¿Qué tipo de actuaciones de protección existen?
Toda construcción tiene una vida limitada; su diseño y la calidad de los materiales empleados durante su construcción darán una mayor o menor durabilidad pero nunca evitarán el envejecimiento.
Con la protección y reparación periódica podemos extender el tiempo de uso del elemento construido, resultando más económico en la mayoría de los casos que agotar su vida útil y tener que reconstruirlo.
La elección del proceso de protección dependerá del estado del elemento y debe ser siempre confiado a empresas especialistas y expertas, que serán capaces de entender el problema y buscar la solución idónea entre las técnicas existentes en el mercado.
¿Cómo se hace un reperfilado del hormigón?
Cuando el hormigón de una estructura se deteriora, las armaduras que este recubre quedan desprotegidas. Por esta razón, en cuanto se observan deterioros en el hormigón se debe proceder a su reemplazo o saneo.
En el caso de que las armaduras no tengan el recubrimiento suficiente, se deberá proceder a la adición de morteros u hormigón, de tal manera que se recupere la sección original de la zona afectada.
Este método de reparación/protección se trata de forma más amplia en el apartado 7.2.3. de esta misma guía que trata de la recuperación de secciones de hormigón desprendido.
Cuando el hormigón se encuentra carbonatado o contaminado por cualquier tipo de agente externo, será necesario reemplazarlo a fin de evitar la corrosión de las armaduras.
Es cada vez más habitual que la retirada del hormigón se realice mediante hidrodemolición.
La técnica de hidrodemolición consiste en aplicar un chorro de agua a presión sobre el hormigón deteriorado, de tal manera que el agua a alta o ultra alta presión penetra en la red de poros del hormigón, generando tensiones internas suficientemente grandes como para provocar micro-estallidos en la zona de incidencia directa del chorro y así desintegrar el hormigón.
El resto de elementos internos de la estructura, tales como las armaduras, cables, tensores, etc., al no ser porosos permanecen intactos.
Este sistema es el prescrito en varios países europeos y en Estados Unidos, prohibiéndose allí el uso del sistema tradicional de picado manual por los efectos colaterales que presenta (microfisuras y vibraciones).
Las técnicas del agua a presión en construcción requieren del empleo de equipos especiales (bombas, lanzas, mangueras,…) que permiten proyectar el agua a la velocidad y caudal apropiados.
En algunos casos, pueden emplearse también abrasivos o calentar el agua para acelerar los resultados deseados. En el caso de la hidrodemolición/hidrosaneo se utilizan lanzas para extensiones modestas y robots para el resto de los casos.
Es recomendable que siempre se utilice esta técnica, ya que las técnicas manuales pueden suponer un mayor deterioro de la estructura al provocar efectos colaterales como microfisuras y vibraciones.
Tras la retirada del hormigón deteriorado, se deber proceder al relleno de la sección mediante hormigones o morteros. Los métodos de realización de esta operación se describen en el apartado 7.2.1 dedicado al reemplazo de hormigón deteriorado de esta guía.
¿Cómo se hacen los revestimientos mecánicos o capas monolíticas?
Para proteger al hormigón de posibles daños mecánicos, tales como choques, es bastante habitual colocar revestimientos reactivos a modo de protección superficial con el objetivo de conseguir mayores prestaciones en una sola capa en un tiempo de ejecución y puesta en servicio muy reducidos.
Cuando se produce un impacto sobre la estructura, gran parte de este impacto es absorbido por el revestimiento, conservándose así los elementos estructurales intactos.
Como es evidente, los materiales que se utilizan para los revestimientos deberán poseer buenas características mecánicas, así como estar dotados de resistencia a la abrasión.
Deberán tener también buenas capacidades de adhesión para que así al aplicarse sobre el hormigón, revestimiento y estructura funcionen de forma conjunta.
