¿Qué es y para qué sirve el hidroabujardado del hormigón?

El hidroabujardado elimina la capa superior del hormigón dejando un perfil de irregular superficie rugosa formada por el árido grueso. 

Este sistema se utiliza a menudo en la preparación de un recubrimiento de hormigón. Si la superficie ha sido fresada anteriormente, la profundidad mínima de eliminación utilizando hidrodemolición debe ser igual al tamaño del árido grueso para eliminar todo el hormigón micro-fracturado y dañado o el árido partido.

La rugosidad asegura el éxito y la durabilidad de la nueva superficie de hormigón a aplicar, a diferencia de los métodos mecánicos que no pueden crear rugosidad e irregularidad en la superficie. La utilización de fresadoras puede conducir a la fractura del sustrato subyacente, lo que debilita el vínculo entre la base existente y el nuevo hormigón.

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La importancia de la reparación del hormigón

Para evaluar objetivamente los daños que ha sufrido una estructura es necesario determinar las causas que los provocaron. Los daños pueden ser el resultado de un mal diseño, mano de obra deficiente, acción abrasiva mecánica, erosión debida a la acción hidráulica, ataques químicos, reacciones químicas inherentes a la mezcla de hormigón, exposición a sales, corrosión de los metales embebidos, o exposición prolongada a algún otro ambiente desfavorable.

La norma europea EN 1504 (Productos y sistemas para la reparación y protección de estructuras de hormigón) trata todos los aspectos del proceso de reparación y/o protección de estructuras de hormigón.

Cualquiera que sea la causa, es fundamental establecer la extensión de los daños y determinar si el hormigón tiene calidad suficiente para justificar la realización de reparaciones en dicha estructura. 

Teniendo en cuenta esta información, se seleccionan el tipo y la extensión de las reparaciones a realizar. Este paso es muy importante ya que requiere conocimiento del tema y capacidad profesional de decisión por parte del ingeniero. Si los daños son consecuencia de la exposición moderada de un hormigón que desde el inicio era de calidad inferior, su reemplazo por hormigón de alta calidad debería asegurar resultados duraderos. Por el contrario, si el hormigón eliminado era de buena calidad, el problema se vuelve más complejo. En este caso se necesita un hormigón de alta calidad, o bien modificar las condiciones de exposición.

En la reparación de un hormigón enfermo provocado por la corrosión de la armadura, el problema no se resolverá simplemente reemplazando el hormigón deteriorado y restableciendo el recubrimiento original sobre las armaduras. Todo material dañado o disgregado debe ser retirado hasta la obtención de un paramento consistente, para lo cual debe ser convenientemente tratado. 

Con tan solo agua a alta presión se consigue eficazmente el saneo de todo el hormigón enfermo, además de la limpieza con agua dulce de la corrosión presente en sus armados. Todo ello, sin causar vibraciones, fisuras y otros daños en el hormigón sano, que conllevarían nuevas intervenciones en un corto espacio de tiempo.

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Corrosión del hormigón en ambiente marino

Los océanos son y van a seguir siendo un lugar muy importante para el desarrollo de la vida humana en nuestro planeta. El hormigón se presenta como la respuesta más sostenible y eficiente para la construcción de todo tipo de estructuras marinas. Después de muchos años de experiencia, el hormigón se puede considerar la solución con la mejor relación precio y sostenibilidad/durabilidad de todas las probadas hasta fecha de hoy.

Sin embargo, el hormigón en contacto con agua de mar sufre un deterioro complejo que combina efectos químicos y físicos. Los iones que se difunden en el hormigón atacan los productos de hidratación, facilitan la reacción álcali-agregado, la cristalización de sales en la zona de mojado y secado, y la corrosión de armaduras, mientras que también existen procesos puramente físicos como la erosión de las olas y los objetos flotantes. Varios de estos procesos pueden ocurrir en forma simultánea provocando un deterioro progresivo difícil de evitar una vez iniciado y/o de reparar.

La concentración de sales en el agua de mar resulta muy variable de acuerdo a la localización geográfica, sin embargo la constitución y proporción relativa de los compuestos resulta bastante similar. En zonas frías y templadas la concentración resulta inferior a las zonas cálidas, siendo especialmente alta la concentración salina en las costas bajas de alta evaporación.

