INTRODUCCIÓN

En el siguiente apartado se estudiaran aquellos síntomas patológicos que son las

causas de un comportamiento anormal en las estructuras de concreto, analizando

así también las causas que ocasionan dicho comportamiento, su significado y las

medidas necesarias que se deben tomar para repararlas.

“Las estructuras de hormigón deben ser proyectadas y construidas de modo que, bajo las

condiciones ambientales previstas en la etapa de proyecto, y cuando utilizadas conforme

previstas en el proyecto, conserven su seguridad, estabilidad y aptitud durante el servicio

en un período mínimo de 50 años, sin que exijan medidas adicionales de mantenimiento y

reparo”.

6.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES

El termino de patología proviene del griego pathos: enfermedad, y logos: tratado.

Si asimilamos el término Patología al estudio de los defectos y fallos, en este caso

del Concreto, habremos encontrado el origen del término, es justo lo que hicieron

los franceses al adoptar este término propio de la medicina a la ingeniería.

Es la parte de la durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y

diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto. También

se le define como el tratamiento sistemático de los defectos del concreto, sus

causas, sus consecuencias y sus soluciones.

Entre los síntomas patológicos más importantes se encuentran. La aparición de

rugosidades superficiales; la formación de una película superficial, adherente o no,

constituida por reacción química entre agentes agresivos y el hormigón

endurecido; los cambios de coloración; la aparición de exfoliantes,

descantilladuras o degradaciones más o menos profundas; y, sobre todo, la

aparición de fisuras.

Origen de los daños

Se ha estudiado y encontrado diversidad de orígenes o causas de los daños. A

continuación se presenta la siguiente clasificación.

1. Asiento plástico: se produce como respuesta a la exudación durante las tres

primeras horas de colocado, dependiendo de la temperatura.

2. Retracción plástica: se produce en la 1ra y 6ta hora a partir de la colocación

y sus daños son frecuentes en elementos superficiales como las losas,

muros, trabes, etc…

3. Contracción térmica inicial: estas son producidas por el calor de hidratación

derivado de la reacción de hidratación del cemento.

4. Retracción hidráulica: consiste en la disminución del volumen que

experimenta el concreto endurecido, cuando está expuesto al aire con

humedad no saturada. Es debido a reacciones químicas y la reducción de

humedad.

5. Fisuración en mapa: Es una fisuración que afecta superficialmente al

elemento de concreto y que suele aparecer entre 1 y 15 días a partir del

vaciado. La profundidad rara vez llega al centímetro y por tanto tiene poca

trascendencia estructural.

Fuera de las agresiones anteriores al concreto y al acero, existen formas de

agresión medio ambiental que afectan al concreto, especialmente a la superficie,

por la influencia de los microclimas, a veces a pocos centímetros de la superficie

del concreto. En este tipo de agresión se distinguen dos tipos: depósitos de polvo

sobre superficies en lugares con poca lluvia, y depósitos de cultivos biológicos en

superficies húmedas del concreto.

Fig. 1. Causas y efectos de las principales manifestaciones patológicas estructurales

CAUSA

Defecto

Daño

Deterioro

DiseñoMateriales

Construcción

SobrecargaSismoFuego

Derrame químico

Secado y mojadoVariación térmica

PudriciónCelda electro-química

Reacción alcalinaAtaque de sulfatosAtaque de ácidos

Ataque de xilófagos

EFECTO

Asentamiento

Deformación

Fisuración

Descascaramiento

Desconchamiento

Delaminación

Desintegración

6.2 DIAGNÓSTICOS EN CONSTRUCCIONES DE CONCRETO

A partir de las diferentes observaciones que se ejecuten, del levantamiento de

daños que se realice, de los resultados de los ensayos y mediciones, se formulará

el diagnóstico de las patologías y daños detectados con la explicación que soporta

la mejor comprensión del fenómeno de daño con lo cual se realizará un Informe de

las Patologías encontradas.

En cada caso, se clasificarán y se calificaran los daños con el fin de tipificarlos

tanto del daño en sí como de los posteriores procedimientos de obra.

La indicación del diagnóstico está dada para que el consultor de entrada a través

de los síntomas y/o de las manifestaciones patológicas típicas que ocurren en

obras realice acciones correctivas.

Inspección y evaluación preliminar

Inspección visual reportando la apariencia general de los daños, áreas

afectadas, tipos de grietas visibles, situación de los puntos más importantes

del elemento o la estructura.

Evaluación del nivel de daño: leve, moderado, fuerte o severo.