Los espesores típicos de revestimiento son de 0,1 a 5,0 mm; cuando los espesores son notablemente superiores a estos, hablaremos de capas monolíticas, por ejemplo bloques de hormigón prefabricado que se “unen” a la estructura de hormigón mediante anclajes adhesivos.
Este tipo de protección es poco habitual y se requiere cuando se prevé que la estructura de hormigón esté sometida a efectos mecánicos de gran intensidad.
Cabe mencionar que los revestimientos suelen tener, además de la función de proteger, una función decorativa, por lo que al aplicarlos se suele aprovechar para dejar nivelada la superficie y tapar pequeños defectos que se pudiesen observar en el hormigón.
En la Norma UNE 1504 quedan plasmados todos los procesos de reparación, refuerzo y protección del hormigón, y más específicamente en los puntos 2 “Protección superficial del hormigón” y 3 “Reparación estructural y no estructural” en dónde se habla de los revestimientos.
Dentro de la UNE 1504-3 se diferencian las capas monolíticas entre no estructurales y estructurales cuando su resistencia a compresión es superior a 45 MPa.
Entre ambos tipos de capas monolíticas existen los morteros modificados con fibras aditivados para conseguir mejores propiedades, inhibidores de la corrosión y pasivadores de la armadura.
En cambio, en la Norma UNE 1504-2 se nombran dos tipos de revestimientos adheridos dedicados a la protección del hormigón: los poliméricos y cementosos flexibles. Se colocan en base a una serie de ventajas:
- Aumentan la durabilidad de la nueva estructura o del hormigón rehabilitado
- Son continuos, no tienen juntas ni soldaduras
- Reducen la porosidad del hormigón
- Son existentes sobre la mayoría de ataques químicos
Revestimientos adheridos cementosos
Su base cementosa está aditivada para conseguir propiedades mucho mejores como una mayor elasticidad, impermeabilización y soportar presiones de agua.
Revestimientos adheridos base polimérica
Son de base polimérica y sus ventajas es que son ligeros, tiene un espesor muy bajo, con lo que no añaden una gran cantidad de cargas a las estructuras preexistentes.
Estos modifican la apariencia del soporte a través del color y la textura superficial y los hay acrílicos, poliuretanos, poliureas o hidrofugantes.
¿Cómo se hace una actuación de protección por impregnación?
La impregnación es un tratamiento que consiste en la aplicación de productos líquidos sobre la superficie del hormigón con la finalidad de reducir la porosidad superficial y reforzar la resistencia de la superficie.
Los poros y capilares se rellenan total o parcialmente; este tratamiento conduce a una fina película superficial de producto inferior a 100 μm que rellena poros y capilares; esta fina película es la que impide la entrada de agresivos dentro de la estructura tratada.
Además, ciertas impregnaciones pueden reaccionar con algún componente del hormigón y esta reacción puede traducirse en el incremento de las resistencias a la abrasión y al ataque mecánico del hormigón.
¿Cómo se hace una actuación de protección por impregnación hidrófoba?
La impregnación hidrófoba es un tratamiento que, al igual que la impregnación, se ejecuta mediante la aplicación de productos líquidos que se aplican en la superficie del hormigón y deben ser conforme a la norma UNE-EN 1504- 2.
Sin embargo, las impregnaciones hidrófobas no rellenan porosidad sino que generan una superficie repelente al agua y a los agentes agresivos, previniendo así que estos circulen a través de los poros.
Cabe señalar que sí se permite la difusión de vapor de agua pues estos productos no afectan a la transpirabilidad.
Sus componentes activos pueden ser silanos, siloxanos o polímeros acrílicos fluorados y en cualquier caso, su durabilidad depende de diversos factores:
- Medio en el que se encuentra
- Agresiones mecánicas
- Cantidad de material aplicado
- Resistencia a la penetración
- Otros
Las impregnaciones hidrófobas prácticamente no modifican el aspecto superficial del hormigón (como mucho, en algunos casos, se aumenta del brillo), por lo que son muy recomendables para hormigones decorativos y hormigones y morteros coloreados en masa.
