Patologa de las cimentacionesEste trabajo pretende presentar de manera sucinta los problemas de durabilidad, debidos a la gravedad del medio, mas comunes que afectan a las estructuras de concreto en contacto con el suelo y el agua.

DURABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETOEl concreto ha probado a travs de los siglos ser un material durable. Existen an estructuras construidas por los romanos, teles como edificios, cimentaciones, estructuras hidrulicas, que han soportado por casi 2000 aos la agresin del medio. Hay innumerables estructuras que no han sobrevivido; muchas de ellas probablemente sufrieron degradacin, perdieron sus condiciones de servicio y fueron abandonadas y destruidas con el tiempo.En el mundo moderno, nadie pretende que las estructuras sean eternas. La dinmica del crecimiento las renovar o reemplazar probablemente en el lapso de 100 aos, lo que si se pretende es que las estructuras sena durables, es decir que mantengan las caractersticas de servicio y resistencia, para las que fueron diseada, por lo menos por el lapso de su vida til prevista.Para lograr este propsito, es indispensable que las estructuras, adems de ser diseadas por resistencia, se diseen por durabilidad.En muchos casos el deterioro se evita tomando medidas preventivas, que requieren para ser adecuadas, del conocimiento de los agentes agresivos y de la interaccin de los factores que afecta la durabilidad. El deterioro, la generalidad de las veces e s consecuencia de una eleccin imperfecta, al casar al concreto elegido, para ser usado en un medio determinado, con las caractersticas de ese medio. Una de las ventajas del concreto es la posibilidad de poder obtener propiedades determinadas con la seleccin apropiada de cemento, agregado y aditivos y sus proporciones. Laperfomancedel concreto estar influenciada adems, por el diseo y las prcticas constructivas. Ver figuraN1.

QU ATENTA CONTRA LA DURABILIDAD?La durabilidad de una estructura puede ser comprometida por varios factores reconocidos de degradacin del concreto que van desde los superficiales por desgaste, hasta los qumicos que afectan la masa misma del concreto y que se pueden agrupar en: (Ver Tabla 1).a.Agentes fsico-mecnico como la abrasin sea sta por slidos o lquidos el impacto, la vibracin, y los ciclos de congelamiento y deshielo.b.Agresin qumica, tal es el caso de la corrosin del concreto por ataque de cidos, de sulfatos y otros elementos o compuestos presentes en el medio.c.Agresin electro-qumica, que ocurre en estructuras de concreto armado cuando por la presencia de sales, especialmente cloruros, se genera una celda galvnica con flujo de electrones a travs del electrolito concreto contaminado con cloruros o hmedos - , y corrosin del acero, con la consecuente expansin de los xidos, producto de la corrosin, que finalmente destruyen el concreto por las tracciones internas generadas.d.Fisuramiento trmico que ocurre en la superficie de elementos estructurales masivos, cuando se produce una gradiente trmica muy pronunciada entre la superficie y la masa interior del concreto.En la tabla 1 se muestra una relacin de los mecanismos de deterioro del concreto.En este trabajo se presentan las caractersticas del mecanismo de deterioro que ms prdidas produce, la corrosin del concreto por ataque qumico y la agresin electo qumica o corrosin del refuerzo.MECANISMOS DE ATAQUE AL CONCRETOLos problemas de durabilidad ms comunes en estructuras que estn en contacto con el suelo o con el agua, tales como las cimentaciones son debido al deterioro y destruccin de los materiales concreto y acero por agresividad del medio. Se describe seguidamente los mecanismos de deterioro ms comunes, clasificados en dos grupos segn sea la agresin de origen qumico o de origen electro qumico, su conocimiento es indispensable para poder hacerles frente y tener la posibilidad de construir cimentaciones resistentes a l agresin del medio.Tabla 1. Mecanismos de deterioroFactores que pueden producir deterioro prematuroCaractersticas del concretoCaractersticas del medioManifestaciones del deterioro

1.Helada y deshieloAusencia de aire incorporado en la pasta de cemento o agregado exc. Poroso o ambar en concretoHumedad, heladas y deshieloExpansin interna

2.Ataque qumico agresivoa.Sulfatosb.B. (Leaching)Excesiva cantidad de aluminatos de calcio hidratados en la pasta de cementoPorosidad excesivaHumedad con concentracin excesiva de contenidos de sulf. Disueltos solubles.Humedad de pH bajo y contenido bajo de cal disueltaExpansin int. Y rajaduras Disolucin y prdida de componentes

3.AbrasinBaja resistencia a la abrasinAbrasivo muchas veces en cero bajo el aguaDesgaste de superficie con prdida de materia

4.Corrosin del refuerzoMetal corrosivo y frecuente presencia en el concreto de agentes que inducen a la corrosinHumedad cero, humedad y agentes que inducen a la corrosinExpansin interna y rajaduras

5.Reaccin alkali SliceCantidad excesiva de slice sobuble en agregados y lcalis den el cementoHumead cero. Humead y lcalisExpansin

6.Otrasa.Cementob.Fisuracin PlsticaCantidad exc. De CaO o MgO no hidratados en el cemtnoFalta de contenido de humedad sostenido en el perodo de curado especificado.HumedadIndice alto de evaporacin de la humedadExpansin interna y rajadurasFisuracin en edad temprana

