Causas y efectos
Las fisuras en el hormigón son un fenómeno común en las edificaciones que puede tener diversas causas, como tensiones internas, externas, variaciones térmicas, retracción, asentamientos diferenciales o sobrecargas.
Estas discontinuidades en la masa del hormigón pueden comprometer la durabilidad, la estética y, en casos severos, la integridad estructural de una edificación. Su estudio y control son fundamentales en el diseño y mantenimiento de estructuras, ya que una fisura no controlada puede facilitar la entrada de agentes agresivos, como agua o cloruros, acelerando procesos de deterioros como la corrosión del refuerzo.
La identificación temprana, el análisis de su origen y la aplicación de técnicas de reparación adecuadas son esenciales para garantizar la seguridad y vida útil de las edificaciones.
Este análisis debe considerar factores como el tipo de hormigón, las condiciones ambientales y las normativas técnicas aplicables, asegurando un enfoque integral para su prevención y mitigación.
¿A qué se debe las fisuras en el hormigón?
La fisuración del hormigón se debe a su limitada resistencia a la tracción, que representa apenas un 10% de su capacidad de compresión, lo que lo hace vulnerable a fuerza tracción. Estas fuerzas pueden originarse en fenómenos inherentes como la retracción, expansiones internas, flexión por cargas o uso, o incluso asentamientos diferenciales. Cuando las tensiones superan las resistencias del hormigón, se producen fisuras.
Conocer estas causas facilita el control y la prevención de problemas asociados, así como la determinación de los factores que las generan y la aplicación de tratamientos y reparaciones efectivas. Las fisuras se clasifican en dos categorías principales; aquellas que aparasen durante el estado plástico del hormigón y las que emergen una vez que este se ha endurecido, cada una requiriendo un enfoque específico para su manejo.
Fisuras en el hormigón plástica
La fisuración plástica en el hormigón ocurre durante su estado plástico, es decir, en las primeras horas o días tras su colocación, mientras el material aún no ha alcanzado su máxima resistencia y que aún pertenece deformable. Este tipo de fisuras se produce debido a la pérdida de agua por evaporización o a movimientos tempranos, antes de que el hormigón haya ganado suficiente rígidez mediante el proceso de hidratación.
Sus principales cuadas son:
a)Pérdida rápida de agua.
La evaporación acelerada, especialmente en condiciones de alta temperatura, viento o baja humedad, provoca una contracción superficial. Si esta contracción no es uniformemente compensada, se generan tensiones que resultan en fisuras superficiales finas y poco profundas.
b) Movimientos durante el fraguado.
Agitación, vibración excesiva o asentamientos del suelo antes de que el hormigón adquiera resistencia pueden causar deformaciones que desencadenes fisuras.
c) Subida de agua.
Cuando el agua de la mezcla asciende a la superficie, deja vacíos o zonas débiles. Si esta agua se evapora rápidamente, la superficie se contrae y se fisura.
Fisuras en el hormigón endurecido
Las fisuras en el hormigón endurecido se producen después de que el material ha completado su proceso inicial de hidratación u ganado resistencia, generalmente tras las primeras 24 – 48 horas. A diferencia de las fisuras plásticas, estas están asociadas a tensiones internas o externas que actúan sobre un hormigón ya rígido, y pueden tener implicaciones más significativas para la estructura. Las causas comunes de esta patología incluyen retracción por secado limitada y fuerzas expansivas dentro del hormigón que introducen tensiones por tracción.
Fisuras por retracción por secado limitadas.
La retracción por secado es la causa más común de agrietamiento en el hormigón, siendo la razón principal detrás de la frase “fisuras en el hormigón. Generalmente hormigón se contrae entre el 0,05% y 0,06% a los 28 días, equivalente a aproximadamente 16 mm en 30,5 metros o 4 mm en 3 metros.
La retracción por secado del hormigón implica una contracción inherente del material a medida que pierde humedad. En condiciones ideales sin restricciones, esta contracción ocurriría sin generar fisuras; sin embargo, en aplicaciones reales, el hormigón enfrenta un alto nivel de limitaciones durante su secado y retracción. Cualquier elemento que impida su libre movimiento, como columnas o bolardos que lo atraviesan, puede inducir tensiones de tracción que resultan en agrietamiento.
