2.3.2.1 DAÑOS DE ORIGEN FISICO.
2.3.2.1. b Influencia de la atmósfera.
A: Gradiente térmico normal B: Gradiente alterado o inversión térmica
El problema que se deriva de la inversión térmica consiste en que se impide la dispersión vertical de los gases, humos y otros contaminantes enviados a la atmósfera por las industrias, actividades urbanas, etc., incrementándose con ello la concentración de la contaminación atmosférica. Los principales gases que de esta forma se acumulan en los entornos urbanos o industriales son:
GASES AIRE LIMPIO (p.p.m.) AIRE CONTAMINADO (p.p.m.)
CO2 320 400 CO 0,10 40/70 CH4 1,50 2,50 N2O 0,25 variable NO3 0,001 0,20 O3 0,02 0,50 SO2 0,0002 0,2 NH3 0,01 0,02
Se mostrará como de cada uno de estos gases se desprenden efectos tales como la carbonatación, cavitación, corrosión, disgregaciones, reacciones químicas varias, eflorescencias, etc., más acusados en los elementos de hormigón expuestos.
En el trabajo desarrollado hasta ahora, ha resultado cuando menos curioso confirmar la concentración de lesiones por carbonatación y la consiguiente corrosión de armaduras en las áreas costeras de Coruña, Ferrol y Vigo.
EL AGUA, LA HUMEDAD Y LOS CAMBIOS HIGROMETRICOS
AGUA: en forma de precipitaciones provoca que los contaminantes secos emanados de las industrias o del tráfico rodado (bióxido de sulfuro, óxidos de nitrógeno, etc.) retornen a los suelos, a las aguas o directamente a los elementos constructivos en forma de lluvia ácida.
El agua de la lluvia combinada con el viento azota las fachadas y las cubiertas dependiendo de la situación geográfica y de la época. De esta forma se origina un gradiente de presiones en las caras interior y exterior del elemento de hormigón expuesto, penetra en los poros del hormigón y disuelve las sales solubles como, por ejemplo, el hidróxido de calcio en el caso de la carbonatación, que se analizará más adelante.
HUMEDAD: en forma de vapor de agua incrementa la incidencia de los agentes agresivos, favoreciendo la acumulación de sustancias nocivas o reaccionando con ciertos aniones. Estas agresiones resultan más acentuadas en las zonas marinas, urbanas e industriales.
Como ejemplos, citar que el azufre se transforma en ácido sulfúrico; el nitrógeno en ácido nítrico; el anhídrido carbónico en ácido carbónico. De forma similar ocurre con cloruros y fluoruros al acabar como ácido clorhídrico y fluorhídrico respectivamente.
Al evaporarse el agua en el interior de los poros del hormigón, se cristalizan las sales, produciéndose la aparición de tensiones internas que meteorizan los hormigones pobres y disgregan los de tipo medio.
Además, la presencia de estas sales dentro del hormigón genera zonas anódicas y catódicas que, sumadas a la presencia del vapor de agua como electrolito, producen corrientes internas que conducirán a la corrosión de las armaduras.
Las eflorescencias son depósitos blancos de carbonato cálcico que pueden aparecer en la superficie de hormigones. Se deben a la migración del agua capilar hacia el exterior del material, la cual sirve de vehículo al hidróxido de calcio. Una vez en la superficie, el agua se evapora y el hidróxido de calcio reacciona con el anhídrido carbónico del aire, dando lugar al carbonato cálcico insoluble:
Rabot y Dutruel (18) estudiaron por separado el fenómeno de aparición de eflorescencias mediante diversos ensayos de laboratorio, llegando a la conclusión común de que las eflorescencias dependen de la naturaleza del agua de exudado, de la relación agua/ cemento, de la pluviometría local y de la velocidad de evaporación.
Sales de carbonato cálcico en un forjado expuesto Barrio de Esteiro en Ferrol (Coruña)
ACCIÓN DE LA TEMPERATURA Y LOS CAMBIOS TÉRMICOS
La combinación de la temperatura con la humedad relativa es perjudicial al hormigón, amortiguado a elevadas humedades y agravado a humedades bajas. En cualquier caso, experimentos realizados en laboratorio demuestran que a una profundidad de 35cm, el hormigón es prácticamente insensible a las variaciones de temperatura estándar.
Los ciclos de hielo-deshielo unido a la absorción capilar del hormigón, en áreas donde la temperatura desciende por debajo de 0ºC, genera un problema peor que una helada prolongada. El agua al congelarse aumenta su volumen del orden del 9%; si el espacio ocupado por el aire libre de los poros es igual o inferior a ese valor, la expansión producirá tensiones que lo pueden llevar a su disgregación. El siguiente gráfico de Zega, Taus y Di Maio (19) aporta una relación gráfica entre el tiempo y la absorción capilar en el hormigón:
Se han identificado algunas lesiones por variaciones dimensionales en elementos expuestos en el área urbana de Orense (con altas temperaturas continuadas y por encima de los 40ºC),
con fisuración en fábricas y forjados por saltos térmicos en los espacios situados bajo cubierta orientadas al sur, carentes de ventilación. Esto es debido a que las
fábricas cerámicas presentan
coeficientes de dilatación del orden de 7.10-3 mm/mºC mientras que el hormigón
ofrece valores del orden de 11.10-3
Nadela (Lugo) 1998 Los numerosos daños encontrados de origen químico y referentes al propio hormigón obliga a realizar un análisis previo sobre la naturaleza física de sus componentes (cemento, áridos, agua de amasado y aditivos), así como el proceso de puesta en obra y su endurecimiento (procesos de hidratación y retracción). A su vez, son parámetros que influyen directamente en la protección de las armaduras frente a los daños por corrosión.
Con la experiencia acumulada a lo largo de las inspecciones realizadas, se puede deducir que no es suficiente la mejora progresiva de unos determinados hábitos para hacer del hormigón armado un material imperecedero. Resultan fundamentales las condiciones intrínsecas del propio material, los factores ambientales y, en su caso, la operación de mantenimiento que es preciso definir.
Si bien en instrucciones anteriores ya existían ciertos articulados, hasta la entrada en vigor de la EH-98 no se afrontaron, de forma seria y contundente, conceptos específicos referentes a la durabilidad tales como el tiempo de curado, la limitación de la anchura de las fisuras en función de las condiciones ambientales, la obligación de los separadores, una mayor especificación de las condiciones ambientales de exposición para la determinación de los recubrimientos, los contenidos de agua y cemento, la resistencia frente a las heladas, el agua del mar, la erosión, la reactividad álcali-árido, etc.
Así pues, a pesar de la evolución de la normativa, muchos de los aspectos relacionados con los hábitos inadaptados al concepto de durabilidad no habían evolucionado lo suficiente ni se habían tratado de corregir con especificaciones de proyecto eficaces.
Se pueden citar el empleo de áridos inadecuados, la elección de dosificaciones ateniéndose sólo a la resistencia mecánica, las propias condiciones de su puesta en obra con compactaciones insuficientes y a curados inexistentes. Como ejemplo obsérvese la foto al margen.