MECANISMO DEL ATAQUE QUMICO DE LA CORROSIN DEL CONCRETOLa corrosin del concreto puede darse por factores internos y por factores externos.La corrosin por factores internos se da por las reacciones entre los componentes del concreto. Entre ellas tenemos, la reaccin lcali agregado es decir la reaccin de los agregados o por reaccin de los cementos. La reaccin lcali agregado no se ha dado en Per o por lo menos no esta documentada su ocurrencia; la reaccin de los agregados se debe al cido sulfrico que se forma por oxidacin de sulfuros de fierro, esta reaccin tampoco est documentada en el Per; la reaccin del cemento se da por exceso de cada libre o por exceso de magnesio, esta ocurrencia es cosa del pasado por que las normas de fabricacin de cementos ponen lmites severos al contenido de ambos productos.La corrosin del concreto por factores externos es un fenmeno qumico que se produce por la reaccin de sustancias agresivas externas con los lcalis del concreto, producto de la hidratacin del cemento. En este tipo de corrosin la que nos interesa tratar en estas notas. La corrosin por factores internos la mencionaremos muy sucintamente.SUSTANCIAS AGRESIVAS AL CONCRETO EN EL SUSELO Y EN EL AGUALas sustancias ms dainas a la estructura de concreto que estn enterradas en el suelo y en contacto con aguas subterrneas, y que dan origen a la corrosin del concreto, son los sulfatos y los cidos. A estos agentes se le suma los cloruros, por su accin destructiva cuando penetran al interior de elementos de concreto armado. Los cloruros, si bien no son dainos al concreto, su penetracin en ste origina, como veremos ms adelante, la corrosin del refuerzo.Es importante notar que la actividad nociva de los sulfatos y de los cidos slo ocurre en presencia de humedad. Por lo general solo las sustancias qumicas que estn en solucin son agresivas al concreto y su grado de agresividad depender de su concentracin en la solucin.El nivel de concentracin tolerable de sulfatos es sustancialmente mayor en suelos relativamente seco y bien drenado que cuando los sulfatos estn presentes en el agua subterrnea, es la concentracin de sulfatos en el agua la que decide si es necesario tomar medidas de prevencin.Las aguas subterrneas generalmente aguas de origen natural; su agresividad estar en funcin al contendido de qumicos que recoja en su pasos el subsuelo.Debe tenerse encuentra tambin la ocurrencia de agua de desecho industrial; stas por lo general tienen concentraciones muy altas de cidos y son difciles de manejar. En la cercana a plantas industriales que procesan o producen sustancias qumicas, se encuentra con frecuencia suelos altamente contaminados son sustancias que pueden ser destructivas del concreto.La vulnerabilidad del concreto ser mayor cuando las soluciones agresivas se encuentran bajo presin y son forzadas a penetrar en las porosidades y fisuras del concreto.El agua de mar tiene un alto contenido de sales disueltas las principales son cloruros (alrededor de 18000 ppm) y sulfatos (alrededor de 2000 ppm). A pesar del alto contenido de sulfatos, el agua de mar, en condiciones normales, tiene agresividad moderada sobre el concreto de buena calidad. Algunos investigadores piensan que la poca agresividad es debida al efecto inhibidor de las otras sales en especial la de cloruros. Es importante notar que en algunos lugares, tales como estuarios, radas de puerto y cuerpos de agua, donde existe obstruccin de las corrientes de la marea, puede ocurrir mayor concentracin de sales e incluso de compuestos orgnicos agresivos, en particular cuando hay contaminacin por desechos orgnicos, minerales u otros. En el puerto del Callao tenemos ejemplos muy recientes de destruccin de pilotes de concreto por severa agresin qumica y electo qumica. La experiencia en estructuras marinas, en aguas no contaminadas, muestra que la exposicin atmosfrica en las zonas de manera y de salpicadura, es el ambiente ms corrosivo. En aguas contaminadas el ataque qumico ocurre tambin en el cuerpo del pilote permanente sumergido.ATAQUE QUMICOEl ataque qumico de cemento Prtland se manifiesta por:LixiviacinEl paso del agua a travs del concreto por filtracin o por presin produce la disolucin y extraccin de la cal libre con la consecuente prdida de volumen y de resistencia. La disolucin de la cal del concreto ocurre tambin por contacto con aguas blandas debido al bajo contenido de sales que tienen estas (2).Degradacin de los aglomerantes del cementoLos cidos fuertes y algunas sales pueden reaccionar con los hidratos e hidrxidos del cemento.Expansin de los productos de la reaccinLos mecanismos de expansin se producen en el ataque por sulfatos, en el cristalizacin de sales, y en la reaccin lcali agregado.Cristalizacin de salesLa formacin de cristales resulta en expansin interna que rompe por traccin el concreto. Este mecanismo debe ser considerado cuando el concreto esta colocado en ambientes muy contaminados y ocurre generalmente, cuando hay filtracin de agua a travs del concreto.En este trabajo nos ocupamos slo de la corrosin del concreto producida por sulfatos y por aguas cidas por ser las sustancias agresivas ms comunes en los suelos.ATAQUE POR SULFATOSEl