Importancia del problema

La agresión de las sales marinas sobre el hormigón no es significativa, generalmente no llegan a causar degradación que inhabiliten la estructura, como sí ocurre con la corrosión de las armaduras en el hormigón armado por la acción de los cloruros del agua del mar. En este caso, el hormigón se dilata y se fractura, la sección del acero se reduce y pierde resistencia a la tracción y a la fatiga, generalizándose progresivamente el proceso corrosivo.

En el hormigón armado en contacto con agua de mar, los sulfatos y los cloruros de calcio, magnesio y alcalinos, que se encuentran de forma inseparable, pueden penetrar por porosidad, capilaridad, ósmosis y difusión. Los sulfatos atacan al hormigón formando compuestos expansivos causantes de fisuración. 

La fisuración ocasionada por los sulfatos facilita la penetración de los cloruros y la corrosión de la armadura. Los productos expansivos de la corrosión dan lugar a pérdida de adherencia y la fisuración interna que se suma a la externa producida por los sulfatos, incrementando y acelerando ambas acciones.

Por lo tanto, el ambiente marino es muy agresivo para los materiales de construcción que se usan habitualmente. La presión hidrostática y las temperaturas extremas aceleran los procesos de deterioro en los materiales. Los grandes temporales de olas son capaces de destruir/romper fuertes estructuras.

Tipología estructural

En las estructuras de hormigón armado expuestas al ambiente marino, la duración tanto del periodo de iniciación como del de propagación, y consecuentemente el riesgo de corrosión, está condicionada por el tipo de ambiente marino en el que se encuentra la estructura:

1)   Zona sumergida

El hormigón que se encuentra permanentemente sumergido por debajo de las zonas de marea es capaz de proteger las armaduras, pues debido a la débil concentración de oxígeno en el agua impide la actividad corrosiva del ion cloruro, en el caso de haberse introducido hasta la armadura.

En algunos elementos sumergidos, que sobresalen por encima de las zonas de marea alta (como ocurre en los pilotes) se produce la corrosión en las zonas emergentes por efecto del fenómeno denominado “macropilas”. Esto se debe al estado de humedad permanente del hormigón que facilita la corrosión electrolítica. El mecanismo se inicia en la zona de marea, en una sección de hormigón pobre en cemento (generalmente por segregación), que bajo la acción del ion cloruro actúa como ánodo, y en la zona sumergida se constituye el cátodo, con eventual despasivación del acero, sin corroerse por la falta de oxígeno.

Fenómeno de la "macropila"

La penetración del agua tiene lugar inicialmente por succión capilar y se acelera en razón de la presión hidráulica, por lo que el agua penetra con sustancias disueltas como el cloro y sulfatos.

En estos casos, el comportamiento del hormigón a la corrosión se diferencia según la profundidad en que se encuentra. En las zonas más profundas, la permeabilidad del hormigón disminuye, pues se cierran los poros superficiales.

Material poroso impermeable         Material poroso permeable

Además, el crecimiento de colonias marinas (incrustaciones) puede ser significativo en algunos tipos de estructuras. El daño real del hormigón debido al crecimiento de organismos marinos no es un problema habitual. No obstante, se ha constatado que las algas pueden aumentar la velocidad de degradación del hormigón, debido posiblemente a la acción de los ácidos orgánicos y sulfatos producidos en la descomposición de la vegetación. 

  2)   Zona de carrera de mareas

Comprende los elementos entre los niveles de marea alta y baja, donde el hormigón está permanentemente húmedo, debido a que la inmersión es cíclica en el lapso de un día.

Los poros se encuentran saturados, pues, el tiempo de baja marea es reducido y no se produce la desecación, lo que disminuye el peligro de corrosión, pues el hormigón absorbe agua más rápidamente que la pierde. En esta zona, el agua penetra por succión capilar, transportando sustancias disueltas pero sin difusión de gases. En el hormigón comprendido entre mareas, se pueden producir fisuras que adelanten la corrosión, sea por golpes de impacto o por la acción de las olas.

