hay filtración a través de ella, se aumenta un número más al grado de daño.

Fisuras longitudinales: 0 a 50cm 50cm a 2m > 2m

4 5 6

Si son varios/as de esa longitud se debe aumentar un número más del grado de

daño.

Fisuras transversales < 50cm > 50cm

6 8

Desprendimientos longitudinales: 0 a 70cm 70cm a 2m > 2m

6 8

10

Desprendimientos transversales: < 50cm > 50cm

8

10

Posibles desprendimientos transversales: < 50cm > 50cm

5 6

No se puede afirmar si realmente se trata de futuros desprendimientos transversales o bien son defectos del encofrado o proceso de ejecución

Loseta atravesada por salidas de ventilación 6

Son huecos, generalmente reforzados, que la atraviesan en todo su espesor y cierta parte de su ancho. El daño se da en los cables pretensados que son cortados y la pérdida de resistencia/ estabilidad por falta de material, generalmente en el centro de la loseta.

Armadura expuesta en gran longitud 11-12

Rotura importante de loseta 13 Intervenir enseguida




cada loseta.

Por otro lado, en la Tabla 3.7 se calculó el porcentaje de cada grado de daños observado.

Color Rango de daño Cantidad Porcentaje del total

Negro No fueron relevadas 0 0,0%

Amarillo 0 42 12,8%

Azul 1-3 162 49,4%

Verde 4-6 109 33,2%

Naranja 7-9 8 2,4%

Rojo 10 7 2,2%

Tabla 3.7: Cantidad de losetas de una zona afectadas por los distintos grados de daño.

Figura 3.25: Cantidad de losetas de una zona afectadas por los distintos grados de daño.

12,80% 49,40%

33,20% 2,40%

2,20%

% de losetas en funcion de Grado de Daño

Negro

Amarillo

Azul

Verde

Naranja

Rojo



3.4.3. Estimación del índice de daño en COLUMNAS:

De un modo similar a lo realizado con los canalones y las losetas, se diseño una escala de daño para las

columnas premoldeadas. En la Figura 3.8 se aplica esta escala a un sector relevado.


No se observan 0

Manchas de eflorescencia por filtración que ingresa en el apoyo

1

Manchas de óxido 5

Fisuras ramificadas (generalmente en la parte superior de la columna)

3

Fisuras y/o grietas longitudinales 6

Se pudieron observar grupos de fisuras longitudinales muy delgadas en el tronco de la columna y fisuras a lo largo de las esquinas (pudiendo corresponder a grandes esfuerzos)

Fisuras y/o grietas inclinadas (corte) (en el tronco de columna, y en las alas de columna)

6 Posiblemente estas fisuras se generen por exceso de carga o por la falta de apoyos elásticos intermedios entre el canalón y la columna.

Fisuras y/o grietas transversales Muy delgadas en el tronco de columna En borde superior y alas de columna

4 6

Desprendimientos debido a golpes 4-8 Suelen verse en esquinas inferiores

Desprendimientos debido a esfuerzos 8

Se observaron generalmente en la cabeza de la columna, en coincidencia con los estribos y en parte inferior de la columna.

Hueco o cavidades con armadura expuesta en columnas, realizadas por el personal De poca profundidad Profundos (alcanzando la armadura)

4-6

8-10

Son huecos que probablemente se realizaban para poder sujetar otros elementos. Esto hace que la armadura quede expuesta al ambiente aumentando la velocidad de corrosión y, por otro lado, se reduce la sección de H° de la columna.

Armadura expuesta en gran longitud y/o fisuras verticales en zona en la que hay armaduras

11-12

Rotura importante de la columna 13 Intervenir enseguida

Tabla 3.8: índice de daño establecido en base a los síntomas presentados en columnas.



Tabla 3.9: Cantidad de columnas de una zona afectadas por los distintos grados de daño. Cuyos resultados

gráficos se observan en la figura siguiente.


cada columna.

Color Rango de daño Cantidad Porcentaje del total

Negro No fueron relevadas 0 0,0%

Amarillo 0 19 26,4%

Azul 1-3 20 27,8%

Verde 4-6 9 12,5%

Naranja 7-9 11 15,3%

Rojo 10 13 18%



Figura 3.27: Cantidad de columnas afectadas de una zona por los distintos grados de daño.

NOTA:

Cabe destacar, que si bien las tablas 3.16, 3.17 y 3.18 son muy similares, algunos de los síntomas que

se presentan en uno de los elemento, no se presenta en los otros. Y además, un mismo síntoma o

lesión no tiene la misma incidencia en un canalón que en una columna o loseta.

Por otro lado, en el caso de losetas y columnas, también, se podría realizar un análisis indicando la

distribución relativa de los síntomas observados, como se hizo para el caso de canalones. Sin

embargo, esto seria engorroso aplicarlo en cada uno de los elementos, siendo que el fin de este

documento es exponer en forma generalizada el trabajo que se llevó a cabo.