ataque por sulfatos ocurre especialmente en concretos sumergidos en agua de mar y en concretos enterrados o en contacto con el suelo cuando stos tienen humedad. Su poder destructivo depender de su concentracin en solucin en los suelos y aguas subterrneas.Los sulfatos ms comunes que se encuentran de manera natural en aguas subterrneas son: a) el sulfato de calcio o yeso (CaSO4); b) el sulfato de magnesio (Mg SO4) y c) el sulfato de sodio (Na SO4). Los sulfatos de sodio y magnesio son muy solubles en agua y por tanto pueden encontrarse en concentraciones mucho mayores que con sulfato de calcio. A igualdad de concentraciones en sulfato de magnesio es mucho ms agresivo que los sulfatos de sodio, calcio y potasio; su agresin tiene mayor alcance, ya que adems de reaccionar con los hidrxidos de calcio y los aluminatos, descompone los silicatos de calcio hidratados, es decir la pasta de cemento.Los sulfatos pueden producir la desintegracin del concreto al reaccionar con los hidrxidos de calcio (cal hidratada) liberados en el proceso de hidratacin del cemento, y forman sulfato de calcio (yeso). Este a su vez reacciona con el aluminato hidratado de calcio para formar el sulfo aluminiato de calcio (etringita). Estas dos reacciones dan productos slidos de mayor volumen que el original y son causantes de las expansiones y rupturas del concreto.La descomposicin y desintegracin del concreto es progresiva mientras ste est expuesto a los agentes que la produce. De no ser detectada y controladas a tiempo, su avance comprometer el recubrimiento de las barras dejando expuestas la armadura a la accin agresiva directa del medio.El efecto ser mas grave y destructivo cuando las sales penetran en la masa del concreto arrastrada por la presin del lquido, como ocurre en las estructuras de contencin de suelos o de agua. El dao en estos casos se concentra en la superficie opuesta, en las fisuras por donde ocurre la filtracin por la acumulacin de sales en las superficies.Adicionalmente al fenmeno qumico e independientemente a ste, se produce en muchos casos, un fenmeno fsico, que consiste en la cristalizacin de las sales de sulfatos en los poros y en las fisuras del concreto. La destruccin del concreto se debe a la expansin de las sales al cristalizarse.EL ATAQUE PORCIDOSPor lo general el concreto de cemento Prtland tiene poca resistencia al ataque de cidos. La agresividad de los cidos en el subsuelo ocurre por su presencia en las aguas subterrneas. Los cidos mas comunes de encontrar en disolucin en aguas subterrneas son los cidos de origen orgnico tales como el cido rico que se encuentra en depsitos de turba y el cido carbnico derivado del dixido de carbono disuelto. Algunas veces las aguas de origen pantanoso pueden contener cido sulfrico como resultado de la descomposicin bacteriana de los compuestos sulfurosos. Por lo general la presencia de sulfatos en solucin en las aguas subterrneas particularmente en suelos arcillosos, es ms frecuente que la acidez .La acidez, es decir la presencia o ausencia de compuestos cidos se mide con la escala logartmica del indicador de iones de hidrgeno, pH. Cuando el pH del suelo o del agua subterrnea est debajo del punto neutro 7,0, el agua es cida y por lo tanto capaz de atacar a cualquier tipo de cemento Prtland. La severidad del ataque depender de varios factores:a.Del tipo y concentracin de cido presente, los cidos orgnicos como los inorgnicos, excepcin del cido fosfrico, al descomponer la cal del cemento, forman sales de calcio como cloruros, nitratos y sulfatos, que son solubles en agua.b.De la posibilidad de renovacin del suministro de la solucin cida. Cuando no hay flujo de agua ni cambios de humedad o de nivel de la napa, la reposicin de las soluciones cidas es difcil y la acidez puede ser totalmente neutralizada, con relativo poco dao despus del ataque inicial al concreto, los ciclos de humedecimiento y secado puede ser muy dainos; las sustancias disueltas pueden migrar por las masas de concreto y depositarse en la superficie puede ser de las mismas sustancias o de algn producto de la reaccin formada en el concreto.c.Del contenido de cemento y de la impermeabilidad del concreto. Los concretos pobre y permeables son mas susceptibles al ataque.MECANISMO DEL ATAQUE ELECTO QUMICO O DE LA CORROSIN DEL REFUERZOLas barras de refuerzo de concreto estn sujetas a dos tipo de deterioro: oxidacin directa en presencia de humedad y oxigeno; y corrosin por accin electroqumica, que se produce por la presencia de cloruros conjuntamente con humedad de oxgeno.Proteccin del refuerzoEl acero de refuerzo est protegido de la corrosin por el recubrimiento de concreto que le provee una barrera protectora y por el ambiente alcalino producto de una combinacin de reacciones qumicas en la superficie del acero. Al fraguar, el cemento suelta lcalis, hidrxidos de sodio, potasio y calcio, convirtiendo al medio alrededor de las barras en pasivo, con un pH alto en el rango de 12.6 a 13.5. En este medio alcalino alto se produce una reaccin qumica en la superficie del concreto, formndose una pelcula protectora que inhibe las reacciones electroqumicas del proceso de corrosin. Ver fig. N 2.