  3)   Zona de salpicaduras

Se ubica por encima del nivel de la marea alta, propensa a la salpicadura de las olas. Presenta el riego de ciclos alternados de humedificación y secado, de acuerdo a las condiciones de temperatura y humedad del medio, que pueden afectar severamente al hormigón.

En el periodo húmedo, se produce el ingreso del ion cloruro por difusión. En el secado se elimina el agua en exceso, pero el hormigón retiene el cloro, y al repetirse el ciclo sucesivamente, el porcentaje ion cloruro resulta muy elevado. 

En esta zona de abundante oxígeno, la corrosión por cloro puede darse conjuntamente con la corrosión por carbonatación.

 4)    Zona aérea

El hormigón no está en contacto con el agua del mar, pero recibe las sales procedentes de la brisa marina y la niebla salina. Puede comprender muchos kilómetros al interior de la costa dependiendo de las características de los vientos dominantes.

Las construcciones de hormigón ubicadas en el litoral o alrededores, son propensas a la corrosión por cloro en suspensión en la atmósfera en forma de microscópicas gotas de agua de mar. En la niebla la concentración salina de cloruros y sulfatos eventualmente puede ser mayor que en el agua de mar, debido a la gran dispersión de las gotas y la evaporación parcial de agua, es especial cuando la temperatura es alta y la humedad relativa es baja. 

En esta zona la corrosión produce fallas características en el hormigón, como fisuras, grietas y desprendimientos del revestimiento.

Actuaciones posibles
Cualquiera que sea el material de acabado con que se reviste un elemento estructural a flexión (conteniendo hierro) en una situación de ambiente tan desfavorable, debería estar sometido a una labor de inspección y de mantenimiento periódicos. Este criterio no está en la línea con la forma actual de pensar por la que se supone que la duración de los elementos constructivos es ilimitada y de que no necesitan de cuidados posteriores a su puesta en obra.

Las obras públicas no inspeccionadas habitualmente suelen alcanzar unos niveles de deterioro importantes antes de ser denunciadas sus anomalías, ya que ello es realizado por particulares que sólo se sensibilizan cuando el aspecto es realmente ruinoso. Es por ello que en general no sea posible su reparación y deba procederse a la reconstrucción del elemento. Sustituir el hormigón contaminado por cloruros es el método de reparación más empleado. 

Las reparaciones de elementos afectados puntualmente se realizan mediante la retirada del hormigón fisurado, saneo de armaduras (en el caso de que hayan sido afectadas), preparación de la superficie y reconstrucción de la pieza mediante productos de reposición.

Saneo con hidrodemolición

Ahí es donde entraría en funcionamiento la hidrodemolición. La hidrodemolición emplea un chorro de agua a alta presión que penetra en el entramado poroso del hormigón generando una alta tensión interna que, aunque se pierda de forma rápida, provoca en la zona más cercana a la superficie estallidos de pequeñas partículas.

Eliminación de organismos marinos con hidrodemolición

Esta técnica demuestra una de sus principales ventajas, la selectividad, ya que una vez calibrados los equipos, logramos extraer todo el hormigón débil o enfermo. Por tanto, realiza una “preselección” entre el hormigón de escasa resistencia y el fuertemente adherido. Por otra parte, al no tener efecto abrasivo no hay posibilidad de desgaste de las armaduras.

Una vez limpia la superficie, observamos la gran calidad del trabajo obtenido, pues tenemos: una superficie muy rugosa, sin fisuraciones, exenta de partículas sueltas, firme y sana. En resumen, un trabajo rápido y de alta calidad que nos ofrece un soporte excelente para recibir cualquier sistema de reparación.

Aquí os mostramos un vídeo en diferentes estructuras donde hemos intervenido

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Abertura de muro de gravedad en el Intercambiador de Sabadell

Los muros de gravedad son muros de hormigón en masa en los que la resistencia se consigue por su propio peso. A veces, en construcciones de finales del siglo XIX, primeros del XX, se requiere la realización de aberturas sobre estos muros, pero al ser estructuras hipersensibles en las que no puede haber presencia de vibraciones, esta tarea se convierte en un tema delicado y no se puede realizar con los métodos tradicionales a destroza. Ahí es donde entra en funcionamiento la hidrodemolición. 

