Debido al paso del tiempo, el hormigón armado de diversas
estructuras sufre diversos deterioros, siendo el más característico el de la
corrosión de armaduras.
El deterioro de los elementos estructurales de hormigón
armado (pilares, vigas, losas de cimentación, forjados y muros) van en
detrimento de la capacidad resistente de la estructura. La patología más generalizada, como bien se
ha dicho anteriormente, es la de la corrosión de las armaduras, la cual causa
desconchones y desprendimientos del hormigón de recubrimiento. Este hecho se
traduce en pérdidas de sección resistente, tanto de las armaduras como del
hormigón, reduciéndose por tanto la capacidad resistente de los elementos.
El proceso de corrosión se fundamenta en una reacción
electroquímica de óxido-reducción, con la formación de ánodos, cátodos y la
presencia de un electrolito en los poros del hormigón que facilita la
transferencia de electrones de los ánodos a los cátodos. Este proceso
reconvierte el metal a su estado primario (óxido de hierro):
Ánodo: Fe → Fe2+ + 2e-
Cátodo: O2
+ 2 H2O + 4e- → 4 OH-
La hidratación de los óxidos de hierro y su transformación
hasta llegar a formar el óxido férrico hidratado, trae consigo un incremento de
volumen que puede llegar a ser del 600% del tamaño original del metal, razón
considerada como la principal causa de la expansión y fisuración del hormigón, rompiendo
la capa de recubrimiento de hormigón.
Fe2+ +2OH-
→ Fe(OH)2 Formación
de Hidróxido ferroso
4 Fe(OH)2
+O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)3 Formación de Hidróxido férrico
2
Fe(OH)3 → Fe2O3 x H2O + 2 H2O Formación de Óxido férrico hidratado
La alta humedad, la presencia de iones cloruros, la posible
microfisuración del hormigón de recubrimiento por el ataque de sulfatos, así
como mayor aportación de O2 del exterior por dichas microfisuras,
han influido en el grado de corrosión de las armaduras.
La presencia de iones cloruros en cantidades elevadas (>
0.4% en peso de cemento) en espesores de 0-15 mm de recubrimiento y próximos al
umbral de las armaduras (20 mm) aumentará de forma exponencial el riesgo de
corrosión de las mismas.
Por otro lado, el elevado contenido de sulfatos encontrados
en el hormigón en los primeros 15 mm de profundidad repercutirá en la calidad
del hormigón superficial y creará nuevas vías para el ingreso de los agentes
externos. Tanto en este caso, como en el ataque por cloruros, es esencial crear
una barrera que impida un aumento de las concentraciones de estos en el
hormigón. Dicha protección deberá ser realizada en toda la estructura, tanto
interior como exterior.
Es por ello tan importante la realización de una correcta
reparación de la estructura para que esto no vuelva a suceder, al menos en un
tiempo relativamente elevado, y para ello hay que emplear una preparación de la
superficie lo más óptima posible.
Mediante la técnica de la hidrodemolición se elimina el hormigón
alterado y las zonas adyacentes hasta encontrar zonas sanas.
El agua a muy alta presión también se empleará para la
limpieza del hormigón de recubrimiento, logrando eliminar de 2 a 3 mm del
mismo, dejando de esta forma el árido visto. Este tratamiento permitirá
eliminar la capa más superficial de hormigón donde se encuentra la mayor
concentración de los iones cloruros.
En la siguiente gráfica, podemos observar la curva característica
de concentración de cloruros en función de la profundidad de penetración en
condiciones de un hormigón con una permeabilidad dentro de los parámetros de
durabilidad establecidos en la EHE. La dificultad que ofrece el hormigón a la
entrada de los iones cloruros y sulfatos hace que la mayor concentración de
estos se encuentre la capa más superficial de hormigón, produciéndose luego un
descenso importante de la concentración hacia el interior. Si la permeabilidad
fuese alta, la curva característica tendería a ser más lineal y la
concentración a las diferentes profundidades mayores que un hormigón de baja
permeabilidad.
De tal forma que la nueva
medición mostraría una reducción de la media de concentraciones en los
espesores de 0 a 15 mm (método de ensayo empleado). Este tratamiento también eliminaría
la capa de hormigón más deteriorada por la presencia de los sulfatos, dejando
una superficie adecuada para la aplicación de morteros especiales de muy baja
permeabilidad, aditivados con fibras y polímeros.
La profundidad a la que es
conveniente llegar se determina de forma bastante automática con este método.
La hidrodemolición se puede considerar una técnica extraordinariamente
selectiva: a igualdad de condiciones (presión, distancia del chorro y tiempo de
aplicación) sólo se elimina el hormigón que no alcanza una determinada
resistencia, por lo que, una vez calibrado el sistema y siempre que se cuente
con un robot o con operarios muy especializados, el hormigón sano no se ve afectado,
siendo eliminado el que está en peores condiciones. Por lo tanto, si la armadura
se encuentra corroída en todo su perímetro, el hormigón que se encuentra tras ella
estará alterado y será eliminado de forma espontánea al aplicar el chorro en
esa zona.
No obstante, es aconsejable
profundizar algo más en la eliminación de hormigón para permitir la posterior
pasivación de las armaduras por todo su perímetro, dejando 20-30 mm por detrás de
la armadura. De igual forma, la eliminación de hormigón deberá ser suficiente
hasta alcanzar armadura sana, para evitar la formación de los llamados ánodos
incipientes en los bordes de la zona reparada.
La técnica de chorro de agua
a ultra alta presión (hasta 2.500 bar) tiene una extraordinaria efectividad
sobre los materiales porosos, siendo el hormigón y los óxidos del acero, por lo
que la armadura queda limpia y preparada para recibir el siguiente tratamiento.
Es importante señalar que a
veces se ven especificaciones para este tipo de trabajos que exigen llevar la
armadura hasta acero blanco, de acuerdo con la norma sueca (SA 2,5). Además de
inútil, resulta prácticamente imposible conseguirlo sin utilizar partículas
sólidas en el chorro de agua. Llevar las barras a acero negro (norma HB 2,5) es
suficiente para conseguir una buena superficie de agarre para el tratamiento
posterior.
No hay que olvidar que las armaduras se suelen tener sin grandes
precauciones almacenadas en obra, procediéndose a su hormigonado con una débil
capa de óxido…
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| Superficie de metal antes y después del chorro de agua a alta presión |
Laura Llorente
Equipo de HIDRODEMOLICIÓN
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