Especificando por durabilidad más allá de la Norma Nch170

Publicado el mayo 16, 2017

Las tendencias actuales a nivel mundial, de considerar un diseño por durabilidad de obras de hormigón armado, han llevado al sistema normativo desde un concepto prescriptivo, en que a través de la fijación de “recetas” y experiencia se presumía que un hormigón era durable o no (p.e. razón a/c máx, resistencia y contenido de cemento mínimo), a sistemas por comportamiento o desempeño, en donde la premisa es poder conocer del mejor modo posible el comportamiento que tendrá una estructura durante su vida útil.

Han sido décadas de estudios para conocer distintas características intrínsecas del hormigón y generar modelos que expliquen los fenómenos físicos que lo gobiernan, como por ejemplo, la difusión y migración de cloruros a través de la microestructura porosa del recubrimiento del hormigón. Sólo así ha sido posible que distintas instituciones o países hayan desarrollado nuevos ensayos estandarizados habituales hoy en día, y que la Norma NCh170 incluye en su Anexo B para su uso de modo complementario, en aquellas obras singulares que requieran un análisis más detallado, y siempre, bajo la consideración del proyectista especificador.

Clases de Exposición
La nueva exigencia de identificar el tipo de ambiente al cual estará sometida una estructura es el primer paso en un Análisis por Vida Útil. Las fuentes agresivas al hormigón pueden actuar a nivel interno, generando reacciones expansivas de sus componentes que dañan de forma irreparable al hormigón, o actúan desde el ambiente produciendo daños a la matriz de cemento o iniciando el proceso de corrosión de la armadura de refuerzo, que representa el esqueleto de un elemento de hormigón. La nueva norma da un importante avance en este tema, al ser necesario establecer el Grado de Exposición al cual estará sujeto una estructura y las partes de ella.

Niveles de Diseño e Indicadores de Durabilidad
El siguiente paso consiste en definir el grado o nivel de diseño a aplicar en un proyecto. Es común ver especificaciones en que la razón agua/cemento sigue siendo mandatoria de acuerdo al tipo de exposición (prescriptivo). Un segundo nivel, corresponde a definir Indicadores de Durabilidad, a partir de ensayos normalizados, que cuentan ya con niveles definidos de resistencia a las distintas acciones agresivas. Por ejemplo, el ensayo de Penetración de Cloruros, de Permeabilidad al Aire, o los de Migración y Difusión de Cloruros, fijan rangos de valores de acuerdo a la resistencia que ofrece el hormigón a la acción agresiva.

La nueva norma, por un lado, elimina la razón agua/cemento como factor de diseño, y toma la resistencia a la compresión como base de diseño, junto al ensayo de Penetración de Agua, normado en Chile bajo la NCh2262, y define una escala de valores según el grado de exposición asociado. El especificador debe establecer el valor mínimo de resistencia indicado en Tablas, junto al valor de contenido mínimo de cemento o un valor máximo de Penetración de Agua (20 mm para condición severa).
Dicho de otro modo, esta norma mantiene en parte lo prescriptivo, pero da un primer paso hacia el desempeño.

Modelos más avanzados

En caso de requerirse estimaciones concretas acerca de la Vida Útil de una obra de hormigón armado, por ejemplo 100 años para el proyecto del Puente de Chacao, se requiere considerar modelos analíticos y probabilísticos que reflejen los fenómenos de deterioro fielmente e incluyan datos reales de los materiales a utilizar en el proyecto. Para el caso de un ambiente marino, importancia toma la Segunda Ley de Fick sobre difusión de cloruros, y variables como Contenido Crítico y Superficial del Cloruros, junto a la distribución esperada para cada variable y el grado de confiabilidad exigido para el análisis.

El Diseño finalmente se traduce en obtener, para el ejemplo de cloruros, una mezcla de hormigón de características físicas y químicas tal, que la estimación desarrollada indique que la penetración de cloruros va a tardar a lo menos 100 años en llegar al nivel de las armaduras y sobrepasar el contenido crítico que da inicio a la corrosión de las armaduras.

Una vez obtenido el valor de diseño del método elegido, el cual está por lo general referenciado a resultados obtenidos en laboratorio, el gran desafío se centra en el control del hormigón en la obra terminada, cuyas características debido al proceso constructivo (colocación, compactación y curado) serán en principio diferentes. El uso conjunto de métodos no-destructivos como la permeabilidad al aire y el espesor de recubrimiento directamente en la obra terminada, permite hacer una adecuada precalificación y seguimiento de la calidad de este hormigón. El desafío en los próximos años es contar con historia del comportamiento de los hormigones nacionales con todos sus componentes, y conocer los valores o indicadores de durabilidad que muestran los ensayos, de modo de ir afinando las estimaciones de vida útil de las obras de hormigón armado.

Comments

comments

Etiquetas:

Socios Fundadores


Empresas Asociadas


Sitio desarrollado por : Insituto del Cemento y del Hormigón de Chile - Todos los derechos reservados 2017