Con la técnica de la hidrodemolición podemos conseguir una abertura en muros de contención de hormigón en masa, colado y vibrado a mano, en estructuras sensibles, como estaciones, galerías de presa, túneles, conducciones forzadas…

Hace unos años pudimos llevar a cabo la abertura de huecos en el Intercambiador de Sabadell. Las obras se situaron en la estación de cercanías de Sabadell-Norte, perteneciente a la línea C-4 de Cercanías de Barcelona. Con la creación de este hueco se pudo realizar un nuevo vestíbulo de acceso a la estación, el cual permite el intercambio con la nueva estación y forma parte de la prolongación de la "Línea del Vallés" de FGC.

Los trabajos consistieron en la abertura de huecos en la bóveda de la Línea de Cercanías con unas dimensiones aproximadas de 4,50 x 2,10 m y un espesor medio de 1,20 m, en la que únicamente fue abordable por el lado exterior del andén. Además, todo se realizó con la Línea en funcionamiento.

El procedimiento que utilizó la DF fue de hacerlo en diferentes capas de 30 a 40 cm y al mismo tiempo haciendo el hueco cada vez más grande para que se produjeran las menores tensiones diferenciales posibles. 

Ventajas
Las ventajas del uso de la hidrodemolición en este tipo de estructuras sensibles son claras:
   - No existen vibraciones
   - Profundización de la demolición controlada
   - Demolición por partes 
   - Adaptación a cada caso con accesorios específicos
   - Sin afecciones a tuberías
   - Sin posibilidad de derrumbe
   - Sin aumento de fisuras actuales (reloj comparador)
   - Introducción a accesos difíciles

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Hidrodemolición en la planta de energía nuclear de Almaraz

Parece que la técnica de la hidrodemolición es relativamente nueva en España, sin embargo, en el año 1996 ya se usó para la abertura de huecos en el muro de contención de la central nuclear de Almaraz, Cáceres.

Para el proyecto de reemplazo de los generadores de corriente de la Central nuclear de Almaraz, diseñado y realizado por CN Almaraz y CONBEG (consorcio constituido por Bechtel, Entrecanales y Gestec), se requiso de una abertura en la pared del edificio de contención de las dos unidades de la central para permitir la retirada y la introducción de los generadores de vapor y la tapa de la vasija.

La pared, de 1.4 metros de espesor, estaba construida con ocho capas de 52,3 milímetros de barras de refuerzo, el hormigón de 400 kilogramos/centímetro de resistencia a la compresión y unos 10 milímetros de espesor de la placa de revestimiento metálico en el lado interior de la pared fijado con montantes. Las dimensiones de la abertura para permitir el movimiento de los generadores de vapor fueron 7,60 x 8,20 metros, situadas a un nivel de 14,60 metros en el muro de contención. Era, pues, necesario erigir una plataforma de trabajo de 12 metros por encima del nivel del suelo para que el movimiento de las máquinas de hidrodemolición se pudiese lograr.

La abertura y posterior cierre del edificio de contención para obtener la configuración original usando los mismos materiales que se habían utilizado en la construcción, es, de hecho, el  punto crítico del proyecto. Así que la correcta consecución de esta actividad fue esencial en la realización del proyecto.

Decisión

Después de estudiar en gran detalle varias técnicas conocidas para la remoción o demolición de grandes bloques de hormigón altamente reforzado, y después de los ensayos realizados con diversas maquetas, algunas a tamaño real, la decisión de utilizar el sistema de hidrodemolición fue tomada por la calidad de su uso. Esta decisión tiene en cuenta las grandes ventajas que aporta este método, como la rapidez en su ejecución, el tamaño de los desechos resultantes protegiendo además el armado y limpiándolo a su vez de cualquier corrosión que pueda tener y la ausencia de vibraciones a través de la estructura. Sin embargo, la principal diferencia con los otros métodos considerados es que la hidrodemolición no afecta a la integridad estructural del edificio de contención. Esa es la razón fundamental por la se eligió este método para este proyecto. El método permite, además, la reutilización de la armadura existente y el revestimiento metálico. Todas las consideraciones anteriores y de la eficiencia aceptable obtenidas en los ensayos resultaron, en la selección del sistema de la hidrodemolición, como la más adecuada para alcanzar los objetivos que podrían determinar el mejor curso del proyecto.

