El hormigón es considerado como uno de los materiales más importantes en el mundo. Prácticamente el hormigón sostiene a la civilización moderna y sus edificios. Pero, ¿Realmente es tan duradero el hormigón como lo pintan? Aquí trataremos de develar cuál es la durabilidad del hormigón y de qué depende esta.
En resumen
- Qué es
- La capacidad de mantener sus prestaciones frente al ambiente durante la vida útil prevista
- Vida útil de proyecto
- 50 años en edificación corriente; 100 años en puentes y obras importantes
- Enemigo principal
- El agua que penetra por los poros y transporta CO₂, cloruros o sulfatos
- Claves de diseño
- Baja relación agua/cemento, cemento adecuado y recubrimiento suficiente de las armaduras
- Claves de ejecución
- Buena compactación y curado húmedo los primeros días
- Cómo se especifica
- Con la clase de exposición en la designación, p. ej. HA-30/B/20/XC4
¿Qué es la durabilidad del hormigón?
La durabilidad del hormigón es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que se ha proyectado, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesto sin perder sus prestaciones. No es lo mismo que la resistencia mecánica, aunque están relacionadas: un hormigón compacto y bien curado suele ser a la vez más resistente y más duradero.
Además de soportar cargas y fuerzas mecánicas, el hormigón también debe soportar otros factores. Un ejemplo de ellos son el desgaste químico, cambios de temperatura, calor y la humedad. Y es que muchos no toman en cuenta estos factores externos como parte de las condiciones que afectan al hormigón.
En resumen, podemos decir que la durabilidad del hormigón hace referencia a su resistencia y a su tiempo de vida. Este concepto agrupa tanto sus resistencia frente a las propiedades mecánicas y soporte de cargas. También a su capacidad a resistir la erosión, humedad, corrosión, cambios de temperatura, radiación y humedad.
¿Es realmente el hormigón el material más duradero y resistente?
A pesar de ser simple, solo cemento, áridos y agua, el hormigón es un material increíble. Este tiene la capacidad de soportar grandes cargas y pesos. Si se combina con otros materiales como el acero se vuelve más resistente.
No es casualidad que hoy en día las grandes estructuras estén conformadas por hormigón. Desde los cimientos hasta columnas y vigas se componen de este tipo de material por su gran capacidad. Además de que en algunas variables de resistencia, el hormigón supera con creces al acero.
Si analizamos al hormigón podemos ver que la normativa española considera una vida útil de proyecto de 50 años para edificios corrientes y de 100 años para puentes y obras importantes. Por ello hay estructuras hechas con hormigón antiguas que aún siguen en pie en nuestros días. Incluso se cree que si el hormigón recibe el tratamiento adecuado, puede durar más de 2.000 años. Así es, la durabilidad del hormigón puede llegar a los 2.000 años.
Conceptos para considerar al hablar sobre durabilidad del hormigón
Para hablar sobre la durabilidad de este material es necesario tomar en cuenta ciertos puntos. De acuerdo con los expertos, estos son los conceptos a tomar en cuenta para hablar sobre durabilidad.
- Periodo de servicio y total: El periodo de servicio hace referencia al plazo que pasa entre su ejecución y un nivel de deterioro considerable. El periodo total contempla desde su montaje hasta el colapso de la estructura.
- Residual: Este periodo abarca desde que se finaliza la supervisión de la obra hasta que la obra entra en funciones. Dentro de este periodo se busca cubrir cualquier falla potencial por malos montajes o cálculos. Algunos expertos consideran este punto como una especie de periodo de prueba para el hormigón.
- Periodo útil: Dentro de este periodo se analizar el plazo que tarda un agente agresor en romper la barrera de protección. Es decir este periodo cubre el tiempo en que un agente agresor rompe la barrera de protección sin dañarlo. Dichos agentes pueden tener muchas formas como calor, corrosión, químicos, etc.
- Tiempo de vida previsto: Este es uno de los puntos claves al calcular la durabilidad de una estructura. Dicho tiempo es el periodo calculado de vida que tendrá la obra, es decir, cuánto durará según cálculos del proyecto. Se deben tomar en cuenta factores mínimos de seguridad, de obra y cálculos estructurales para determinar el tiempo de vida.
- Medidas de protección: Otro concepto a tomar en cuenta son las medidas de protección colocadas en la estructura de hormigón. El uso de acero estructural brinda mucha mayor resistencia y durabilidad al hormigón. De igual forma, colocar recubrimientos protectores o aislamientos es otro gran ejemplo de medidas de protección al hormigón.
- Características del proyecto: Por último, siempre es importante tomar en cuenta el tipo de proyecto. No es lo mismo tener una estructura de hormigón para soportar una autopista o un edificio que una casa. Así que de acuerdo al proyecto puede serla durabilidad del hormigón, así como el desgaste y uso del mismo.
Factores que influyen en la durabilidad del hormigón
Hay muchos factores que pueden influir en la durabilidad de materiales como el hormigón. Estos pueden ser tanto internos o que están bajo control de la obra, como externos o del ambiente. A continuación, te contaremos los 5 tipos principales de factores a tomar en cuenta.