3.5. Propuesta de actuación en la zona: Como se indica en el punto 2.1.5, el objetivo de esta etapa es hacer una evaluación del funcionamiento de la

estructura en el tiempo, realizando una clasificación de la urgencia de intervención (nueva inspección o

reparación de la estructura). En base al grado de daño que presente el elemento, se establecen plazos de

intervención o inspecciones futuras. En primer lugar, agrupamos los rangos de daño (ID), establecidos en el

punto anterior, en solo cuatro grupos o escala de daño: Despreciable, Moderado, Severo y Muy severo.

Luego, para cada uno de estas escalas se estiman los intervalos aconsejables (en años) de intervención o

reparación como se observa en la siguiente tabla.

Escala de Daño ID Urgencia de intervención (años)

Despreciable 0 - 2 > 6

Moderado 3 – 6 3 - 6

Severo 7 - 9 1 - 3

Muy Severo 10 – 13 0 - 1

Tabla 3.10: Urgencia de intervención según la escala de daño establecida

26,40%

27,80%

12,50% 15,30%

18%

% de columnas en funcion de Grado de Daño

Negro

Amarillo

Azul

Verde

Naranja

Rojo



El tipo de intervención dependerá del resultado obtenido en la evaluación: o Para periodos > 6 años, se recomienda una nueva “inspección preliminar”.

o Para periodo de 3 a 6 años, se recomienda una nueva “inspección preliminar” de la

estructura dentro de ese período de tiempo. Midiendo la velocidad de corrosión, en lo

posible, o empleando métodos no destructivos u otros que permitan obtener información

más fehaciente sobre el estado de los elementos estructurales.

o Para periodo entre 1 a 3 años, se recomienda una “evaluación complementaria”, lo cual

implica una evaluación más detallada, como realizar ensayos complementarios sobre el

estado de las armaduras, etc. dentro de ese plazo.

o Para periodo ≤ 1 años, se recomendaría una actuación rápida, como el apuntalamiento o

resolución similar.

NOTA:

Estos tiempos de actuación se establecieron en base a un relevamiento preliminar y solo visual, sería

conveniente realizar otros ensayos y pruebas para tener mayor seguridad.

SUGERENCIAS PARA REALIZAR ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS DE CANALONES:

Evaluación de la documentación disponible y determinaciones previas. En base a ello, seleccionar una muestra de 12 canalones, con diferentes grados de daño, para aplicar las técnicas complementarias de evaluación que se proponen a continuación:

Determinación de frecuencias de vibración mediante métodos numérico-computacionales a efectos de predecir esta característica propia, y contrastarla con posteriores mediciones experimentales (Peralta, 2005).

Efectuar en cada uno de los canalones evaluados mediciones de ultrasonido.

Efectuar en cada uno de los canalones la medición de las frecuencias naturales de vibración.

Evaluación de los resultados y elaboración del informe técnico.

En una segunda etapa, si con este estudio se demuestra la sensibilidad de la metodología para detectar diferentes tipos de daño, se puede aplicar a una mayor muestra de canalones para detectar aquellos que pueden tener un grado mayor de inseguridad.

SUGERENCIAS PARA LA REPARACION DE LAS COLUMNAS

De acuerdo con la inspección visual y a los detalles anteriormente escritos, se indican algunas

consideraciones a tener en cuenta.

Establecer un programa para efectuar una inspección detallada en cada columna para establecer el

deterioro de forma más precisa, determinar el tipo de intervención a efectuar, y prever las medidas

de seguridad correspondientes.

Remover el recubrimiento de la zona que esta fisurada o por desprenderse, primero en forma

parcial, para ver el grado de corrosión de las barras de acero. Establecer la pérdida de sección del

acero, tanto de las barras longitudinales como de los estribos, para ver la necesidad de reforzar la

armadura de la columna o sólo reponer el recubrimiento.

Efectuar la determinación del contenido de cloruros y el espesor de carbonatación.



En el mercado existen productos para efectuar un “puente de adherencia” entre el hormigón viejo y

el mortero de reparación. Cada marca tiene productos específicos y las instrucciones para su

correcto empleo de modo de asegurar que la reparación cumpla su finalidad estructural y también,

estética.

Cuando se trate de más de un vértice a reparar, sería conveniente que los mismos no se realicen al

mismo tiempo.

En el caso que en esta intervención alguna columna tenga más de una barra con toda su armadura

expuesta y con una importante disminución en la sección de acero, es conveniente consultar a un

ingeniero estructuralista para estimar el riesgo que implica remover todo los recubrimientos de los

vértices de la sección sobre la capacidad portante de la misma, o si es necesario efectuar algún

apuntalamiento. En caso de tener que efectuar un refuerzo, se pueden considerar las siguientes

alternativas:

- Reforzar las columnas con perfiles metálicos, utilizando perfiles ángulo para las esquinas y

platabandas de acero para unir los perfiles.