Para la abertura del muro se usaron varios Robot HV-550 con sus respectivas torres elevadoras. Todo el equipo hidrodemolición fue llevado a cabo por Aquajet Systems AB de Suecia. La presión de trabajo del equipo fue de aproximadamente 1.000 bar con un caudal de agua de 14,5 metros por hora. El agua se clarificó por las propias plantas de la central nuclear.

Una vez que la ubicación de la abertura fue marcada en la pared y las tres máquinas situadas, las varias fases de la labor que se llevaron a cabo de forma rápida. Cada una de estas fases consistió en la eliminación del hormigón con hidrodemolición y el descubrimiento de las armaduras  de refuerzo, para, una vez descubierta, cortar y eliminar la armadura de refuerzo. Este proceso se repitió hasta que todo el hormigón se eliminó. A continuación, el revestimiento metálico se cortó y se retiró para su reutilización posterior.

Llegado a este punto, con una eficacia mejor de la que estaba prevista, la abertura en un muro de contención de una central nuclear se logró por primera vez en el mundo, utilizando el sistema de hidrodemolición, el cual permitió la sustitución de los generadores de vapor con un éxito total.

Tras cerrar el citado hueco del muro de contención, se realizaron pruebas de fugas locales en todas las penetraciones del recinto de contención y se realizó la prueba de integridad estructural y de estanqueidad del recinto de contención con resultados satisfactorios.

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La hidrodemolición acelera los trabajos de renovación del patrimonio histórico de Suecia

El llamativo paisaje industrial de Norrköping, celebra el pasado de la ciudad como un centro de manufactura textil, en el que las antiguas fábricas han sido ampliamente transformadas en oficinas, centros de entretenimiento y centros educativos.

Otra característica clave de la zona es la cascada iluminada que se extiende entre la fábrica de papel Stålbom y la central hidroeléctrica a una ex fábrica de algodón, que es ahora un campus estudiantil.

La cascada se ilumina por la noche y durante los cambios de invierno colorea cada media hora con luces sus aguas, por lo que sus áreas circundantes al aire libre son una atracción popular.

Inicialmente renovado en 1991, el muro de contención detrás de la cascada, que es de alrededor de 140 m de longitud y 8 m de altura, ha tenido que ser reforzado.

Es por ello el importante papel que cumple la hidrodemolición en esta obra, ya que es respetable con las estructuras eliminando de manera selectiva el hormigón enfermo y dejando el hormigón sano. Esto es algo imprescindible cuando se trata de edificaciones, como en este caso, considerados como patrimonio histórico.

Mediante la combinación de los parámetros dinámicos de fluidos, geométrico y cinético del sistema de control, se aplicó, por tanto, la fuerza mínima requerida para el material, eliminando sólo el material deteriorado. Quedando así el hormigón sano intacto y el acero de refuerzo limpio.

En total, alrededor de 45 m3 de hormigón fueron eliminados - a una profundidad media de 5 cm - por el sistema de chorro de agua de alta presión.

Ventajas

Además de su velocidad incomparable, otra ventaja importante del proceso de hidrodemolición es la eliminación de microfisuras en el hormigón restante. Donde hay grietas, hay aire, y con aire en la estructura, siempre existe la posibilidad de movimiento en esas fisuras, abriéndose y repartiéndose en el resto de la estructura sana, cuando la temperatura del ambiente cambia.

Otra ventaja frente a los métodos tradicionales de demolición es que los chorros de agua obtienen una eliminación del hormigón que queda por debajo de las armaduras debido a que la lanza oscila, de manera que no crea sombras por debajo de la armadura.

También, por supuesto, deja una superficie completamente limpia y libre de polvo para trabajar en la unión con el nuevo hormigón, lo que no es el caso de la eliminación martillo neumático. Así mismo, no daña las armaduras y no causa daños en la estructura adicional, además de eliminar el riesgo de lesiones al operador causados por vibraciones o de levantamiento.