La superficie del acero embebida en el concreto permanecer pasivamente mientras subsista un pH alto y no haya presencia importante de cloruros aunque el oxigeno y la humedad lleguen al acero.Factores que destruyen la proteccinEsta situacin no es esttica, la pasividad del acero se pierde cuando se reduce la alcalinidad del concreto, esto ocurre bajo las siguientes condiciones: a) Por carbonatacin del concreto, b) Por presencia de concentraciones de cloruros en el concreto que rodea las barras, y c) Por corrientes elctricas que recorren la masa del concreto.a. Carbonatacin del concretoSe produce por la reaccin qumica de los lcalis del concreto, particularmente el hidrxido de calcio, con el anhdrido carbnico del aire, que da como resultado el carbonato de calcio. En esta reaccin, el pH del concreto cae a valores por debajo del nivel de proteccin, dejando a las barras en unos ambientes neutros y expuestos a la oxidacin directa en presencia de humedad y oxgeno. La corrosin de las barras en estos casos es generalizada. El ritmo de avance de la carbonatacin depende, en gran medida, en la calidad del concreto, en particular en su permeabilidad, y en el estado de fisuracin de las superficies.b. Cloruros en la cercana de las barras de aceroCuando estn en presencia de humedad y oxgeno, convierten al concreto en un electrolito, destruyen la pelcula pasivamente que las rodea y protege, y reaccionan con el fierro, generando un proceso electro-qumico que produce corrosin del refuerzo de acero aun en concreto no carbonatados. La corrosin debida a cloruros es generalmente localizada. Los cloruros pueden ingresar al concreto, trados por la brisa marina, por el agua de mar en las zonas de salpicadura, por la atmsfera de ambientes industriales contaminados con cloruros, por la aplicacin de cloruros de sodio como agente contaminante en la superficie de los puentes como ocurre en pases nrdicos o por su presencia en el suelo ya sea por su origen marino o por contaminacin.Los cloruros pueden tambin estar presentes en la masa del concreto, introducidos en el proceso de preparacin de la mezcla, con los agregados con el agua de mezcla o con los aditivos del concreto.La composicin qumica del cemento es un factor importante en la neutralizacin de los sulfatos del cemento y de los cloruros en el concreto. El aluminato triclcico, C3A, reacciona con dichas sales y forma compuestos insolubles. Ser por tanto ventajoso el empleo de los cementos con mayor contenido de C3A.c. Las corrientes elctricas directasPueden ingresar al concreto inducidas por equipos tales como motores elctricos no aislados, sistemas de puesta a tierra defectuosos, trenes elctricos etc. Cuando dichas corrientes, al recorrer el concreto, encuentran discontinuidad elctrica en la armadura y esta no tiene una descarga a directa a tierra, se produce corrosin localizada en los puntos de salida de la corriente de cada barra.El efecto de las corrientes vagabundas ser mas grave en concretos de baja resistividad, tales como concretos con contenidos altos de humedad o concretos contaminados con cloruros. La corrosin por corrientes vagabundas es una ocurrencia muy frecuente en edificaciones industriales con procesos hmedos y en los que los equipos no estn aislados del concreto. Ocurre tambin en estructuras enterradas en suelos de baja resistividad elctrica por lo general suelos hmedos con alto contenido de sales cuando hay sistemas de puesta a tierra de equipos industriales o de sistemas elctricos como son las centrales de trasformacin elctrica.Efectos de la corrosinLa corrosin del refuerzo genera xidos de fierro en la superficie de las barras que producen fuerzas expansivas muy altas, que eventualmente destruyen al concreto que forma el recubrimiento y dejan a las barras expuestas directamente al medio y a la corrosin atmosfrica.Las caractersticas de la destruccin dependern del tipo de corrosin, de si stas es localizada o generalizada, de la disposicin de la armadura y su ubicacin en la seccin del elemento, etc.La corrosin lleva generalmente, la prdida de la competencia estructural; por la destruccin del concreto; por la corrosin del acero que, cuando es generalizada produce reduccin de la seccin de la barra y prdida de adherencia y cuando es localizada produce picaduras que originan concentraciones de esfuerzos que puede llevar a la rotura de las barras con resultados generalmente graves.DISEO POR DURABILIDADCuando se disea o construye una estructura de concreto, es indispensable tomar en cuent una serie de factores interrelacionados para asegurar su durabilidad, estos son: Las condiciones del medio Los mecanismo de ataque al concreto La medida de prevencinCONDICIONES DEL MEDIOEs esencial en primer lugar conocer las condiciones de exposicin a las que estar sujeto el elemento estructural en su vida til prevista. La evaluacin de las condiciones del suelo debe realizarse en ase a una investigacin del sitio ligada al conocimiento geolgico del rea. Dicha evaluacin no debe limitarse a establecer las condiciones de estabilidad y resistencia del suelo. Debe establecer tambin, la presencia de sustancias dainas al concreto, la humedad del suelo y el origen de la misma, el nivel de la napa fretica, y finalmente la resistividad electrice de los suelos hasta la profunda comprometida por las estructuras enterradas.La agresividad del suelo depende no slo de la agresividad inherente de las sustancias qumicas presentes sino tambin de su disponibilidad en el tiempo. Por lo general habr un balance entre el ritmo de ataque y el ritmo en el que la sustancia agresiva se repone por migracin en el suelo y a medida que la reaccin prosigue, a travs del concreto