Definición de la funcionalidad o habitabilidad.

Definición de sistemas de rehabilitación temporal.

Diagnostico preliminar.

Inspección y evaluación detalladas.

Reporte detallado de cada daño, que incluya su ubicación, dimensiones,

descripción y magnitud.

Verificación de medidas, niveles, desplomes y asentamientos.

Recopilación de información histórica: planos, cálculos, estudios de suelos,

bitácora de construcción, reportes de control de calidad, registros de

modificaciones.

Verificación de la información.

Evaluación de daños con causas y posibles soluciones.

Equipo para la evaluación de los materiales

Concreto: esclerómetro, extracción de núcleos, ultrasonido e indicadores

de grietas.

Acero: pacómetro, extracción y pruebas de barras.

Suelos: prueba de penetración y prueba triaxial.

Criterios para la evaluación de estructuras de concreto

Análisis de grietas

Inspección del estado de los elementos

Inspección del estado de los puntos estructuralmente importantes

Inspección de la corrosión del acero de refuerzo

Investigación de efectos químicos

Revisión de los recubrimientos

Análisis estructural antes del daño

Análisis de detalles de estructuración

Revisión de reglamentos vigentes

Planeamiento y evaluación de alternativas de reparación.

Ejemplos de enfermedades con sus respectivos diagnósticos

Retracción hidráulica y térmica

Manifestación: Fisuración por retracción hidráulica y térmica

Vigas

Losas

Columnas

Paredes-cortina

Diagnóstico:

Alta relación agua/cemento

Alto calor de hidratación

Exceso de vibración

Cura mal hecha

Disminución del volumen del hormigón

Surgimento de fisuras que atraviesan el elemento.

Pronóstico:

Aumento de la porosidad

Transporte de agentes agresivos

Carbonatación,

Corrosión de las armaduras

Colapso de la estructura

Actuaciones correctivas:

Analizar la actividad de las fisuras y clasificarlas como activas o pasivas

Eliminar cuidadosamente el hormigón comprometido, limpiando bien la

superficie

Efectuar protección térmica conveniente

Técnicas de inyección: sellantes, base epoxi, base cementicia.

Reacción álcalis-agregado

Manifestación: Reacción álcali-agregado

Diques de presas

Diagnóstico:

Concentración de álcalis en los aglomerantes > 0,6

Humedad relativa del ambiente > 75% o presencia de fuentes externas de

humedad

Agregado con sílice, silicato o carbonato reactivos

Reacción entre os álcalis del aglomerante con el árido reactivo

Producción de un gel de sílice

Absorción del agua por osmosis por el gel

Expansión y generación de tensiones internas

Formación de micro-fisuras internas

Aparecimiento de fisuras superficiales en la forma de redes.

Pronóstico:

Movimentación del gel de sílice del árido para las regiones micro-fisuradas

Aumento de las micro-fisuras por el acumulo del gel

Aparecimiento de fisuras en la superficie del hormigón en la forma de rede

Aumento de volumen de los elementos de hormigón

Pérdida de resistencia debido a la desagregación del hormigón

Actuaciones correctivas:

Controle del acceso de agua al interior del hormigón

Uso de sales de litio

Confinamiento de la reacción

Prevención:

Evitar el contacto de fuentes externas de humedad con el hormigón

Especificar aglomerante con tenor de álcalis £ 0,6%

Especificar aglomerante con 50% o más de escoria granulada de alto horno

Especificar aglomerante con 25% o más de ceniza volante

Concentración de álcalis máxima en el hormigón de 3,0 kg/m3

Evaluar la reactividad potencial de los áridos a través de ensayos

laboratoriales.

Reacción con sulfatos

Manifestación: Ataque por sulfatos

Cualquier estructura de hormigón expuesta el aguas residuales industriales

o suelos sulfatados, agua de mar o lluvias con polución urbana

Cimentaciones

Galerías de efluentes albañales

Estructuras de hormigón “of shore”

Diagnóstico:

Interacción del sulfato con los hidróxidos de calcio libre y con los aluminatos

de calcio hidratados

Formación de la gipsita y de la etringita secundaria

Aumento de volumen de los sólidos provocando la expansión

Fisuración continua y severa

Actuaciones correctivas:

Remoción del hormigón con tenor de sulfatos > 5%

Reparación superficial localizada y/o superficial generalizada

Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada

Protección superficial del hormigón

Prevención:

