Fenomenos Que Afectan Al Hormigón Marino

Indice

1. INTRODUCCIÓN. 3

2. HORMIGONES EN AMBIENTE MARINO, DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. 4

3. CAUSAS DE DETERIORO EN AMBIENTE MARINO Y MEDIDAS DE SOLUCIÓN. 8

4. CONCLUSIONES. 14

1. Introducción.

El material más usado en construcciones marítimas es el hormigón, éste está sujeto a ataques físicos y químicos que provocan que su vida útil disminuya.

Por consultas y encuestas con profesionales que se desempeñan en el ámbito de las Obras Portuarias o que trabajan en la DOP; el desarrollo de especificaciones en Chile es pobre y el conocimiento experto radica en las empresas constructoras de puertos que no pocas veces aplican especificaciones que corresponde a estructuras que prestan servicio en “tierra" con dosificaciones que no están claramente establecidas

En Chile la normativa actual referida a hormigones (NCh 170.Of85 – Requisitos Generales) entrega sólo las recomendaciones generales de dosificación a seguir cuando se ejecuta una faena de hormigonado bajo agua, no siendo específica para ambientes marinos.

En otros países como España y EEUU se cuenta con guías que caracterizan desde los agentes climáticos a los que están afectas las estructuras hasta las bases de cálculo para las diferentes tipologías en obras marítimas y, además, con guías para el diseño y construcción de obras costeras de hormigón en donde se encuentran criterios de caracterización de los materiales que se utilizarán, cargas, diseño de fundaciones, construcción e instalación en obra, inspección y reparación de estructuras.

Como profesionales del área surge la interrogante de cómo especificar un hormigón que se ubicará en un ambiente marítimo, teniendo especial cuidado en las propiedades que permitan una mayor vida útil.

Objetivos y alcances.

El objetivo de este trabajo es generar especificaciones para la dosificación y el manejo del material, en base a requisitos de comportamiento y desempeño; iniciando el estudio en los fenómenos que se producen en los hormigones usados en construcciones marítimas; y posteriormente otorgar cualidades que los hagan más resistentes, impermeables y menos reactivos, en definitiva más duraderos, más específicamente:

• Investigar las patologías del hormigón en ambientes marinos.

• Determinar las propiedades más relevantes del hormigón en ambientes marinos para obtener una mayor durabilidad.

• Investigar las distintas normas y recomendaciones nacionales e internacionales respecto al empleo del hormigón en ambientes marinos.

• Estudiar las características de materiales y aditivos para mejorar las propiedades del hormigón en ambientes marinos.

• Estudiar la tecnología de colocación del hormigón en ambientes marinos sumergidos para lograr una alta calidad estructural y de acabado.

2. Hormigones en ambiente marino, descripción del problema.

Para la descripción de los fenómenos de deterioro debidos al medio en que se colocan los hormigones, se hace una descripción del ambiente marino y las zonas o tipos de exposición que sufre el material.

2.1. Ambiente Marino.

2.1.2. Composición del agua.

La Composición del agua de mar contiene sales disueltas como Cloruro Sódico (NaCl), Cloruro Magnésico (MgCl), Sulfato Magnésico (MgSO4), Sulfato Cálcico (CaSO4), Cloruro Potásico (KCl) y Sulfato Potásico (K2SO4) con concentraciones que difieren en las distintas partes del mundo. La cantidad total de sales en las costas Chilenas variará de acuerdo a la zona geográfica que se estudie debido a las diferencias de temperatura y concentración; pero por lo general es de unos 35 g/l.

El pH el agua oceánica es ligeramente alcalino, el valor promedio de su pH está entre 7.5 y 8.4 y varía en función de la temperatura; si ésta aumenta, el pH disminuye y tiende a la acidez; también puede variar en función de la salinidad, de la presión atmosférica, de la profundidad y de la actividad vital de los organismos marinos.

El agua de mar también contiene oxígeno y dióxido de carbono disuelto en forma de gas con concentraciones de acuerdo a las condiciones locales.

2.1.3. Organismos Marinos.

Se pueden destacar el denominado fouling, que corresponde al crecimiento de algas marinas y/o adherencia de seres vivos, uno de los ataques más perjudiciales a las estructuras marinas. Se generan problemas por aumento del peso y de las dimensiones de las secciones, que conducen a una mayor resistencia al oleaje y turbulencias por su crecimiento irregular. El desprendimiento de material que se produce al retirarlos mecánicamente puede contribuir a la disminución de la protección de las armaduras y con ello a la corrosión de éstas.

Figura 1.- Fouling.

2.1.4. Temperatura.

Favorablemente se sabe que las propiedades de resistencia a compresión y módulo de elasticidad mejoran a bajas temperaturas, desfavorablemente, en aguas tropicales, la mayor temperatura aumenta la evaporación causando mayor densidad salina.

2.1.5. Movimiento del agua.

El movimiento de las olas o corrientes tienen numerosos efectos durante la puesta en obra y después del fraguado. Los movimientos del agua pueden transportar: arena, grava y hielo que son causantes de abrasión. La salpicadura de las olas deposita sal sobre la línea de mareas, lo que contribuye a la formación de corrientes galvánicas, causante directa de la corrosión en las armaduras. El golpe de las olas, al tapar y destapar alternativamente grietas, produce en el interior un aumento brusco de la presión que erosiona y desgasta, aumentando el volumen de la cavidad y la erosión en estructuras.

El deterioro de las estructuras de hormigón puede verse incrementado por las solicitaciones debidas a las presiones que ejercen las olas. El estudio del mecanismo de la disipación de energía hidrodinámica, permite desarrollar la teoría de las presiones que las olas ejercen sobre la estructura. En algunos casos, se debe agregar la fuerza dinámica debida a la turbulencia del agua mezclada con aire, que puede alcanzar valores muy altos, con efectos más destructivos aún.

Figura 2.- Oleaje.

2.1.6. Hielo.

En el caso de las masas de hielo adheridas a las estructuras, aumentan el peso de éstas al fluctuar el nivel del agua, en el caso de los hielos flotantes el efecto que puede causar es el impacto sobre las estructuras, al moverse junto con las mareas y corrientes.

Figura 3.- Hielo.

2.2. Zonas de exposición.

2.2.1. Zonas de atmósfera marina.

El hormigón no está en contacto con el agua de mar,

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