Además, la aplicación de impregnaciones hidrófobas facilita significativamente las operaciones de limpieza del paramento porque impiden la absorción dentro de la red capilar de las substancias responsables de la suciedad.
¿Cómo se hace un tratamiento de fisuras?
Es muy habitual que en las estructuras de hormigón aparezcan fisuras. De hecho, en los proyectos de obra nueva ya se prevé que durante su vida útil, la estructura de hormigón tendrá fisuras.
En la mayoría de ocasiones nos encontramos ante fisuras que no presentan, en principio, ningún tipo de problema estructural.
Pero aunque estructuralmente no supongan un riesgo siempre deben ser tratadas si superan la abertura máxima admisible para el tipo de ambiente en que se encuentre, pues a través de ellas pueden penetrar en el hormigón agua o agentes agresivos, lo que sí que podría generar daños graves en la estructura.
Según las dimensiones de la fisura se realizará un tratamiento diferente:
- En el caso de ser inferiores a 2 milímetros, se hará un corte tronco cónico que se rellenará con resina (habitualmente epoxi).
- Si miden entre 2 y 4 milímetros, además de rellenarlas con resina, se deberá colocar una malla de fibra de vidrio que mejore la capacidad resistente.
- Cuando estas son superiores a 4 milímetros, se considerarán como relleno de un hueco y se hará un cajeado, a ser posible con forma cuadrada para evitar los puntos débiles en el mortero para posteriormente añadir el mortero de reparación. Para escoger el tipo de mortero se deberá tener en cuenta las solicitaciones mecánicas, a la abrasión, el espesor, el tipo de aplicación y si es interior o exterior.
El método más habitual para tratar las fisuras es la inyección, que se explica de manera más amplia en el apartado 7.2.4 (Inyección de fisuras) de esta guía.
A veces la inyección no es necesaria, pues en ciertas ocasiones la colocación de revestimientos, impregnaciones o impregnaciones hidrófobas pueden solucionar el problema de la penetración a través de las fisuras.
¿Cómo se hacen revestimientos de impermeabilización y estanqueidad?
Los revestimientos de impermeabilización y estanqueidad son, al igual que los revestimientos mecánicos, protecciones superficiales del hormigón, pero a diferencia de estos últimos, los primeros tienen como fin proteger al hormigón armado de la acción del agua, de los cloruros y del dióxido de carbono en lugar de protegerlo de choques o impactos.
Por lo tanto, las características exigibles a los productos para revestimientos de impermeabilización y estanqueidad son:
- Tener una porosidad lo suficientemente baja como para impedir la penetración de agua y medios
- Tener una gran resistencia al ataque químico.
Tras aplicar este tipo de productos se formará una capa o película continua (dependiendo del tipo de producto) sobre el hormigón, gracias a la cual este quedará protegido.
Se pueden encontrar diversos tipos de revestimientos, todo ellos enmarcados en la Norma UNE-EN 1504-2, la cual los diferencia entre:
- Protección mediante impregnación hidrófoba: separados entre materiales hidrofugantes repelentes al agua o inhibidores de corrosión migratorios. Son los tratamientos más sencillos y menos duraderos y no son recomendados para incrementar la resistencia física y contra productos químicos.
- La función de los hidrofugantes es impedir la penetración del agua en soportes verticales, aunque no son estancos y tienen una durabilidad limitada.
- Los inhibidores de corrosión también reducen la entrada de agua, aunque en este caso sirven para detener la corrosión, incrementar la resistividad y reducir la difusión de oxígeno y CO2 con una elevada durabilidad.
- Impregnación mediante una película delgada discontinua que no son muy
- Los revestimientos: Más habituales en el mundo de la construcción, entre los que los más habituales son las pinturas anticarbonatación, las membranas estancas cementosas y poliméricas. En este caso, los poros se rellenan completamente y alteran el color y la textura de la superficie de hormigón mediante una capa protectora de hasta 5 milímetros.