atacado. Dado que las migraciones de sustancias en el suelo solo se da cuando hay presencia de humedad, no slo debe ponerse atencin en determinar que agentes agresivos estn presentes, sino tambin evaluar la permeabilidad del suelo, las variaciones de la napa fretica y los efectos de los cambios estacionales y climtico en el movimiento del agua subterrnea.Una vez que se conoce el medio, debe identificarse a los agentes agresivos en base a la experiencia propia o bibliogrfica para luego establecer los mecanismos de deterioro a los que podra estar sujeta la estructura y para definir las medidas de prevencin ms convenientes.MECANISMO DE ATAQUEEl conocimiento de los mecanismos de ataque al concreto es indispensable para poder definir las medidas de prevencin mas convenientes para cada caso. Debe tenerse en cuenta que la generalidad de las veces la destruccin del concreto se da por una combinacin de factores que se superponen y se suceden unos a consecuencia de los primeros. En el numeral 4.0 de este trabajo se describen los mecanismos de ataque mas frecuentes que deben tenerse en cuenta.MEDIDAS DE PREVENCINLa prevencin contra deterioro involucra a todas las actividades de un proyecto, desde el diseo y detallado, seleccin de materiales, procesos constructivos, proteccin y mantenimiento.Las medidas de prevencin deben ser mas severas en estructuras en las que ser difcil o imposible su inspeccin peridica, tal es el caso de las cimentaciones, estructurales enterradas o de las estructuras sumergidas.Hay una serie de medidas de prevencin contra la corrosin del concreto y corrosin del acero que son comunes, hay otras que tiene un carcter ms especfico al tipo de agresin que se desea combatir. Las medidas de prevencin comunes estn relacionadas con la calidad del concreto y en especial con su permeabilidad.En cimentaciones y otras estructuras en contacto con el suelo y el agua son ms las medidas de prevencin comunes que las especficas. Porque en medios agresivos la corrosin del concreto, al no poder ser controladas pro falta de inspeccin, llevar necesariamente a la corrosin del refuerzo.Debe tenerse presente que solamente las estructuras bien diseadas por durabilidad, construidas con materiales de la mas alta calidad, asociada con una ejecucin rgidamente controlada, pasarn la prueba del tiempo en medio agresivo.La prevencin comprende medidas relativas al diseo y medidas relativas a la calidad del concreto, medidas de proteccin complementarias.Medidas relativas al diseo y detalladoEn la etapa de diseo y detallado se toman decisiones que influyen directamente en la durabilidad de las estructuras. Las decisiones para ser correctas, tienen que basarse sobre el conocimiento profundo de las caractersticas del medio donde estarn inmersas las estructuras y de las caractersticas del uso al que estarn sometidas.Es recomendable que en la etapa se tomen decisiones correctas sobre aspectos tales como:a. Recubrimiento del refuerzoEl propsito del recubrimiento es de proveer una barrera semi impermeable suficientemente gruesa, para asegurar el concreto, en contacto con el acero, no est carbonatado ni contaminado por sales.El espesor del recubrimiento debe ser compatible con las caractersticas agresivas del medio. La norma tcnica nacional E 060, Estructuras de Concreto Armado, establece los recubrimientos mnimos y llama la atencin sobre los ambientes corrosivos y otras condiciones severas de exposicin.El recubrimiento debe mantenerse en todas las superficies, de ser posible incrementarlo en los bordes y esquinas.Las estructuras sujetas a presin hidrosttica, deben recibir proteccin adicional y en lo posible deben ser aisladas del agua mediante membranas impermeabilizantes. Es de notar que en ciertos ambientes, tales como ambientes marinos, el recubrimiento de concreto puede ser insuficiente como barrera contra la penetracin de sales y ser necesario recubrir a medidas especiales para lograr mayor impermeabilidad revestimiento selladores o concretos de muy baja permeabilidad logrados con el empleo de aditivos densificadores.b. Control de fisuracinLas fisuras en la superficie del concreto aumentan el riesgo de penetracin de sales, oxgeno y humedad, propiciando corrosin del concreto y del acero. La fisurain generalmente se explica por razones de trabajo estructural, tal como las fisuras por flexin, o, por tracciones debidas a la contraccin del concreto. Este ltimo producto de la fragua del concreto, del proceso de secado o de las gradientes trmicas caso de elementos estructurales masivos. Para controlar los efectos de la fisuracin que tiene su origen en el comportamiento estructural, es necesario limitar el ancho de fisuras, mediante una adecuada seleccin, dimensionamiento y distribucin del refuerzo.La contraccin del concreto debe controlarse principalmente mediante la seleccin de los componentes del concreto y sus proporciones, con procesos de compactacin y curado adecuados y con juntas de control bien ubicadas.La gradiente trmica debe controlarse limitando la temperatura del concreto cuando se lo coloca. Para ello ser necesario reducir la resistencia del concreto al mnimo posible para reducir la cantidad del cemento; empelar aditivos apropiados y encofrados que minimicen cambios de temperatura.c. Seccin de los elementosLos agentes agresivos del medio penetran al concreto a travs de las superficies. Cuando menor sea la superficie expuesta menor ser la contaminacin del concreto. En consecuencia, en el diseo debe buscarse secciones de permetro mnimo. Ser mejor, en este aspecto, las secciones rectangulares que las secciones con patn, y una seccin rectangular ancha que dos angostas, etc. (ver figura N 3).

