DURABILIDAD DEL CONCRETO: CONCEPTOS Y SOSTENIBILIDAD

Arq. Adriana Valdés Krieg

A nivel mundial el concreto es el material más utilizado en la construcción. De acuerdo a esto gran parte de la infraestructura y de las viviendas en una escala internacional están elaboradas con este material. Tomando en cuenta la importancia que tiene este material y sus tecnologías, las investigaciones relacionadas con el concreto sobrepasan el campo arquitectónico o de ingeniería y tienen fuertes implicaciones socioeconómicas que también se vinculan con la conservación del medio ambiente. En la mayoría de las ocasiones estos últimos aspectos son dejados de lado y se da preferencia a un enfoque pragmático que generalmente se centra en acelerar procesos y reducir costos con una visión a corto plazo. Sin embargo, cada vez se hace más indispensable poner más atención en uno de los aspectos más importantes al emplear concreto. Se trata de su durabilidad, ya que se ha comprobado que es posible obtener un significativo ahorro a largo plazo al construir estructuras durables que tomen en cuenta las investigaciones científicas. Al optar por estas medidas preventivas se reducen sustancialmente los gastos en mantenimiento y reparación. Aunado a esto, se hace posible tener una planificación de desarrollo urbano más ordenada y se contribuye a disminuir las emisiones contaminantes y dañinas para nuestro planeta. Si bien en nuestro país se han emprendido algunos pasos para tomar en cuenta la importancia de la durabilidad del concreto al incluir este aspecto como uno de los apartados de la reglamentación de construcción vigente; aún falta mucha investigación por hacer en este sentido sobre todo en lo que concierne a las medidas preventivas y de planeación para evitar tener únicamente un comportamiento reactivo ante las patologías del concreto. Esto es especialmente importante para las magnas obras de infraestructura o los desarrollos de vivienda de grandes dimensiones que impactan en la calidad de vida de comunidades enteras. En esta ocasión se presenta un panorama de las implicaciones de la incorporación del concepto de durabilidad a la planificación y construcción de las estructuras de concreto. Se comienza por definir los aspectos básicos del concepto de durabilidad para continuar por ahondar en los principales aspectos que intervienen en la vida útil de una edificación de concreto considerando los factores socioeconómicos y de sustentabilidad.

 

¿QUÉ ES LA DURABILIDAD DEL CONCRETO?

 

La durabilidad es la capacidad que tienen las estructuras de concreto reforzado de conservar inalteradas sus condiciones físicas y químicas durante su vida útil cuando se ven sometidas a la degradación de su material por diferentes efectos de cargas y solicitaciones, las cuales están previstas en su diseño estructural. Dicho diseño debe estipular las medidas adecuadas para que la construcción alcance la vida útil establecida en el proyecto, teniendo en cuenta las condiciones ambientales, climatológicas y el género de edificio a construir. Las medidas preventivas indicadas en la etapa de proyecto suelen ser muy eficaces y reducen posibles gastos posteriores.

 

Algunos conceptos a tomar en cuenta al abordar la durabilidad del concreto son:

  • Vida prevista: se trata del período para el que una estructura fue diseñada y construida para satisfacer los requisitos arquitectónicos, funcionales, estructurales, de durabilidad, de comportamiento y de seguridad.
  • Vida útil: periodo previsto para que un mecanismo de daño o un agente agresor de inicio al deterioro del concreto habiéndose vencido la barrera de protección pero sin que haya iniciado el debilitamiento de la estructura.
  • Vida útil de servicio: periodo considerado desde la ejecución de la estructura hasta que se complete un nivel aceptable de deterioro.
  • Vida útil total: periodo que comprende desde la ejecución hasta un colapso total de la estructura.
  • Vida útil residual: es el tiempo en que a partir de la fecha de supervisión la estructura aún puede desempeñar sus funciones. En términos generales algunos aspectos a tomar en cuenta para garantizar la condición idónea de las construcciones durante su vida útil son: a) Las estructuras deben soportar las acciones mecánicas, físicas y químicas a las que puedan estar sometidas durante su construcción y su vida útil. b) Deben soportar las acciones del fuego. c) Las edificaciones deben cumplir mínimos de higiene, salud y protección del medio ambiente. Para que estos requisitos se cumplan, es importante definir la vida útil que tendrá la edificación en el momento del diseño del proyecto; ésta no podrá ser inferior a lo especificado por las normativas vigentes en el lugar donde se vaya a desarrollar el proyecto. En el caso de México las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal (NTCC, RCDF) establecen que las estructuras para edificios deben tener una vida útil de al menos 50 años, pero ciertamente lo ideal sería que extendieran su vida útil lo más posible.