- O encamisar las columnas con hormigón armado.

- También, en el mercado se cuenta con polímeros reforzados con fibras, conformados por

tejidos y platinas de fibra de carbono, los cuales se adhieren mediante una resina epóxica al

elemento estructural a reforzar aumentando su capacidad de soportar cargas. Estos

materiales tienen resistencias a la tracción que superan a las del acero de refuerzo, y no se

corroen.

4. Inspección y evaluación complementaria:

Como se mencionó, previamente, luego de haber relevado visualmente la cubierta, se llevó a cabo una

inspección más detallada de aquellos elementos que presentaban mayor índice de riesgo con el objetivo de

observar más de cerca la superficie dañada.

Siendo que los canalones son los elementos que presentan mayor riesgo estructural y su colapso involucra a

las losetas que apoyan sobre ellos, y que además, se contaba con un tiempo acotado para la revisión de los

distintos elementos (equipo de elevación alquilado, la planta en pleno funcionamiento, etc), la inspección se

puntualizó principalmente a los canalones, y aquellos que presentaran una superficie deteriorada. Para ello

se utilizó una grúa con la que se pudo acercar lo suficiente a la superficie inferior del canalón.

RESULTADOS:

- En algunos puntos donde la armadura pasiva estaba expuesta, al observar de cerca, la armadura

estaba muy corroída ante el escaso espesor de recubrimiento.



Figura 3.27 y 3.28: imágenes de la superficie de algunos canalones que presentan desprendimientos del

recubrimiento y armaduras con corrosión.

- En aquellos casos donde se observó parte del material del recubrimiento desprendiéndose, al

arrancarlo se advirtió que los cables de pretensado estaban oxidados y corroídos. La causa de por la

cual se producen estos desprendimientos es el aumento del volumen del acero oxidado que genera

tensiones en el recubrimiento, culminando con la fractura del mismo. Por otro lado, se puede

percibir la existencia de oquedades debido por la textura y continuidad del material interno.

Figura 3.29 y 3.30: imágenes de la superficie de algunos canalones que presentan desprendimientos del

recubrimiento, cables de pretensado oxidados y grandes oquedades.

- En otro caso, donde la superficie inferior del canalón presentaba una gran mancha en su parte

inferior central, posible filtración a través del material, se descubrió la presencia de oquedades de

gran tamaño que atraviesa gran parte del espesor del canalón, debido a una alta densidad de

armaduras y a defectos en la mezcla o en el proceso de vibrado del hormigón en estado fresco.



Figura 3.31: imagen de la superficie de un canalón con oquedad profunda en su parte central.

5. Conclusiones:

El trabajo realizado permite efectuar las siguientes consideraciones a modo de conclusiones:

- Se diseñó una metodología para evaluar el estado de los diferentes elementos que componen una

estructura de hormigón pretensado y premoldeado, a los fines de obtener una primera estimación

del grado de deterioro, y una base de información de referencia para próximos relevamiento. Dentro

de esta metodología se propuso un índice de daño adecuado al tipo de relevamiento que resulto

sensible a los diferentes grados de deterioros. Complementariamente se estableció una escala

colorimétrica para aplicar sobre los planos para visualizar en forma práctica las zonas con diferente

grado de daño.

- El índice de daño es uno de los criterios a tomar en cuenta al establecer los tiempos para efectuar

intervenciones en las distintas zonas de la estructura y los tiempos de los próximos relevamientos

para evaluar la evolución del estado de la planta.

- Si bien el relevamiento visual detecta el estado de los elementos estructurales y las diferencias en

distintos grados deterioro, siempre es aconsejable efectuar una siguiente etapa donde se empleen

ensayos o técnicas que puedan indicar con mayor precisión el deterioro interno del material.

- Del relevamiento efectuado se desprende la importancia del mantenimiento de las estructuras de

hormigón, tema que no es habitual de encontrar, y que representa una mayor vida útil y la

conservación del grado de seguridad de la estructura.

- El mantenimiento de plantas/edificios de grandes superficies como en este caso (60.000 m2)

requiere de una programación sistemática en el tiempo, dado los costos que implica su realización,

atendiendo el trabajo por zonas o por tipo de elementos estructurales.



- Un plan de mantenimiento es esencial. Los canalones son láminas delgadas de muy poco espesor de

recubrimiento y considerable área superficial expuesta (elevada relación ), lo cual lo hace

muy susceptible frente al fenómeno de carbonatación. Por otro lado, a esta situación se le suma la

presencia de cables pretensados que, por su tensión, tienen una mayor susceptibilidad de corroerse.

- Cabe destacar, también, la importancia de la etapa de ejecución ya que, en el caso de los canalones,

se encontraron oquedades y recubrimientos muy delgados que afectan a la resistencia del mismo.

Pequeños errores de ejecución pueden llevar a elevados costos de mantenimiento y rehabilitación.