- Las pinturas anti carbonatación tienen una durabilidad media e impermeabilizan al agua y al CO2 y protegen de los rayos UV formando una fina película y cambiando el aspecto de la superficie que quedará
- Las membranas estancas cementosas tienen una alta durabilidad e impiden la entrada del agua tanto en paramentos horizontales como veritcales y son estancos, formando una película de varios milímetros y cambiando el aspecto de la superfície coloreándola.
- Por último, las membranas estancas poliméricas también tienen una elevada durabilidad e impiden la entrada de agua en vertical y horizontal y se diferencian de las cementosas por su composición y su espesor reducido de
Estos revestimientos funcionarán como una membrana adherida al hormigón.
Las membranas pueden ser prefabricadas, que se “pegan” al hormigón con adhesivos o no prefabricadas, aplicándose en este caso un producto sobre el hormigón que tras secarse forma la membrana.
Los productos cementosos se presentan como impermeabilizantes por mineralización o membranas impermeabilizantes flexibles, que resultan muy útiles en zonas con fuertes gradientes térmicos o en elementos estructurales sometidos a vibraciones o ciclos de flexión repetidos. En algunos casos, dependiendo de su composición, constituyen una excelente protección contra la carbonatación y la penetración de cloruros.
Los productos de poliuretano aportan mayor durabilidad al hormigón pues, además de impermeabilizar reducen el riesgo de carbonatación y presentan una gran resistencia a hidrocarburos y aceites.
Por su parte, los productos epoxídicos presentan una enorme resistencia química y mecánica, y tienen una gran adherencia al hormigón, pero no resisten bien a la radiación ultravioleta, por lo que estos productos sólo son aptos para zonas que no están en contacto directo con la luz de sol.
Existen, además, pinturas que funcionan como revestimiento impermeabilizante. Estas pinturas suelen tener una doble función, pues generalmente son también pinturas anticarbonatación.
Son de base acrílica y tienen una gran permeabilidad al vapor de agua pero casi nula al CO2 y al agua.
La película que se forma tras aplicar estas pinturas hace que, la mayoría de las veces, la superficie del hormigón sobre la que se aplica cambie totalmente su aspecto, por lo que normalmente se utilizan también para darle un acabado estético al elemento a proteger.
También existen en el mercado películas transparentes delgadas, que mantienen el aspecto y la textura del hormigón.
¿Cómo se protege la armadura específicamente?
Inhibidores de corrosión
Los inhibidores de corrosión son sustancias químicas que reducen la corrosión de las armaduras del hormigón debido a la presencia de iones, cloruros o a procesos de carbonatación.
Normalmente los inhibidores de corrosión tienen alguna de las siguientes funciones:
- Protección adicional de un elemento o estructura de nueva construcción, que, por errores de ejecución, composición, no cumplan los requisitos de durabilidad establecidos en el proyecto y/o en las normativas aplicables.
- Protección adicional de un elemento o estructura de hormigón cuando tras las pertinentes inspecciones y mediciones se determina que su durabilidad se encuentra
- Método de reparación, cuando en la armadura ya ha comenzado el proceso de corrosión.
- Complemento a otro método de reparación para que este resulte más
Su aplicación en obra nueva es muy sencilla, ya que existen inhibidores de corrosión específicos para ser incorporados al hormigón durante su amasado.
Pero cuando se trata de aplicarlos a estructuras o elementos de hormigón ya construidos no resulta tan sencillo. En este caso, los inhibidores pueden ser utilizados de dos formas:
- Incorporados en los morteros u hormigones de reparación.
