Cada vez es más común encontrar elementos estructurales de concreto que deben ser rehabilitados (reparados) o reforzados. Existen varios factores que obligan a la intervención de las estructuras de concreto, entre las cuales podemos mencionar:
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- Daños por corrosión al encontrarse en ambientes agresivos (plantas químicas, ambiente marino, etc.)
- Daños por sismo o por el efecto de cargas superiores a las de diseño.
- Cambio de uso o ampliación de la estructura.
- Daños por impacto, incendio o explosión.
- Defectos constructivos y/o utilización de materiales defectuosos o de mala calidad
- Diseño estructural inadecuado
Con el fin de corregir las condiciones mencionadas, puede ser necesario llevar a cabo un procedimiento de reparación y/o reforzamiento estructural, que si bien están relacionados son cuestiones distintas.
La Reparación consiste en recuperar en la medida de lo posible la resistencia original de la estructura (varios expertos consideran que se puede recuperar máximo el 80% de la resistencia original), mientras que el Reforzamiento nos permite incrementar la capacidad de carga de un elemento estructural (en algunos casos se puede llegar a duplicar la resistencia original).
PROCESO DE REPARACIÓN
- Evaluación y Diagnóstico.- Al igual que en otras industrias, es indispensable hacer una correcta valoración de las condiciones actuales del elemento a reparar:
- Agrietamientos – Se deberá determinar la dirección y tipo de grieta (cortante, flexión, contracción plástica, etc.), así como, las dimensiones de las mismas (ancho, largo y profundidad).
El ICRI (International Concrete Repair Institute), que es una Institución dedicada a estudiar la reparación de concreto, sugiere el sellado e inyección de grietas mayores a 0.25 mm de ancho, para recuperar el monolitismo de los elementos estructurales de concreto y evitar el ingreso de cloruros o sulfatos que puedan atacar el acero de refuerzo.
Cabe mencionar, que varios expertos coinciden en que elementos estructurales con grietas de aproximadamente 1.0 mm de ancho, llegan a perder hasta el 40% de su resistencia, mientras que grietas de 2.0 mm de ancho pueden perder hasta el 70% de su resistencia y las grietas mayores a 3.0 mm de ancho se puede perder hasta el 100% de la resistencia original.
En algunos casos, puede ser necesario hacer estudios por ultrasonido para determinar las discontinuidades en las estructuras de concreto.
- Desconchamientos – Es importante localizar aquellas zonas que presenten concreto deteriorado o suelto, ayudándose al menos de un martillo o maseta por medio de golpeteo.
- Corrosión – En caso de sospecha de oxidación del acero de refuerzo (sobre todo en zonas de concreto debilitado) se deberá revisar el estado de las varillas, y en dado caso medir el PH del concreto, el cual deberá ser mayor a 12, caso contrario, es muy probable que haya problemas de carbonatación del concreto y/o corrosión del acero de refuerzo.
- Concreto débil – En algunas ocasiones, es importante determinar la resistencia actual del concreto, para lo cual se llegan a hacer extracciones de corazones para ser ensayados en laboratorios de concreto, o bien, pruebas indirectas con esclerómetros.
- Preparación de superficie.- Es uno de los pasos más importantes para llevar a cabo una reparación exitosa. El proceso de preparación consta de:
- Corte con disco de diamante formando una caja cuadrada o rectangular de profundidad uniforme.
- Demolición y retiro de concreto deteriorado, teniendo cuidado de dejar al menos 6.0 mm libres alrededor del acero de refuerzo.
- Limpieza del acero de refuerzo utilizando esmeriladora con carda metálica para eliminar el óxido.
- Limpieza de toda la superficie con aire a presión.
- Protección del acero de refuerzo.- Una vez que se retiró el óxido de las varillas de acero, se recomienda protegerlas con un inhibidor de corrosión (cemento – epoxy).
- Puente de adherencia.- Siempre que se hace una reparación de elementos estructurales, se recomienda la utilización de una adhesivo epóxico grado estructural cuya adherencia al concreto sea superior a la resistencia de tensión del concreto, de manera tal que se garantice al 100% la correcta transmisión de esfuerzos entre el elemento existente y la zona reparada.
- Recuperación de sección perdida.- La sección de concreto perdida deberá ser repuesta con un mortero de reparación cementicio libre de contracción lineal y con una resistencia mayor a la del concreto original. Cabe mencionar, que los morteros y concretos convencionales generalmente presentan una contracción elevada (700 a 1,000 millonésimas), lo cual ocasiona su agrietamiento y/o desprendimiento del elemento a reparar.
TÉCNICAS DE REFORZAMIENTO
REFORZAMIENTO CON ACERO
De las técnicas más utilizadas para reforzar estructuras en general, ya que permite reforzar prácticamente cualquier elemento de concreto reforzado, ya sea a compresión, flexión o cortante.
Generalmente consiste en la colocación de placas ancladas en trabes y losas en la zona inferior de las mismas, en forma de cinturones en “U” para reforzar trabes a cortante o confinamiento de columnas a base de ángulos y placas.
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REFORZAMIENTO MEDIANTE INCREMENTO DE SECCIÓN
Es de las primeras técnicas que se desarrollaron para reforzar estructuras de concreto, la cual consiste en incorporar acero de refuerzo adicional e incrementar la sección de concreto de los elementos.
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REFORZAMIENTO CON FIBRAS DE CARBONO
Esta técnica es de las más nuevas que consiste básicamente en la fijación de fibras de carbono con resistencias de hasta 38,000 kg/cm2 mediante adhesivos epóxicos.
Se pueden reforzar losas y trabes a flexión, incrementar la capacidad a cortante de trabes y columnas, así como, aumentar la capacidad de carga de columnas mediante el confinamiento de las mismas.
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