- El efecto de las filtraciones de agua, la falta de membranas impermeables, la presencia de

membranas deterioradas (membrana cuarteada que acumula el agua), la realización de huecos en

columnas (dejando la armadura expuesta), amures en canalones y losetas (sumando cargas no

previstas en elementos estructurales), sobre las estructuras de hormigón armado o pretensado

constituyen el principal motivo del origen de las eflorescencias, fisuras, desprendimientos y colapsos

debidos a la corrosión de las armaduras.

- Los principales daños de la estructura se condicen con la edad de la misma, siendo que está en el

orden de los 50 años, valor asignado como vida útil por el reglamento CIRSOC 201:05.

- Los principales elementos que conforman la cubierta son relativamente pesados, complejos en su

geometría, y por tener al acero de pretensado con adherencia resultan complejos de rehabilitar.

- Finalmente, se propusieron algunas acciones a realizar y los tiempos en cuales realizarlos.

Referencias Bibliográficas


6. Referencias Bibliográficas

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Referencias Bibliográficas


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Lago Helene (1997).

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Anexo: Planillas de relevamiento



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Figura 3.18: Planilla para el relevamiento de columna.

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Anexo: Síntomas y lesiones observados con mayor frecuencia



En este apartado se busca dar una breve descripción general de los síntomas nombrados en las planillas e

informes. A modo de asegurar su comprensión, siendo posible la confusión por la forma en que se hayan

denominado dichos síntomas o lesiones.

DENOMINACIONES, DE SÍNTOMAS Y LESIONES, EN INFORMES Y PLANILLAS:

Manchas: zonas en las que se observa de un color, o textura, distinto al correspondiente a la superficie del

elemento.

Oxido: manchas de color marrón, rojizas o anaranjadas. Se producen por la oxidación y/o corrosión

de un elemento metálico.

Eflorescencias: manchas blanquecinas sobre la superficie. Se produce por una cristalización de sales

en la superficie del material.

Humedad: manchas de un color más oscuro debido a la presencia de agua.

Mohos: manchas de color gris, negro o verdoso debido a la presencia de humedad a lo largo de un

cierto periodo. Es simplemente una mancha de humedad en la que, al haber pasado el tiempo y

seguir en contacto continuo con el agua, crecen hongos o microorganismos.

Figura 1-A: a) Eflorescencias debido al agua de lluvia que ingresa entre las uniones de los elementos

(canalón y losetas) de la cubierta. b) Eflorescencias debido a las filtraciones del agua de lluvia a través de

fisuras (se muestra una fisura longitudinal en un canalón).



Figura 2-A: a) Mancha de humedad con algo de óxido a lo largo de la parte baja del canalón que parece

surgir por filtración a través del material fisurado. b) Pequeñas manchas circulares de humedad en la

superficie interna de una loseta (posibles filtraciones puntuales).

Manchas o marcas de óxido en correspondencia con la armadura transversal: Si bien son los hierros

transversales, que no cumplen una función estructural muy importante, están en contacto directo con los

hierros longitudinales y poco separados de los cables pretensados, por lo que es probable que la corrosión

también allá llegado a los mismos. De esta forma al iniciarse la corrosión, con el tiempo disminuye su sección

útil y no es capaz de soportar ciertos esfuerzos pudiendo deformarse excesivamente o incluso romperse.

Respecto a que estas manchas sean más suaves que otras en algunos casos, deberá considerarse que puede

deberse a que el hierro tiene un grado de corrosión menor (por lo cual podría tomarse medidas en un

tiempo más extendido) o porque en esa zona el recubrimiento es de mayor espesor y el óxido recién está

logrando verse en la superficie externa.

Figura 3-A: manchas de óxido en correspondencia con la armadura transversal de la malla inferior del

canalón.

Manchas de óxido puntuales en correspondencia con los hierros longitudinales o pretensados: Son

pequeñas mancha en la zona del extremo del canalón que parecen seguir el patrón de posición de la

armadura pretensada. Si bien las manchas son más puntuales o pequeñas que las transversales, no son de

menor importancia, ya que el óxido, y consecuentemente la corrosión, posiblemente estén atacando a los

hierros pretensados. Estos mismos se corroen más fácilmente y son de mayor importancia estructural.



Figura 4-A: Pequeñas manchas de óxido que afloran en los extremos de los canalones, y que debido a su

posición y poca separación parecen estar en correspondencia con la armadura pretensada.

Filtraciones puntuales con eflorescencia: advierte que aparecen manchas pequeñas (de aprox. 7 cm de

diámetro generalmente circular o un poco alargado) de un color oscuro en los bordes (humedad) y blanco en

el centro (eflorescencia). Estas manchas aparecen aisladas de las manchas debidas a filtraciones entre el

apoyo de la lucarnas y losetas sobre el canalón, “son puntuales”. Su presencia nos puede indicar que la

humedad está atravesando el espesor del canalón, y por lo tanto, está en contacto con la armadura

conduciendo a su posterior oxidación y corrosión.