Especificar cimentos con bajo tenor de C3A

Especificar consumo mínimo de cemento

Especificar bajas relaciones a/c

Especificar cemento pozolánico

Acción de soluciones ácidas

Manifestación: Ataque por soluciones ácidas

Tanques

Galerías de efluentes albañales

Canaletas y canales

Pisos

Diagnóstico:

Fuente de soluciones de ácidos orgánicos o inorgánicos

Disolución de la camada superficial carbonatada

Formación de sales (CaCl2, AlCl3, FeCl3) más solubles que CaCO3

Reacción entre os ácidos y el hidróxido de calcio

Formación de sales de calcio solubles en agua

Lixiviación de los compuestos de calcio solubles en agua

Remoción de la pasta y exposición de los áridos

Ataque a los áridos calcáreos y dolomíticos

Pronóstico:

Exposición de los áridos por la lixiviación de la pasta de cemento

Aumento de la porosidad del hormigón

Disminución de la resistencia

Desagregación de los áridos calcáreos o dolomíticos

Disminución del pH del hormigón y corrosión de la armadura

Actuaciones correctivas:

Escarificación mecánica para remoción del hormigón desagregado

Reparación superficial localizada y/o superficial generalizada

Reparación profunda localizada y/o profunda generalizada

Protección superficial del hormigón

Acción del agua del mar

Manifestación: Deterioro por agua de mar

Estructuras de hormigón expuestas al agua de mar

Diagnóstico:

Impacto de las olas del mar

Contacto directo con el agua de mar con ciclos alternados de mojado y

secado

Acción de los cloruros

Acción de los sulfatos

Pronóstico:

Corrosión de la armadura inducida por cloruros

Impactos provocan erosión y abrasión superficial del hormigón

Expansión, fisuración y desagregación debido a la acción de los sulfatos

Lixiviación y corrosión de la armadura debido a la acción de los cloruros

Actuaciones correctivas:

Restauración del monolitismo de la pieza

Remoción del hormigón desagregado y con tenor de cloruros > 0,4% en

relación a la masa de cemento

Reparación superficial localizada

Reparación superficial generalizada

Reparación profunda localizada

Aplicación de procedimientos electroquímicos

Protección superficial del hormigón

6.3 REPARACIONES DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Métodos de reparación

Restauración por sustitución de materiales

Concreto con aditivos

Concreto polimérico

Sustitución de materiales en paredes de mampostería

Restauración por aplicación de materiales diferentes al dañado

Inyecciones epoxicas: en estos casos se debe verificar el tipo de losa; las

losas aligeradas dan problemas de fugas y debe ser analizado el tipo de

grieta. Debe tenerse el control de la cara superior e inferior, de lo contrario

no se puede garantizar un 100% de eficiencia.

Parcheo estructural: en estos procesos se utilizan morteros epoxicos que

son formulaciones que incluyen además de la resina y el catalizador, un

tercer componente que es el agregado fino. Su aplicación es manual,

pueden utilizarse también productos cementicos no contráctiles para

realizar parcheos estructurales.

Reparación de grietas e paredes: en estas se aplica la inyección de

lechada, inyección de resinas epóxica tipo gel resane estructural y sello

superficial

Adhesión de concreto fresco a endurecido: se usan formulaciones epóxicas

aplicadas sobre la superficie de concreto existente, tomando en cuenta el

tiempo de endurecimiento para la temperatura especifica de aplicación.

Reforzamiento

Encamisados metálicos: incremento de resistencia por medio de la

conexión de perfiles metálicos al núcleo de concreto reforzado.

Encamisados de concreto

Encamisados con fibras: en este tipo de encamisado se pueden utilizar

láminas preformadas, tejidos de fibra de vidrio, tejidos de fibra de carbono o

tejidos híbridos.

Concreto lanzado: aplicación de concreto a alta presión, método húmedo

cuando el agua se añade a la revoltura, método seco: cuando la mezcla en

seco llega a la pistola.

Restructuración

Muros de corte.

Arriostramientos: instalación de elementos, generalmente metálicos, que

limitan la desplazabilidad lateral de los sistemas estructurales.

CONCLUSIONES

Es necesario realizar estudios de comportamiento de las estructuras cuando se

presentan fallas o enfermedades, así como también ver y proponer acciones que

puedan corregir este tipo de fallas, para lograr el nivel de la estructura o mejor aun

mejorarla.

BIBLIOGRAFÍA

Hormigón armado

4ta edición

Editorial Gustavo gili S A

http://www.uca.edu.htm

Patología del concreto

Enio Pazini Figueiredo

Vitervo O´Reilly