 

LA DURABILIDAD EN LOS PROYECTOS

 

Hay una gran cantidad de variables a tomar en cuenta al determinar la durabilidad de una estructura de concreto y para conseguir la vida útil proyectada es necesario contar con un enfoque integral. De acuerdo a esto debe tomarse en cuenta la durabilidad desde la fase de proyecto al incluir las medidas para que logre alcanzar la vida útil esperada. Para esto deben considerarse los factores de exposición que tendrá la estructura en lo que respecta a factores ambientales o de exposición química; así como la sustitución de algunos elementos como apoyos, juntas o drenajes que tengan una vida útil más corta que la estructura. En este sentido se ha comprobado que las medidas preventivas son las más eficientes y menos costosas. Por otra parte, durante la ejecución del proyecto la buena calidad de la obra y el proceso de curado influyen considerablemente en la durabilidad del proyecto. De acuerdo a lo anterior deben tomarse en cuenta al menos los siguientes aspectos durante la ejecución:

  • Selección de formas estructurales adecuadas.
  • Calidad adecuada de concreto y de su capa exterior.
  • Emplear un espesor de recubrimiento adecuado para proteger las armaduras.
  • Control del valor máximo de abertura de fisuras.
  • Disposición de protecciones superficiales al estar ante ambientes sumamente agresivos.
  • Disminución al máximo de la permeabilidad
  • Tomar en cuenta la humedad del concreto y no tanto de la atmósfera circundante, así como la temperatura y la presión.

 

En lo que respecta el concreto empleado para cada proyecto, se deben tener en cuenta al seleccionarlo la ubicación de la estructura, los ataques en distintas atmósferas, los elementos químicos y el deterioro interno de los materiales. Recomendaciones para propiciar la durabilidad del concreto:

  • Dosificación adecuada
  • Emplear un concreto de calidad adecuada.
  • Puesta en obra correcta.
  • Curado adecuado: el curado por medio de su influencia en la porosidad permeabilidad y hermeticidad tiene un papel importante en la durabilidad.
  • Resistencia acorde con el comportamiento estructural.
  • Comportamiento acorde con los servicios que se esperan de la estructura.
  • Tiempos de transporte cortos.
  • Considerar un alto grado de compactación.
  • Toma de muestras para comprobar su calidad y la correspondencia con las necesidades del proyecto.

 

Causantes de las fallas en la durabilidad

 

Si bien en México no se ha realizado un estudio sobre las causantes de las fallas en la durabilidad del concreto; un estudio similar realizado en España nos puede brindar una idea de las principales problemáticas que enfrenta la durabilidad: 39% ocasionada por la construcción, 16% por los materiales y 45% por el diseño. Agentes que afectan la durabilidad del concreto Los agentes que afectan la durabilidad del concreto son de diversos tipos y pueden ser divididos en dos tipos: los agentes externos son los que se encuentran en el medio ambiente o se deben a condiciones de servicio, entre ellos se encuentran los iones de cloruro, el dióxido de carbono, sulfatos, bacterias, abrasión y ciclos de congelamiento y deshielo. Los agentes internos se hallan dentro del mismo concreto, como los iones de cloruro incorporados en determinados aditivos y los álcalis del cemento que reaccionan con agregados potencialmente reactivos. A su vez, se pueden clasificar por su origen en agentes físicos, químicos, biológicos y mecánicos. En ocasiones, estos agentes se presentan simultáneamente. La importancia de los agentes agresivos está en función del entorno en que se encuentran, la velocidad de penetración y el medio de transporte. Dichos agentes agresivos pueden ser gases, líquidos o partículas que forman parte de los suelos adyacentes al concreto.

 

DURABILIDAD Y SUSTENTABILIDAD

 

Como se ha mencionado, al mejorar la durabilidad del concreto se presenta una solución de largo plazo y un avance importante en el uso de recursos y en la productividad de la industria del concreto. Por ejemplo, la productibilidad de recursos de la industria del concreto incrementaría en un factor de hasta diez puntos si la mayoría de los elementos estructurales durarán 500 años en lugar de 50. La relativa baja durabilidad del concreto se explica -entre otros factores- porque las mezclas de cemento portland tienden a producir fisuras y de esta manera las estructuras se vuelven permeables. Por otra parte, el refuerzo de concreto se llega a corroer causando el deterioro de la estructura. De acuerdo a ciertos investigadores, si al realizar la mezcla con agua los materiales de cemento son reducidos con la ayuda de un aditivo súper-plastificante es posible eliminar en gran medida el encogimiento y las grietas del concreto y producir un concreto más durable. De hecho se ha construido una gran estructura monolítica libre de fisuras designada para durar 1000 años en una isla del Océano Pacífico (Kauai), la cual después de dos años de fabricada no ha producido ninguna grieta o fisura. De acuerdo a esto, hasta el momento el empleo de cenizas volátiles resulta ser una alternativa viable para el desarrollo del concreto. Después de esta breve revisión se hace patente la importancia que tiene el concepto de durabilidad para todas las etapas de un proyecto. Dentro de este marco es necesario tener un enfoque más integral y a largo plazo al erigir estructuras del concreto considerando sus implicaciones y ramificaciones económicas y sus efectos en el medio ambiente.

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