Figura 5-A: posibles filtraciones puntuales debido a la presencia de pequeñas manchas aisladas de humedad.

Fisuras: son aberturas de pequeño espesor y ancho. Estas solo afectan al elemento superficialmente. Se

considerarán como fisuras aquellas aberturas de un ancho menor a 1mm.

Dirección:

Longitudinales: son aquellas fisuras que se extienden en la misma dirección del eje del elemento.



Transversales: son aquellas fisuras que se extienden en dirección perpendicular al eje del

elemento.

A 45°: fisuras que se extienden formando un ángulo de aproximadamente 45 ° (o ángulo similar)

con respecto al eje del elemento.

Longitud: se indicara una longitud aproximada, determinada a simple vista. Debido a que no será

posible acceder a la altura en que se encuentra la misma. Salvo en el caso que ello se indique por gravedad

de la situación.

Forma: se indica de manera general la traza y configuración de la fisura, ya que esta configuración

nos ayuda a determinar cuál puede ser su causa o solución.

Cantidad: se indica cuantas fisuras aparecen en dicho elemento, ya que al aumentar la cantidad de

fisuras seguramente el elemento presenta mayor riesgo.

Ubicación: se indica de forma general, y a simple vista, si dichas fisuras se encuentran en la zona

central o los laterales del elemento.

Figura 6-A: a) Fisura longitudinal en la parte baja del canalón donde se observan mancha de humedad, óxido

y eflorescencia, por filtración del agua de lluvia a través de la misma. b) fisuras longitudinales en la superficie

de una loseta.

Figura 7-A: Fisuras inclinadas (aproximadamente a 45°) que se observaron en los extremos de unos pocos

canalones.



Grietas: son aberturas similares a las fisuras pero de mayor ancho. Estas pueden afectar al elemento no solo

superficialmente, sino que se puede dar en todo el espesor del elemento. Se consideraran como grietas

aquellas aberturas de un ancho mayor a 1mm.

Longitudinales: son aquellas grietas que se extienden en la misma dirección del eje del elemento.

Transversales: son aquellas grietas que se extienden en dirección perpendicular al eje del

elemento.

A 45°: grietas que se extienden formando un ángulo de aproximadamente 45 ° (o ángulo similar)

con respecto al eje del elemento.

Longitud: se indicara una longitud aproximada, determinada a simple vista. Debido a que no será

posible acceder a la altura en que se encuentra la misma. Salvo en el caso que ello se indique por

gravedad de la situación.

Forma: se indica de manera general la traza y configuración de la fisura, ya que esta configuración

nos ayuda a determinar cuál puede ser su causa o solución.

Cantidad: se indica cuantas grietas aparecen en dicho elemento, ya que al aumentar la cantidad de

grietas seguramente el elemento presenta mayor riesgo.

Ubicación: se indica de forma general, y a simple vista, si dichas grietas se encuentran en la zona

central o los laterales del elemento.

Canalón con fisura o grieta longitudinal en toda su longitud: si bien en varios canalones se observaron

fisuras longitudinales de gran longitud, en uno de los casos el canalón presentaba una fisura que se extendía

sobre el eje central en toda su longitud. La fisura fue de gran magnitud ya que la misma atravesaba todo el

espesor del canalón, se podía ver desde la parte superior de la cubierta (antes de colocar la membrana

aislante) y, además, como se puede observar en la foto, desde el interior se pueden ver la manchas de

eflorescencia producidas por el agua que filtraba a través de la fisura.

Las razones por las cuales se puede haber generado dicha fisura son: por un lado, la falta de apoyos elásticos

intermedios entre el canalón y la columna, lo cual evitaría que el canalón intente quebrarse a lo largo de su

eje longitudinal porque el radio de apoyo de la columna es mayor que el del canalón. De forma que este

último apoya solo en el centro de su sección transversal y el peso de las losetas es aplicado en los bodes

extremos de la sección transversal justo donde no tiene apoyo. Por otro lado, en este sector en particular,

uno de los bordes del canalón soporta mayor peso que en los otros casos. Es decir, de uno de sus bordes las

losetas están intercaladas con lucernarios (elementos más livianos) pero sobre el otro borde se ha cubierto

toda la región con losetas lo que puede haber incrementado notablemente la carga.

De todos modos esta fisura ya se había observado anteriormente y como solución se apuntalo el canalón con

una columna metálica.



Figura 8-A: fisura longitudinal a lo largo del eje central del canalón.

Desprendimientos: áreas en las que se ha desprendido parte del material del elemento. Son

desprendimientos de pequeñas o grandes áreas del recubrimiento, que puede dejar a la vista las armaduras.

Al quedar expuestas al ambiente, las armaduras, existirá un mayor peligro de corrosión y pérdida de sección

de las mismas.