Las estructuras masivas son menos vulnerables al ataque qumico que las estructuras de secciones pequeas, por la menor relacin del rea superficial a volumen expuesto. Sin embargo, problemas de otro tipo, ligados a la fisuracin trmica, que pueden ocurrir en estructuras masivas si no se tiene cuidado en la seleccin de los materiales y en el curado.Los bordes y las esquinas son ms susceptibles al ataque. Debe proveerse drenajes para la excavacin de aguas sean stas de cualquier origen. El agua acumulada ingresa a la masa de concreto y al hacerlo disminuye su resistividad, facilitando los procesos de corrosin galvnica. El agua debe drenar sin grandes recorridos horizontales y sin humedecer innecesariamente las superficies verticales. El diseo de los drenes debe evitar el humedecimiento del concreto por capilaridad. Los drenes que atraviesan el concreto deben ser de materiales libre de corrosin (fig. 4).

Las aguas del subsuelo deben drenarse o desviarse de manera que las estructuras enterradas no sirvan de elementos contenedores de su flujo. La presin de agua contra la superficie de concreto forzar el ingreso del agua a la masa del concreto y con ella de las sales y soluciones cidas.Medidas relativas a la calidad del concretoEn la generalidad de los casos en mas efectivo y econmico lograr concretos de calidad que brinden proteccin duradera al esfuerzo que recurrir a medidas de proteccin adicionales o correctivas.La observacin de obras y la experimentacin realizada en los ltimos aos, ha llevado a establecer que la durabilidad de una estructura de concreto esta relacionada directamente con la permeabilidad de sus concretos. Es posible decir que permeabilidad es sinnimo de durabilidad. (9).La permeabilidad no es nica, depender del agente agresivo que trate de penetrar en el concreto, as tenemos: permeabilidad a los lquidos (agua, agua cida, agua de mar, soluciones de sulfatos, aguas duras, etc.); permeabilidad a los gases (oxgeno, CO2, SO3 etc) o permeabilidad al in cloruro.Las ventajas que se logran con concreto de permeabilidad baja son mltiples:I. Ritmo de carbonatacin ms lento. En concretos densos, el ritmo de carbonatacin disminuye sustancialmente y puede detenerse totalmente a 10 15 mm de la superficie. En cambio en concretos permeables el ritmo de carbonatacin es ms rpido por la mayor superficie expuesta y la penetracin ser incontrolada.II.El ingreso de agua ser restringido y en un determinado medio ambiente, menor cantidad de agua penetrar y quedar retenida en la masa de concreto. En consecuencia dichos concretos tendrn menor conductividad elctrica, y se privar al proceso elctrico de uno de sus componentes esenciales: la humedad.III.La penetracin de sales cloruros y sulfatos y soluciones cidas ser restringida y mas lenta.IV.Mayor resistencia a la compresin, a la traccin y mayor mdulo de elasticidad.La permeabilidad es afectada por factores relacionadas con la seleccin y dosificacin de los materiales y por factores relacionados con la obra.a.1. Relacin agua / cemento (A/C)La relacin A/C, de acuerdo a experimentaciones realizadas (10), tiene influencia muy grande en la permeabilidad del concreto. En ensayos reportados por Whiting (10), variando la relacin A/C de 0.26 a 0.75 la permeabilidad del agua a presin hidrosttica aumento 4 veces, para la misma variacin, la penetracin de soluciones de cloruros aumento 10 veces.Diversas normas ponen lmites a la relacin A/C. La norma tcnica E 060 limita dicha relacin para el concreto expuesto a diversas concentraciones de sulfatos, ver tabal 2. El cdigo ACI 318 89 limita la relacin agua / cemento mximo a 0.40 y estipula la resistencia mnima a la compresin en concreto expuesto a diversos tipos de agresividad. As, para concretos expuestos a corrosin fija como resistencia mnima 330 kg/ cm2 con lo cual pretende fijar un nivel mnimo de proteccin alcalina dems de asegurar un contendido de cemento que permita la posibilidad de concretos densos.Para reducir la relacin agua / cemento, sin perder la trabajabilidad de la mezcla es conveniente el uso de aditivos reductores de agua.a.2. Tipo de cementoLa composicin qumica del cemento es un factor importante en la neutralizacin de los cloruros en el concreto. El aluminato triclcico, C3A, al reaccionar con dichas sales forma compuestos insolubles. Ser por tanto, ms ventajoso cuando se trata de resistencia a la corrosin galvnica por cloruros el empleo de cementos con mayor contenido de C3A.Para atender el problema de la reaccin qumica, por sulfatos, ser necesario emplear cementos resistentes a los sulfatos. El tipo de cemento recomendado depender de la concentracin de sulfatos en el medio, suelo o agua, en el contacto con el concreto.Los cementos de produccin nacional que ofrecen proteccin contra el ataque de sulfatos son el cemento puzolnico IP. El cemento tipo II y el cemento tipo V. Estos se emplearn de acuerdo a las recomendaciones dadas en la tabla 2.a.3. Granulometra de los agregadosEs recomendable emplear agregados con granulometra continua, ya que permiten lograr concreto mas densos.a.4. Sustancia deletreasPreviamente al empleo de los agregados y el agua es necesario hacer anlisis qumicos para conocer su contenido de sales y otras sustancias deletreas al concreto. En especial su contenido de cloruros.El contenido total de cloruros no debe exceder del lmite dado en la norma E 060 (ver tabla 4) para cloruros solubles en agua de una muestra de concreto endurecido. En dicha tabla el contenido de cloruros se expresa como porcentaje del cemento en la mezcla.La evaluacin de cloruros debe hacerse en funcin a las proporciones de la mezcla. Debe tenerse en cuenta que una parte del total de cloruros reaccionar con el cemento, durante la hidratacin y se convertirn en insolubles y por tanto no dainos.En muchos lugares de la costa se ha reportado canteras de agregados con muy alto contenido de cloruros solubles (Marcona, Chincha, Pisco u otros). En estos casos ante la dificultad de abastecimiento alternativo, es indispensable lavar los agregados para bajar su contenido de sales solubles. Luego del lavado los agregados deben analizarse por cloruros para establecer si el contenido de cloruros ha disminuido, a niveles compatibles con los lmites establecidos por la norma.Es recomendable ser conservador en los contenidos de cloruros que admitimos, ya que la agresividad de estos puede aumentarse por presencia de otras sales despasivantes tales como los sulfatos.El agua en muchos casos puede ser un ingrediente que adiciona cantidades apreciables de cloruros. En centros urbanos por efecto del tratamiento, el agua ya tiene cloruros y debe establecerse su contenido. El agua de pozo debe tambin ser analizada. Cuando sta est cercana al mar, por lo general, el agua tiene salinidad alta y no es recomendable emplearla sin un anlisis que establezca el contenido de sales y en particular cloruros.Tabla 2. Concreto expuesto a soluciones de sulfatosExposicin a sulfatosSulfatos soluble en agua, presente en el suelo como SO4 (*) % en pesoSulfato en agua p.p.m.Cemento tipoRelacin a/c mxima (*)Contenido mnimo de cemento kg/m3(*****)