- En la superficie del elemento de hormigón a proteger mediante impregnación o pulverización, son los conocidos como inhibidores migratorios. Este tipo de inhibidores se aplican en la superfície del hormigón y penetran a través de los poros del hormigón hasta alcanzar la armadura, donde forman una película
Es importante respetar el correcto consumo de inhibidor a aplicar sobre la superficie del hormigón, a fin de asegurar que este alcance la armadura y resulte efectivo. Así mismo, será de gran importancia la estabilidad del inhibidor aplicado en el tiempo, no debiendo sufrir migraciones, solubilizaciones, etc.
Protección catódica
La protección catódica es un método electroquímico que sirve para prevenir la corrosión de las armaduras del hormigón armado.
El proceso consiste en llevar la armadura de la estructura a un potencial (OCP) a un potencial de valor tal que el proceso de corrosión no pueda tener lugar. Es decir, se trata de hacer actuar a toda la armadura como cátodo. El potencial de polarización varía en función del agresivo y de las características de la estructura a proteger, generalmente se recomienda entre -700 y -900 mV (ESC).
Hay dos métodos: protección catódica por corriente impresa y protección catódica por ánodo de sacrificio.
El método de “corriente impresa” es aquel en se suministra una corriente continua a través de una fuente eléctrica externa y se distribuye por un ánodo auxiliar que suele ser una malla de acero o titanio con una capa de óxido de metales nobles que se conecta a la armadura y se recubre de mortero para evitar su degradación.
El otro método se llama de “ánodo de sacrificio” y se basa en que la corriente la suministra espontáneamente el ánodo embebido sin aplicarle una corriente externa.
Siempre que se quiera emplear protección catódica para detener una corrosión ya iniciada es preciso cumplir con una serie de condiciones:
- Garantizar la conexión eléctrica entre las
- Que el hormigón no esté hecho con áridos
- Buen contacto hormigón-armadura.
- Evitar contactos ánodo-cátodo.
- Conocer el área de armadura a
- Reponer el hormigón
- Reponer armadura si es necesario reforzar la
- Revisar el espesor de recubrimiento de hormigón.
- Comprobar la presencia de corrientes erráticas.
- Estudiar el efecto sobre la estructura de la carga adicional que supone la aplicación del método.
A diferencia de otros métodos, con este método no es necesario eliminar el hormigón contaminado, aunque si es importante reconstruir las zonas dañadas para asegurar una buena distribución de la corriente.
Protección superficial de las armaduras
La protección superficial de la armadura se lleva a cabo con productos que se aplican directamente sobre la armadura, por lo que es un método que sólo es conveniente utilizar durante la construcción de obra nueva o durante las operaciones de reparación o refuerzo que requieran dejar al descubierto las armaduras.
Hay dos métodos básicos para llevar a cabo este tipo de protección:
- Pintado de las armaduras con revestimientos que contengan pigmentos Estos pigmentos se oxidan antes que las armaduras, debido a su mayor potencial eléctrico y así la armadura queda protegida.
- Pintado de las armaduras con revestimientos de Se colocan revestimientos impermeables a la humedad y el oxígeno, para así prevenir la corrosión.
Independientemente de lo anterior, es habitual que estos productos sean de base epoxídica, cementosa o polimérica.
Extracción electroquímica de cloruros
Esta técnica se basa en principios similares a los de la protección catódica, ya que se trata de hacer actuar a toda la armadura como cátodo, pero aplicando una polarización (corriente) mucho mayor con el fin de forzar a los iones cloruro a migrar hacia el polo positivo o ánodo.
El ánodo será una malla de acero o de titanio activado que se coloca en un electrolito como conductor eléctrico, normalmente celulosa.
Para que este tratamiento sea eficaz a largo plazo, se debe realizar un tratamiento posterior superficial que impida la penetración de cloruros en el futuro.
Protección anticarbonatación
El proceso de carbonatación se produce por contacto del CO2 de la atmósfera con el hormigón.