Tamaño: se tomara nota de las dimensiones aproximadas de dicho desprendimiento de lo que se

observa a simple vista. Este ocupara un área por lo que si tomara como medida una aproximación de

su diámetro, y en caso de ser necesario se indicara en qué sentido tiene mayor dimensión (si es

longitudinal o transversal).

Cantidad: se indica cuantos desprendimientos aparecen en dicho elemento, ya que al aumentar la

cantidad de ellos seguramente el elemento presenta mayor riesgo.

Ubicación: se indica de forma general, y a simple vista, si dichos desprendimientos se encuentran en

la zona central o los laterales del elemento.

Figura 9-A: en las imágenes se observan zonas, en la parte baja de los canalones, con desprendimientos del

material de recubrimiento. Dejando expuesta la armadura de la malla inferior del canalón, a la acción

agentes agresivos del ambiente.



Figura 10-A: Desprendimiento del material de recubrimiento en la parte central del canalón, dejando un

hueco en el cual, tanto los hierros de la malla inferior como los cables pretensados, quedan a la vista

(expuestos al ambiente).

Figura 11-A: Desprendimiento del material de recubrimiento la superficie inferior de una loseta, dejando un

hueco en el cual los hierros quedan a la vista (expuestos al ambiente).

Armadura a la vista o Armadura expuesta: en estos casos se indica que la armadura quedo expuesta al

ambiente exterior, de forma similar al caso anterior, pero sin percibirse desprendimientos del material. Es

decir, que la armadura no se encuentra cubierta por el material debido a un error de ejecución, como la falta

de un espesor de recubrimiento por carencia de separadores al verter el hormigón en el encofrado, etc. De

esta forma, también queda expuesta a la humedad, dióxido de carbono, oxigeno, y otros elementos que

aceleran la corrosión y pueden ser perjudiciales para el mantenimiento y la función de dicha armadura.

Figura 12-A: armadura que se puede ver en la superficie, fuera del material de recubrimiento.

Desprendimientos o posibles desprendimientos: en el primer caso nos referimos a que el material del

recubrimiento se está desprendiendo o por desprenderse, y en el segundo caso, se está indicando que

debido al bajo alcance de la inspección (a simple vista) no se reconoce con exactitud si el material se está

desprendiendo, si es una fisura, mancha u otro factor que confunde.



Figura 13-A: en la imagen se muestran zonas en donde el recubrimiento parece resquebrajarse y generar

desprendimientos.

Desprendimientos en el extremo de los canalones: En base a la información dada por el personal que

trabaja en estos edificios, los elementos de la cubierta se mueven continuamente. Es decir, que los

canalones suelen sufrir pequeños desplazamientos debido a la dilatación y contracción que sufre el material

con los cambios de temperatura estacionales. El movimiento por dilatación y contracción de los de los

canalones generan sobre la columna esfuerzos de rozamiento provocando tensiones en el material y

rompiendo el recubrimiento. Puede deberse a que el canalón apoya directamente sobre la columna en lugar

de apoyar en los apoyos elásticos.

Figura 14-A: En las imágenes se puede observar cómo se despende el material de recubrimiento del canalón

en la zona de apoyo sobre la columna.

Desprendimientos transversales o posibles desprendimientos transversales en losetas: en estos casos la

superficie de la loseta presenta franjas transversales con un cambio de color y textura generando una

discontinuidad en la uniformidad de la superficie. Por esto se desconoce si realmente se trata de futuros

desprendimientos o si bien corresponden a defectos del encofrado o ejecución de las mismas. Debido al bajo

alcance de la inspección (a simple vista) no se reconoce con exactitud si el material se está desprendiendo.



Figura 15-A: En las losetas suelen verse este tipo de franjas donde se puede observar un cambio del color y

la textura del material. Se lo denominó como “posible desprendimiento”.

Material poroso: el material presenta una superficie con pequeños orificios de poca profundidad (aparente),

como una superficie muy rugosa. Tal vez originado por fallas en el proceso de compactación del hormigón.

Figura 16-A: Superficie porosa del material en algunos canalones.

Material muy poroso con “Oquedades”: el material presenta “oquedades” como producto de su proceso de

ejecución. Es decir, orificios de gran tamaño de los que no se conoce su profundidad pero a simple vista se

puede predecir que es bastante profundo porque se ven oscuros. Lo cual puede ser peligroso ya que la

porosidad del material aumenta la posibilidad de corrosión de la armadura. Se observan principalmente en

las losetas.

Figura 17-A: algunas de las losetas presentan grandes oquedades debido al proceso de su ejecución.

Hendiduras transversales en el canalón: estas son marcas (surcos o muescas) que se evidencian fácilmente a

simple vista. Sin embargo, debido a que estas se dan de la misma forma en casi todos los canalones de la

zona podemos suponer que estas son deformaciones del molde al momento de hormigonado del canalón.

Por lo que no tomaran mayor importancia a nivel de riesgo estructural.