Despreciable0.0 0.10 150(***)(****)275

Moderado (**)0.1 0.2150 1500II0.50310

Severo0.2 2.01500 10000V0.45330

Muy severo>2.0>1000V mas puzolana0.45370

(*) Una relacin agua cemento menor puede ser necesaria por razones de impermeabilidad, o por proteccin contra la corrosin de elementos metlicos embebidos, o por congelacin y deshielo.(**) Agua de mar(***) Debe haberse comprobado que la puzolana es adecuada para mejorar la resistencia del concreto a la accin de los sulfatos, cuando ella es empleada en concretos que contienen cemento Prtland Tipo V.(****) Para ste tipo de exposicin no hay limitaciones(******) Recomendaciones de las normas Britnicas.Tabla condiciones especiales de exposicinCondiciones de exposicinRelacin agua / cemento mxima

Concreto de baja permeabilidad:a.Expuesto a agua dulceb.Expuesto a agua de mar o agua salobrec.Expuesto a aguas cloacales (*)Concreto expuesto a proceso de congelacin y deshielo en condicin hmeda:a.Sardineles, cunetas, secciones delgadasb.Otros elementosProteccin contra la corrosin de concretoExpuesto a la accin de agua de mar aguas,Salobres, neblinas o roco de esta aguaSi el recubrimiento mnimo se incrementa en 15 mm0.500.450.450.450.500.400.45

(*) la resistencia fc no deber se menor de 245 kg/ cm2 por razones de durabilidad.Tabla contenido mximo de ion cloruroTipo de elementoContenido mximo de ion cloruro soluble en agua en el concretoExpresado como % en peso del cemento

Concreto pretensadoConcreto armado expuesto a la accin de clorurosConcreto armado no protegido que puede estar cometido a un ambiente hmedo pero no expuesto a cloruro (incluye ubicaciones donde el concreto puede estar ocasionalmente hmedo tales como cocinas, garages, estructuras ribereas y reas con humedad potencial por condensacin)0.60.10015