La carbonatación provoca una bajada del pH del hormigón, que elimina la protección alcalina que el hormigón ejerce sobre las armaduras, lo que en muchas ocasiones deriva en el inicio de procesos de corrosión.
Por esta razón, lo más más razonable es tratar de reducir al mínimo la velocidad de penetración del CO2, cumpliendo estrictamente con los contenidos mínimos de cemento, respetando la máxima relación agua/ cemento y disponiendo los recubrimientos mínimos que marcan las instrucciones vigentes y aplicando, en su caso, un revestimiento en la superficie del hormigón que minimice la entrada de CO2 en los poros de hormigón.
Para este tipo de revestimientos se suelen utilizar pinturas a base de copolímeros acrílico uretano y revestimientos cementosos especiales, siempre cumpliendo con los requisitos que marca la UNE EN 1504-2.
Estos son revestimientos flexibles y/o revestimientos acrílicos, ya que estos materiales funcionan como membranas semipermeables, permitiendo que la estructura “respire”, pero evitando el ingreso de CO2 y de H2O en fase líquida.
Otros productos como las resinas epoxis, forman bases totalmente impermeables, muy eficientes al evitar el ingreso de CO2 y H2O líquida, pero impidiendo la salida de vapor de agua de la estructura.
Realcalinización del hormigón carbonatado
La realcalinización del hormigón carbonatado tiene por objeto la recuperación de la alcalinidad del hormigón en el entorno de un hormigón que ha sufrido el proceso de carbonatación, para así prevenir la corrosión de la armadura.
Hay dos métodos de realcalinización del hormigón:
Realcalinización electroquímica
Se aplica una corriente eléctrica entre la armadura que actúa de cátodo (o polo negativo) y un ánodo (o polo positivo) colocado de manera temporal en la superficie del hormigón en contacto con una disolución de carbonato sódico. El paso de corriente genera hidroxilos en la armadura y realcaliniza, por tanto, su entorno y hace penetrar el carbonato del electrolito exterior que igualmente es alcalino. Este método le devuelve la alcalinidad al hormigón, pero no evita la futura penetración de CO2 por lo que para que este tratamiento sea completamente efectivo hay que combinarlo con revestimientos anticarbonatación (ver apartado 7.4.7.6).
Realcalinización por difusión
Se coloca un revestimiento compuesto con metal alcalino sobre la superficie del hormigón carbonatado y, por difusión del álcali, se logra la realcalinización. Este método es mucho más lento que la realcalinizacion electroquímica.
Igualmente, para que la protección sea duradera, es necesario combinarlo con la aplicación de revestimientos de protección.
¿Cómo se protege mediante sistemas de encapsulación avanzada de pilotes?
Este sistema se emplea principalmente para la protección de elementos de hormigón que se encuentran expuestas a medios muy agresivos.
Ejemplo de estos elementos son los pilares de cualquier tipo de estructura sumergidos en el mar o en un río, elementos de hormigón situados en fábricas industriales, etc.
La encapsulación avanzada de pilotes consiste en el encapsulado de pilares mediante el empleo de camisas de poliéster, armadas con fibra de vidrio.
Tras colocarse estas camisas, de tal manera que envuelvan el pilar, se debe inyectar un grout sintético para que la camisa y el pilar estén completamente adheridos.
¿Cómo colocar protecciones antivandálicas?
Hay determinados elementos en las estructuras de hormigón que son muy fácilmente accesibles por las personas. En ciertas ocasiones, realizan pintadas u otros actos vandálicos sobre el hormigón.
Este tipo de actos no suelen ocasionar un problema estructural (a no ser que alguien golpee repetidas veces con mucha fuerza el hormigón) pero si causan problemas estéticos que deben ser solucionados.
Para prevenir este tipo de deterioros y evitar tener que realizar operaciones de reparación continuamente existen en el mercado revestimientos incoloros que evitan que la superficie del hormigón, la pintura y los esmaltes se deterioren.
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