Figura 18-A: En varios canalones se observan este tipo de hendiduras transversales en la zona central del

canalón. Parece ser solo un defecto del encofrado, ya que estos se repiten con el mismo patrón en los

distintos canalones.

Hendiduras transversales en la loseta: estas también son surcos o muescas que se dan a lo largo del ancho

de la loseta (de menor ancho que los que los “posibles desprendimientos transversales” menor a ≈ 2cm),

pero estas suelen aparecer en distintos sitios respecto a otras losetas y además no siempre son

perfectamente rectas. Por lo tanto, en este caso, no es convincente pensar que esta marca se deba a un

error del molde.

DENOMINACIONES DE LAS PARTES DE LA COLUMNA:

“Alas de la columna”: se denominaron así a los dos extremos salientes que actúan como apoyo del canalón

en la parte superior de la columna.

Figura 19-A: esquema representativo de las columnas y denominaciones de las partes de las mismas.

“Borde superior de la columna”: es la arista semicircular donde apoya el canalón y los apoyos elásticos

intermedios, cuando los hay (en algunos casos el apoyo no tiene estos apoyos elásticos).

Alas de la columna

Cabeza de la columna



“Aristas inferiores de las alas de la columna”: se indican en la siguiente imagen.

Figura 20-A: esquema representativo de la parte superior de la columna y denominaciones de las partes de

la misma.

SÍNTOMAS Y LESIONES EN COLUMNAS:

Desprendimientos a lo largo de la columna: En algunas de las columnas interiores se observaron

desprendimientos del recubrimiento en coincidencia con la posición de los estribos.

Figura 21-A: Se observan sucesivos desprendimientos pequeños a lo largo de la misma justo sobre los

estribos.

Desprendimientos y posibles desprendimientos en la cabeza de la columna: Como se mencionó antes, es

posible que el movimiento por dilatación y contracción de los de los canalones generan sobre la columna

esfuerzos de rozamiento provocando tensiones en el material y rompiendo el recubrimiento. Puede deberse

a que el canalón apoya directamente sobre la columna en lugar de apoyar en los apoyos elásticos. Sin

embargo, es una suposición ya que también podría deberse a efectos de la corrosión de la armadura

haciendo que el material de recubrimiento estalle o a concentraciones de tensiones provocadas por el mal

apoyo sobre los elastómeros o material sobre el que apoya el canalón en la columna.

Borde superior de la columna

Arista inferior de la cabeza de columna



Figura 22-A: en las imágenes se puede ver como el material del recubrimiento del ala de la columna se

desprende.

Fisuras ramificadas: En varias de las columnas, en la parte superior (“cabeza”), parecen observarse

pequeñas fisuras ramificas. Debido al poco alcance visual y la falta de luz en estas zonas, no se pueden

identificar con certeza si se tratan de fisuras en el material, descascaramiento de la pintura, o bien marcas

del encofrado.

Figura 23-A: Posibles fisuras ramificadas en la cabeza de la columna.

Fisuras paralelas al borde superior de la columna: en varios casos se observa que la columna presenta una

fisura paralela al borde superior donde apoya el canalón. Posiblemente, como se mencionó antes, puede

deberse a que el canalón apoya directamente sobre la columna en lugar de apoyar en los apoyos elásticos.

Así, el movimiento por dilatación y contracción de los de los canalones generan sobre la columna esfuerzos

de rozamiento provocando tensiones en el material y rompiendo el recubrimiento.

Figura 24-A: Fisura paralela al borde superior de la columna.



Fisuras y grietas en las alas de la columna: En varios casos se ha señalado la existencia de fisuras o grietas

(por ser de mayor espesor) en las “alas de las columnas”, como se observa en la imagen. Posiblemente estas

fisuras se generen por exceso de carga, agotamiento, golpes en el momento de instalación de la columna, o

por la falta de apoyos elásticos intermedios entre el canalón y la columna.

Figura 25-A: grietas inclinadas en el ala de la columna.

Pequeñas fisuras transversales en las columnas: En varias de las columnas se observaron delgadas fisuras

transversales que parecen estar igualmente separadas (posiblemente en la posición de los estribos). Estas

son muy delgadas y dado que estas columnas están pintadas, queda la incertidumbre si realmente son

fisuras en el material o bien fallas en la pintura. Si la fisura está en el material podría tratarse de grandes

esfuerzos de flexión (ver Figura 1.18) o bien por asentamiento en el proceso de ejecución (ver Figura 1.6).

Figura 26-A: pequeñas fisuras delgadas transversales que se observan en varias columnas.



Fisuras longitudinales en las columnas: Estas fisuras son muy delgadas por lo que apenas puede apreciarse

en las fotos. La aparición de fisuras longitudinales en la cara de la columnas pueden deberse por grandes

esfuerzos de compresión (ver Figura 1.16).

Figura 27-A: delgadas fisuras longitudinales que se aprecian en algunas columnas.