- Sistemas de protección: Los sistemas de protección son mecanismos usados para aumentar la vida útil del hormigón. La colocación de acero de refuerzo o soportes estructurales adicionales, así como impermeabilizantes son excelentes ejemplos.
- Calidad de la obra: Otra factor fundamental es la calidad de la obra pues entre mayor calidad tenga la misma, mayor durabilidad. Malas prácticas al mezclar el hormigón, al vaciarlo o durante su curado pueden afectar su calidad final. Una obra mal hecha tendrá una durabilidad mucho menor a una que cumplió con todos los estándares.
- Diseño estructural: La forma en la que se soportan y distribuyen las cargas afecta la durabilidad de nuestro hormigón. Entre mayor sea la concentración de cargas, mayor será el desgaste de las estructuras de hormigón. Es por eso que los cálculos estructurales se hacen tan importantes para distribuir bien las cargas y reducir desgastes.
- Hormigón: El hormigón, como tal, es otro factor que puede afectar la durabilidad de este tipo de materiales. Hay hormigones con fórmulas específicas para ser mucho más duraderos y resistentes. Por ejemplo, el hormigón hidráulico está hecho para soportar el desgaste en caminos. Si usas un hormigón con una mala proporción de materiales este puede hacerse frágil y poco duradero.
- Medio ambiente: Por último, debes de saber que el medio ambiente también afecta la durabilidad de este tipo de estructuras. Uno de los factores más importantes es la humedad, por ejemplo. La radiación solar y cambios de temperatura también pueden causar daños al hormigón.
Agentes agresivos para el hormigón
Los agentes agresivos para el hormigón actúan como un catalizador acelerando desgaste, fisuras y grietas. Es importante considerar cuáles son los agentes agresivos que pueden afectar la durabilidad del hormigón. Estos, al igual que en el punto anterior, pueden ser tanto internos como externos.
De forma externa, los agentes agresivos pueden venir en forma de humedad, por ejemplo. La radiación del sol y los cambios de temperatura son otro factor a tomar en cuenta. Por último, sustancias como químicos y ácidos pueden provocar una corrosión sobre el hormigón acelerando así su desgaste.
Otro de los factores internos a tomar en cuenta son los cálculos estructurales de la obra. Si las cargas se distribuyen mal, esto aceleraría el desgaste del hormigón. De igual forma, usar materiales de mala calidad es otro factor a tomar en cuenta. Incluso el diseño de las estructuras de hormigón puede ser otro agente agresivo.
Las cargas excesivas y movimientos en demasía no son los únicos agentes agresivos para el hormigón. También encontramos la calidad de los materiales como agente agresivo. Por último, podemos encontrar que el suelo es otro agente agresivo. Un mal asentamiento de cargas o exceso de movimientos puede acelerar el daño del hormigón.
Clases de exposición: cómo se traduce el ambiente en la norma
Para que la durabilidad no dependa de la intuición, el Código Estructural clasifica el ambiente de cada elemento en clases de exposición. Cada clase lleva asociadas unas exigencias mínimas (resistencia, relación agua/cemento máxima, contenido de cemento y recubrimiento):
| Clase | Mecanismo de deterioro | Dónde aparece |
|---|---|---|
| X0 | Sin riesgo apreciable | Hormigón en masa en interiores secos |
| XC1–XC4 | Carbonatación que acaba corroyendo el acero | Interiores, cimentaciones, exteriores expuestos a lluvia |
| XS1–XS3 | Cloruros de origen marino | Costa, zonas de salpicaduras, obras sumergidas |
| XD1–XD3 | Cloruros de otro origen | Piscinas, aparcamientos y viales con sales de deshielo |
| XF1–XF4 | Ciclos de hielo y deshielo | Zonas de montaña o interior con heladas frecuentes |
| XA1–XA3 | Ataque químico (sulfatos, ácidos) | Terrenos yesíferos, aguas agresivas, instalaciones industriales |
Idea clave. Casi todos los mecanismos de deterioro necesitan agua para avanzar. Por eso las medidas más eficaces son las que reducen los poros del hormigón: poca agua de amasado, buena compactación y un curado cuidadoso en los primeros días.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos años dura el hormigón?
Bien diseñado y ejecutado, un hormigón supera con holgura la vida útil de proyecto, que es de 50 años en edificios corrientes y de 100 en puentes. Su duración real depende sobre todo del ambiente y de la calidad de la ejecución.
¿Qué es la carbonatación?
Es la reacción del CO₂ del aire con el hormigón, que reduce poco a poco su alcalinidad desde la superficie hacia dentro. Cuando el frente carbonatado alcanza las armaduras, estas pierden su protección natural y pueden oxidarse.
¿Un sellador aumenta la durabilidad de un pavimento de hormigón?
Ayuda en superficie: reduce la absorción de agua, las manchas y el desgaste, y debe renovarse periódicamente. No sustituye a una buena dosificación, compactación y curado, que son los que determinan la durabilidad del hormigón en su conjunto.