La demanda y la popularidad de la hidrodemolición está creciendo en todo el mundo. En Suecia y otros países escandinavos, no está permitida otra forma de demolición en la reparación de hormigón estructural, tales como puentes. Además, también está ganando popularidad en nuevos mercados como India, China y Rusia. Ahora, estos países están mirando más las reparaciones duraderas y eficientes, ya que aunque esta técnica pueda parecer costosa, a largo plazo son mucho más económicas dado que la reparación es óptima. De hecho, el tiempo de vida para el mantenimiento y la reparación llevado a cabo utilizando hidrodemolición puede ser casi comparada con la vida útil garantizada en las nuevas construcciones.

La renovación está en marcha según lo previsto, y Norrköping tendrá su hermosa cascada iluminada de nuevo.

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Resistencia baja del hormigón en una estructura

Las estructuras de hormigón son diseñadas para soportar tanto cargas vivas como muertas durante el periodo de construcción y de servicio. Durante la construcción se obtienen muestras de hormigón, y los procedimientos de la norma EHE son utilizados para medir la resistencia potencial del hormigón que es entregado. Pero, ¿qué pasaría si la resistencia del hormigón en una estructura fuera más baja de lo permitido (<20 MPa)?

Los medios de medición, estimación o comparación de la resistencia del hormigón en la estructura incluyen:

- Martillo de rebote (esclerómetro)

- Prueba de penetración (pullout)

- Cilindros de ensayo elaborados en el lugar

- Ensayo de testigos (núcleos extraídos)

- Pruebas de carga del elemento estructural

Causas

Dos causas habituales que provocan bajos resultados de ensayos son:

1. Una manipulación, curado y ensayo inapropiados de los cilindros. Se ha probado que contribuye en la mayoría de los casos a resultados de baja resistencia
2. Reducida resistencia del hormigón debido a un error en la producción, o a la adición de mucha agua al hormigón en la obra debido a retrasos en el vaciado. Un elevado contenido de aire incorporado también puede ser una causa de baja resistencia.

Esto último generalmente ocurre cuando la colocación del hormigón se demora o cuando se requieren hormigones de asentamiento elevado.

Si la deficiencia justifica una investigación, en primer término se debe verificar la precisión de los ensayos, y luego comparar los requisitos estructurales con la resistencia medida. En las primeras etapas de la investigación se debe prestar particular atención al manipuleo y ensayo de las probetas. Probablemente si hay discrepancias menores en el curado de los cilindros en climas moderados, esto no afectará mucho la resistencia, pero si las discrepancias son significativas puede haber una reducción importante de la resistencia.

En muchos casos, el hormigón puede ser aceptado para el uso deseado sin efectuar ensayos en la estructura. Hay muchas otras situaciones que pueden requerir la investigación de la resistencia en la estructura. Estas incluyen: apuntalamiento y remoción del encofrado, postensionado o aplicación temprana de cargas; investigación de daños debidos a congelamiento, fuego, o situación de curado adversa y evaluación de estructuras viejas.

Si el promedio de los resultados de tres ensayos consecutivos es menor que la resistencia especificada, se deben tomar medidas para aumentar el nivel de resistencia del hormigón, como reforzar la estructura o finalmente demolerla. En el caso de que se opte por demoler la estructura, ¿por qué demolerlo todo pudiendo realizar una hidrodemolición selectiva?

Hace unos años nos encontramos con un caso bastante curioso, en el que la resistencia a compresión de la losa de la planta baja del edificio, tras varios ensayos, había dado unos valores muy inferiores a los deseados. Éstos eran de 160 MPa de media, lo que obligaba a la demolición del forjado.

Sin embargo, a la DF se le ocurrió la idea de aplicar hidrodemolición en varias zonas del forjado para descubrir la armadura existente y realizar la formación de vigas y refuerzos alrededor de los pilares, creando una retícula de refuerzo. De esta forma, se convirtió una losa continua en un forjado reticular.