Fisuras o grietas inclinadas en columnas: Fueron pocas las columnas que presentaron este tipo de fisuras

oblicuas (aproximadamente 45°). La fisura de la imagen se halló en una columna contra viento, la cual no

soporta peso de otros elementos, solo soporta esfuerzos laterales del muro. Por lo tanto, es posible que la

fisura haya surgido por esfuerzo cortante (ver Figura 1.17), o bien puede deberse a la golpe accidental de los

autoelevadores (sampi) contra la misma.

Figura 28-A: Columna contra viento en la que se aprecia una fisura o grieta oblicua.

Desprendimiento de las esquinas inferiores: Este tipo de lesiones se observaron en muchas de las columnas,

principalmente en las zonas de circulación de los autoelevadores (sampi) y puede deberse al golpe accidental

de los mismos. Al desprenderse el material de recubrimiento, la armadura queda expuesta a los agentes

agresivos del ambiente, favoreciendo y aumentando la velocidad de corrosión. Como se puede observar en

la imagen el grado de corrosión en esta columna es elevado, ya que se desprendían pequeñas láminas

delgadas del hierro oxidado.



Figura 29-A: En las imágenes se observa el desprendimiento del material de recubrimiento en las aristas de

una de las columnas, donde la armadura ya se encuentra corroída.

Cavidades o huecos con armadura expuesta en columnas, realizadas por el personal: En muchos casos se

observaron huecos, con armadura expuesta, en las columnas. Principalmente en uno de los ejes de la planta,

donde probablemente se realizaban para poder sujetar otros elementos. Al quedar la armadura expuesta al

ambiente, como en la primera imagen (A), la velocidad de corrosión aumenta rápidamente. Pero, además, si

el hueco es profundo, como se observa en las otras imágenes (B y C), no solo se acelera el efecto de la

corrosión de la armadura sino que también se reduce la sección de la columna (factor importante para

soportar la carga de los canalones y losetas). Dado el tiempo transcurrido, estos huecos no han afectado el

comportamiento mecánico de la columna, pero con el tiempo puede producirse una perdida de sección de

acero que desencadene algún problema estructural.

Figura 30-A: en las imágenes se observan los huecos o cavidades realizadas en las columnas quedando la

armadura expuesta.



Desprendimientos en la parte inferior de la columna: Se observaron varios de estos desprendimientos, en

donde la columna se encuentra con el piso. Si bien existe la posibilidad de que estos desprendimientos

puedan ser producidos por choques de autoelevadores (ya que es zona de circulación de los mismos), será

conveniente evaluar la posibilidad de que se produzca por grandes esfuerzos de compresión y flexión como

se muestra en la siguiente imagen.

Figura 31-A: desprendimiento del material de recubrimiento en la parte baja de la columna.

Columnas con “DADO” de hormigón en la parte superior: Cuando en el informe, se hablaba de “columnas

con Dado de hormigón”, se refería a las columnas como se muestra en la siguiente imagen. La función del

“Dado” es soportar el apoyo del extremo de ambos canalones sin utilizar doble columna.

Figura 32-A: imagen de una de las columnas, donde se observa que en la parte superior la forma del apoyo

se ha modificado. “Dado de hormigón”.

En la mayoría de estos “Dados” de hormigón se observaron fisuras horizontales que forman posibles

desprendimientos del recubrimiento en los bordes superior o inferior como se observa en las siguientes

imágenes.



Figura 33-A: fisuras horizontales o posibles desprendimientos del recubrimiento en el denominado “dado de

hormigón”.

COLUMNAS EXTERIORES:

Desprendimiento del recubrimiento dejando los estribos y armadura longitudinal expuestos:

Estas columnas exteriores están unidas a las columnas del perímetro del edificio, cuya función a futuro es

actuar como apoyos de canalones ante una posible expansión de la planta industrial. Sin embargo, aún no

sostienen canalones, no soportan cargas.

Como se puede ver en las imágenes anteriores, el material de recubrimiento se desprende siguiendo la

posición de la armadura (esto ocurre en la mayoría de las columnas exteriores), lo que indicaría que el

estallido del recubrimiento se debe, posiblemente, a las tensiones de tracción que genera el aumento de

volumen del hierro al oxidarse.

Se debe tener en cuenta que las columnas exteriores, si bien no están sometidas a grandes esfuerzos, están

expuestas a un ambiente muy variable. Debiendo soportar temporadas de temperaturas muy bajas (bajo

0°C) y temporadas de temperaturas elevadas como en verano; No están protegidas del sol, ni las lluvias o

heladas. De esta forma al estar totalmente expuestas es probable que la corrosión se acelere, respecto al

nivel de corrosión de las columnas internas.

Figura 34-A: Imágenes de las lesiones que se observan en la mayoría de las columnas exteriores.

Desprendimientos del recubrimiento y armaduras oxidadas y corroídas.

evaluación preliminar del grado de daño de una planta

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