Las esquinas reentrantes representan zonas críticas donde se concentran las fuerzas de retracción y restricción. En el caso de losas sobre terreno, la subbase genera fricción que frena el movimiento de contracción. Cuando estos esfuerzos de restricción superan la baja resistencia superan la baja resistencia a la tracción del hormigón, especialmente en etapas tempranas.
Fisuras por tensiones expansivas por congelación/deshielo.
Las tensiones expansivas generadas por los ciclos de congelación y deshielo constituyen un factor significativo en el deterioro del hormigón. Cuando el agua presente en el interior del material se congela, su expansión genera tensiones de tracción que pueden provocar fisuras e incluso fracturas. Este fenómeno, se manifiesta comúnmente como un patrón de agrietamiento observable cerca de las juntas en pavimentos, especialmente cuando los áridos blandos o poros del hormigón absorben agua desde una subbase con inadecuado drenaje, amplificando el efecto durante la congelación.
Dicho tipo de fisuración inicia de manera sutil en la base de las losas cercanas a las juntas y, con el tiempo, progresa hacia la superficie, extendiéndose desde las juntas e intersecciones del pavimento. Para mitigar este daño, es esencial emplear hormigones diseñados con alta durabilidad, incorporando áridos resistentes que cumplan con las normativas, como la ASTM C33, y sellando las juntas del pavimento. Además, un drenaje adecuado en la subbase y la reducción de la intrusión de humedad son medidas preventivas clave. No obstante, cuando la fisuración alcanza un grado severo, la reparación resulta inviable, requiriendo frecuentemente el reemplazo total del hormigón.
Reacciones químicas expansivas.
Las reacciones químicas expansivas dentro del hormigón pueden generar tensiones de tracción que provocan fisuración. Estas se deben a materiales utilizados en su fabricación o a sustancias en contacto con el hormigón endurecido, como el ataque de sulfatos y la reacción de álcali-sillice (RSA) . El ataque por sulfatos ocurre cuando sulfatos de suelos, agua subterránea u otras fuentes reaccionan con el aluminato de calcio hidratado del cemento, causando fisuras espaciadas y, a menudo, un recubrimiento blanquecino. La RSA se produce por la interacción de áridos reactivos, álcalis y humedad, formando un gel expansivo que genera un patrón distintivo de fisuras en forma de “Y” en la superficie. La prevención incluye usar cementos resistentes a sulfatos y controlar el contenido de aluminato de calcio en zonas expuestas, así como seleccionar áridos no reactivos, controlar la exposición de humedad. Cabe destacar que, para caso más severos, lo que podría ser necesario removerlo y reemplazarlo.
Corrosión del acero de refuerzo.
La corrosión del acero de refuerzo embebido en hormigón es un proceso expansivo que aumenta su volumen hasta 2 a 3,5 veces, contribuyendo a algunos de los daños más graves observados en estructuras de hormigón. Estas fisuras, típicamente localizadas cerca o sobre el acero incrustado, suelen acompañarse de manchas de óxido, sirviendo como indicio de agrietamiento por corrosión. Para mitigar este fenómeno, se recomienda emplear hormigón de baja permeabilidad con una cubierta adecuada, conforme al código ACI 318. Aditivos inhibidores de corrosión pueden retrasar significativamente el deterioro, mientras que el uso de ánodos galvánicos y revestimientos ayuda a prevenir la corrosión del refuerzo, especialmente en reparación del hormigón.
Fisuras Estructurales
Las fisuras estructurales en el hormigón son aquellas que comprometen la capacidad portante o la integridad general de una estructura, resultando de tensiones que superan los límites de diseño o resistencia del material. A diferencia de las fisuras no estructurales, que afectan principalmente la durabilidad o estética, estas requieren atención inmediata debido a su impacto en la seguridad.
Sus principales causas son el exceso de cargas estáticas o dinámicas, errores de diseño, asentamientos diferenciales y daños de corrosión (aunque se pueden provocar con o sin manchas de corrosión).
Se recomienda para el tratamiento el código ACI 224.R1 para obtener información de “Causas, Evaluación y Reparación en Estructuras de Hormigón”. Además, se recomienda documentos técnicos como la guía de reparaciones de Sika®.
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