Para la ejecución de dicho trabajo se procede, mediante un robot de hidrodemolición autónomo, a realizar los nervios y los ábacos dejando la armadura intacta y en su estado original. Todo ello trabajando directamente sobre la propia losa, quedando como resultado el que veis en la siguiente imagen.

La hidrodemolición sustituye a los dañinos pistoletes que fisuran y dañan el soporte. Con tan sólo agua a alta presión consigue eficazmente retirar el hormigón seleccionado por la ingeniería, además de la limpieza con agua dulce de los armados. Todo ello, sin causar vibraciones, fisuras y otros daños en el resto del hormigón, que conllevarían nuevas intervenciones en un corto espacio de tiempo.

A su vez, deja la superficie con una rugosidad suficiente para la adherencia con el nuevo hormigón. 

Un trabajo sorprendente, ¿verdad?

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Laura Llorente

Equipo de HIDRODEMOLICIÓN

Acción del fuego en el hormigón

Un incendio constituye una amenaza para la vida por la asfixia, el envenenamiento y las temperaturas elevadas, pero de producirse en un edificio el peligro aumenta por la propia estructura del edificio. En un recinto exterior, con aire fresco, es casi imposible superar los 700°C. En un recinto cerrado la temperatura sube un 30% más debido a la reflexión y radiación de las paredes.

Los ejemplos cotidianos y las estadísticas internacionales les proporcionan una amplia evidencia de las propiedades de protección frente al fuego del hormigón, y por ello los constructores de edificios, las aseguradoras y los prescriptores están convirtiendo al hormigón en su material favorito, exigiendo cada vez más su empleo frente al de otros materiales de construcción, ya que:

-     El hormigón no arde y no aumenta la carga de fuego

-     Tiene una elevada resistencia al fuego y detiene la propagación del mismo

-   Protege eficazmente, proporcionando unos recorridos de emergencia seguros a los ocupantes y una protección a los bomberos

-    Puede resistir condiciones extremas de fuego, lo que lo hace ideal para almacenes con una carga elevada

-    La solidez del hormigón frente al fuego facilita la extinción de los incendios y reduce el riesgo de colapso estructural

-     Es fácil de reparar después de un incendio, y con ello ayuda a que se reanuden antes las actividades

Acción del fuego en las estructuras de hormigón

La acción del fuego sobre el hormigón provoca la evaporación del agua capilar entre los 100°C y los 300°C, temperatura a la que se produce la desaparición completa de dicho agua capilar y no se producen aún pérdidas significativas de resistencia. El agua contenida en el gel del cemento se pierde a temperaturas que oscilan entre los 300°C y los 400°C, disminuyendo las resistencias y apareciendo las primeras fisuras.

 A partir de los 450°C el hidróxido cálcico se transforma en óxido (cal viva) y hacia los 600°C se produce un fuerte fenómeno de expansión de los áridos, disgregándose el hormigón y cayendo sus resistencias.

Es interesante observar que, desde este punto de vista, los áridos calizos son los menos sensibles a la acción del fuego por tener menor conductividad térmica.

Una de las consecuencias observables de la acción del fuego es la del “golpe térmico” que produce, dando lugar a dilataciones en la cara en contacto con la acción del fuego y de los gases calientes y, en consecuencia, a tensiones de compatibilidad que, aunque autoequilibradas, alcanzan tal valor en tracción que acaban por provocar la rotura del hormigón.

También decir que el color es un dato indicativo, a posteriori, de la temperatura alcanzada en el hormigón y, en consecuencia, de la pérdida de resistencia que se haya podido producir.

Añádase finalmente que si la temperatura del hormigón no ha sobrepasado los 500°C, éste puede rehidratarse y, al cabo de un año, recuperar hasta el 9% de su capacidad resistente inicial.

Pero la acción del fuego no sólo se cierne sobre el hormigón, sino también sobre el acero, lo que se manifiesta, además de en una dilatación más rápida que el hormigón que le rodea, en que la pérdida de capacidad resistente puede ser mayor.

