Por Carlos Milanesi
Gerente de Promoción y Asistencia Técnica Cementos Avellaneda S. A. (cam@cavellaneda.com.ar)
Cuando el riesgo de corrosión de las armaduras del hormigón se debe a la presencia de cloruros (Cl–) en el ambiente, el CIRSOC 201-2005 1) establece requisitos diferentes (tabla 1), según éstos provengan del medio marino (M1, M2 o M3) o no (CL).
Tabla 1. Requisitos de durabilidad en función del tipo de exposición de la estructura
Cuando los Cl– son de origen diferente al marino (CL), el Reglamento no establece un valor de concentración por debajo del cual sea posible desestimar el ataque. Este hecho puede conducir a situaciones excesivamente conservadoras al exigir que el hormigón sea diseñado con una calidad superior a la requerida. Si consideramos que el contenido máximo de Cl– que se permite en el agua potable es 350 ppm 2), la construcción de una cisterna de hormigón armado, de uso domiciliario, por ejemplo, requeriría emplear un hormigón H-35 e incrementar los recubrimientos un 50 % por encima de los valores normales (clases de exposición A1 y A2).
Una publicación reciente 3), buscando enmendar esta dificultad, indica que, cuando los elementos estructurales estén en contacto con agua de origen no marino y el contenido de Cl– ≤ 4000 mg/l, se considerará que la misma no es agresiva para el acero. El documento aclara que esta consideración es válida siempre que la razón a/mc ≤ 0,50 y el contenido de aglomerante supere los 300 kg/m3 de hormigón. Analicemos la razonabilidad de este número.
Si admitimos que la porosidad de un hormigón (a/c = 0,50) es del orden de 10 % 4), la cantidad total de agua contenida en los poros capilares será igual a 100 l/m3. Si este hormigón se pusiera en contacto con agua que contenga 4000 mg/l (4 g/l) de Cl– (y, además, no existen procesos de humedecimiento y secado que puedan incrementar la concentración de Cl– en la superficie del elemento estructural), es posible suponer que la solución contenida en los poros del hormigón, a tiempo infinito, alcanzará la misma concentración. En base a esta hipótesis, el contenido de Cl– por m3 de hormigón será igual a:
4 g Cl–/l x 100 l/m3 = 400 g Cl–/m3 = 0,4 kg Cl–/m3
Si el contenido de cemento del hormigón es 300 kg/m3, la concentración de ion Cl–, expresada en porcentaje del peso de cemento, resulta igual a:
0,4 kg Cl–/m3 / 300 kg/m3 = 0,13 kg Cl–/100 kg de cemento = 0,13 % (en masa del cemento)
Al comparar este valor (0,13 %) con el límite máximo exigido por el CIRSOC 201-2005 (tabla 2), para hormigón armado con curado normal, expuesto a un medio ambiente con cloruros, se comprende el carácter conservador de la concentración propuesta por Giovambattista et al. 3).
Tabla 2. Contenido máximo de Cl– en el hormigón endurecido (CIRSOC 201-2005)
Veamos un ejemplo. Imaginemos que debemos fundar pilotes de hormigón armado y contamos con los resultados de los análisis químicos del suelo y del agua de contacto (tabla 3).
Tabla 3. Análisis químico del suelo y agua de contacto
Por tratarse de elementos enterrados en suelo húmedo, corresponde asignarles una clase de exposición A2 (tabla 4). Si se comparan las concentraciones de ion sulfato del medio (tabla 3) con los valores límite de sustancias agresivas al hormigón (tablas 5 y 6), el ambiente también debería tipificarse como Q1 (tabla 4). Con respecto a la acción de los cloruros, si bien la sola presencia de éstos en el agua de contacto (2700 mg/l) exigiría calificar al ambiente como “CL” (tabla 4), por lo visto anteriormente, su concentración es baja (< 4000 mg/l), con lo cual, el riesgo de corrosión podría desestimarse. Por último, el carácter ácido del agua de contacto no debe ser motivo de preocupación ya que su pH (tabla 3) puede considerarse inocuo (tabla 5).
Dado que el grado de ataque a considerar en el proyecto estructural debe ser el mayor que resulte del análisis integral de la agresividad del medio ambiente, para el caso propuesto, correspondería especificar un hormigón H-30 (f´cmín) con una relación a/cmáx = 0,50 (tabla 7).
Desde luego, la presencia de sulfatos en el medio exige el empleo de un ligante que demuestre “moderada resistencia a los sulfatos” y un cemento que cumpla las normas IRAM 50000-2000 o IRAM 50001-2000, según el caso. El problema es que ambas normas han sido reemplazadas por versiones más recientes, pero esto será motivo de otra charla de café (cuando el COVID-19 lo permita).
Tabla 4. Clases de exposición que producen corrosión del acero por carbonatación (A1, A2, A3),
por cloruros (CL, M1, M2, M3) o ataque físico-químico al hormigón (C1, C2, Q1, Q2, Q3) 1)
Tabla 5. Valores límite de sustancias agresivas en aguas de contacto
Tabla 6. Valores límite de sustancias agresivas en suelos de contacto
Tabla 7. Requisitos de durabilidad según CIRSOC 201-2005
Referencias
- INTI-CIRSOC, Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón. CIRSOC 201. Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios, SOPN, Edición julio 2005
- Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, Código Alimentario Argentino, http://www.alimentosargentinos.gob.ar/contenido/marco/CAA/Capitulo_12.php
- Giovambattista A., Zerbino R., Giaccio G., Fava C., Milanesi C., Traversa L., Falcone D., Di Maio A., Zega C., Irassar F., Iloro F. (2019), Bases de un código modelo para la tecnología de las obras de hormigón, Inédito, 186 pp.
- Priano C., Estado de conservación de hormigones estructurales en ambientes urbanos, rurales y marinos de la ciudad de Bahía Blanca y su zona de influencia, Tesis Doctoral, UNS, 2011 (http://repositoriodigital.uns.edu.ar/bitstream/123456789/2172/1/Priano.pdf)