Concreto armado que deber estar seco o protegido de la humedad durante su vida por medio de recubrimientos impermeables0.80

a.5. AditivosEn estructuras que estarn sujetas a ambientes especialmente corrosivos, es recomendable el empleo de aditivos densificadores de la mezcla. Tal es el caso de la microsilica que reduce sustancialmente la permeabilidad del concreto al in cloruro o de los concretos impregnados con ltex, que reducen drsticamente su permeabilidad a lquidos.En el empleo de aditivos en el concreto, como aceleradores u otros fines, debe tenerse especial cuidado de no incluir cloruros en la mezcla. Para el efecto deber analizarse la composicin qumica del aditivo propuesto y desechar en lo posible aquellos en cuya formulacin haya cloruros.a.6. Empleo de barras protegidas contra la corrosinEl empleo de barras protegidas por resinas epxicas es una prctica probada extensamente en los pases desarrollados del hemisferio norte. El recubrimiento epxico no reduce significativamente la adherencia. De preferencia las barras deben ser revestidas luego de habilitado. El procedimiento que garantiza la uniformidad del revestimiento y la ausencia de discontinuidades en ste.b. Medidas relativas a la obraEl medio mas efectivo para lograr la durabilidad deseado en una estructura de concreto, es asegurar que el concreto desarrolle su calidad potencial. Ser de particular importancia no solo el logro de la resistencia a la compresin, sino tambin, su densidad, su baja permeabilidad entre otras propiedades. Para asegurar esto, los procesos constructivos de mezclado, transporte y colocacin, consolidacin deben ceirse a la buena prctica constructiva establecida en norma como el ACI 318, ACI 301 y norma tcnica nacional E 060 y deben ser controlados en todos sus aspectos.De particular importancias ser:b.1. El almacenamiento de los materialesDebe evitarse su contaminacin sus sustancias deletreas. En ambientes marinos es necesario proteger las barras no solo para evitar su oxidacin por humedad sino tambin para evitar su contaminacin por la brisa cargada de cloruros. En todo caso es recomendable lavar las armaduras con agua potables inmediatamente antes del llenado del concreto.b.2. CuradoDel curado del concreto depender no solo el logro de la resistencias del concreto sino tambin la calidad de sus superficies, en gran medida su fisuracin y su permeabilidad, (Whiting (10) sostiene que si el concreto no es curado por la va hmeda por lo menos 7 das, la permeabilidad crecer 4 veces).El curado temprano y prolongado por va hmeda es el mas efectivo.Cuando el curado se hace con membranas es necesario certificar previamente la performance de stas.En superficies horizontales, el aniego continuado es el mas efectivo. Las arroceras para este propsito deben formarse con arena libre de contaminantes. En ciertos lugares las arenas que se encuentran en el sitio provienen de zonas costeras y pueden tener contenidos elevados de cloruros. Su empleo en las arroceras no es conveniente, porque producirn corrosin de cualquier barra de acero que sobresalga y porque los cloruros de la arena lavados por el agua sern introducidos en el concreto joven (12).El curado con membranas no es tan efectivo como el curado por va hmeda. Previamente su empleo es conveniente certificar su performance mediante pruebas comparativas. Ensayos realizados han demostrado que hay curadores que no sellan las superficies y la prdida de humedad es similar a la que ocurre en concreto expuesta al ambiente.b.3. Limitar el revenimiento de la mezcla (slump)Mezclas muy sueltas propician el asentamiento del concreto plstico, por debajo de la armadura superior, generando vacos en le concreto que debilitan la seccin, lo hacen menos denso y llevan a la fisuracin del concreto superficial.b.4. EncofradosLos elementos de fijacin de los encofrados que atraviesan el concreto deben ser removibles. No debiendo quedar por ningn concepto elementos metlicos, alambres u otros, sin el recubrimiento especificad. La prctica comn de fijar los encofrados con alambre amarrado a la armadura, para luego del desencofrado cortar dichos alambres picando el concreto localmente y resanndolo, es tremendamente daina. Adems del dao esttico y estructural que se ocasiona con el picado, el resane, la generalidad de las veces, no tendr la misma calidad del concreto del origen. Se fisurar y ser el camino para la corrosin del refuerzo.En elementos masivos, el encofrado debe evitar la prdida de calor y aminorar la gradiente trmica.b.5. Consolidacin de la mezclaTanto para lograr la resistencia y densidad potencial de la mezcla, es indispensable consolidar el concreto por medio de vibradores. La energa de los vibradores debe ser compatible con las caractersticas de la mezcla, la masa de concreto por vibrar, el tamao de las secciones y la congestin de su refuerzo.b.6. Aislamiento del concretoCuando la concentracin de sulfatos o de soluciones cidas es muy alta, es recomendable, en lo posible, aislar las estructuras del medio agresivo. El aislamiento puede hacerse reemplazando el material contaminado que rodea al concreto, por material no contaminado. Esta solucin no es adecuada en terrenos saturados porque el relleno de material importado tender a contaminarse muy rpidamente. En estos casos, lo mas adecuado es aislar la estructura de concreto mediante recubrimientos resistentes a sulfatos. La emulsin asfltica ha probado dar buenos resultados. El aislamiento del fondo de las cimentaciones y las losas pueden hacerse mediante el empleo de membranas plsticas con juntas selladas.En este aspecto debe tenerse en cuenta que el aislamiento del concreto del medio agresivo, es una solucin temporal por cuando los revestimientos tienen vida limitada. Siempre ser mejor solucin, especialmente en cimentaciones que son casi imposible de inspeccionar, buscar la proteccin en el mismo concreto: hacindolo denso y muy baja permeabilidad.