Otro aspecto muy importante es el de la pérdida de adherencia entre el hormigón y acero debido precisamente a la diferencia de conductividades entre las barras y el hormigón. Eso se traduce en importantes diferencias de temperatura entre ambos materiales y, consiguientemente, a la inducción de deformaciones también distintas, lo que trae consigo la aparición de tensiones de compatibilidad en la interfaz acero-hormigón que, si la temperatura es elevada, pueden provocar la rotura por adherencia y el desprendimiento del recubrimiento, acelerado por la contracción que se produce como consecuencia del enfriamiento brusco por la acción del agua aplicada para sofocar las llamas.

Remoción del hormigón dañado
Una de las mayores ventajas de una estructura de hormigón es que normalmente puede ser reparada después de un incendio, minimizando con ello cualquier inconveniente, así como los costes. Las reducidas cargas de los forjados y las temperaturas relativamente bajas que se producen en la mayoría de los incendios en los edificios se traducen en que la capacidad portante del hormigón conserva en una proporción muy importante, tanto durante como después de un incendio. Por estas razones, a menudo lo único que se requiere es una simple limpieza. La rapidez de reparación y de rehabilitación es un factor importante para minimizar cualquier pérdida de actividad económica después de un incendio importante; obviamente ello es preferible a una demolición y posterior reconstrucción.

El proceso de hidrodemolición elimina el hormigón por dos mecanismos separados: el impacto directo en la superficie y la presurización de las grietas. Permite respetar las armaduras y no introduce vibraciones y efectos de martilleo que comprometerían la adherencia con el nuevo hormigón in situ, algo que sería inevitable con cualquier otro procedimiento. Por lo que se desaconseja explícitamente el uso de martillos neumáticos, pistoletes u otras técnicas de percusión por las razones expuestas.

El objetivo de la remoción es dejar una rugosidad del mismo orden de magnitud (diferencia de cota entre crestas y valles) que el tamaño de la fracción gruesa de la arena del hormigón. Precisamente una ventaja adicional de la técnica de la hidrodemolición es que asegura una rugosidad óptima sin riesgos de pérdida de adherencia, deja limpias las superficies y saturado el hormigón del soporte.

Además, con este método se consigue la eliminación selectiva del hormigón, debido a la flexibilidad disponible para controlar la cantidad de energía a emplear, lo que hace identificar claramente las zonas en las que el hormigón está en peores condiciones que son aquellas en las que el chorro a presión provoca una mayor penetración, siendo las zonas con menor penetración las que presentan un hormigón más sano.

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Una imagen vale más que mil palabras

¿Cómo te gustaría que quedase reparado el hormigón...

...como este?

                        

... o como este?

porque una imagen vale más que mil palabras...

La técnica de la HIDRODEMOLICIÓN se desarrolló en los años 80 en Suecia como consecuencia de la necesidad, por parte de los técnicos de carreteras, de encontrar un método eficaz para la eliminación de hormigones deteriorados en la reparación de tableros de puentes.
Mediante el empleo de agua a alta presión se puede conseguir la eliminación del hormigón deteriorado sin causar daño al resto de la estructura, a diferencia de lo que sucede con el empleo de martillos percutores. Además, permite discriminar entre hormigones "enfermos" y hormigones "sanos", mucho más resistentes, actuando exclusivamente en aquellas zonas en las que es necesario.

Fundamento

La técnica consiste en la utilización de un chorro de agua a presión como herramienta de demolición del hormigón, gracias a la porosidad de este material y a su escasa resistencia a la tracción.

El agua a alta presión penetra en la red capilar del hormigón generando unas tensiones suficientes como para provocar micro-estallidos superficiales en la zona de incidencia directa del chorro proyectado. El resto de elementos embebidos en el hormigón, como pueden ser armaduras, cables de pretensado, anclajes, etc (metálicos y no porosos) permanecen intactos y su superficie queda totalmente limpia, pues los posibles restos de óxido desaparecen al tratarse de una capa no adherida a su superficie.

Mediante el ajuste de los distintos parámetros que intervienen en la hidrodemolición (tipo de lanza, presión, velocidad, timepo, caudal, etc) se puede controlar el avance en la extracción dek hormigón, consiguiendo así que el tratamiento se pueda llevar a cabo de forma controlada y acotada, desde un tratamiento superficial a un corte profundo o una demolición total.

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