El ingeniero Jorge Luis Portilla Sampén ha desarrollado una minuciosa investigación denominada “Análisis, evaluación de ataques químicos externos y propuestas de medidas de mitigación a las construcciones de concreto en Santa Rosa”, que ha permitido plantear una serie de recomendaciones para el uso de materiales y edificaciones en el distrito pesquero, a fin de frenar los efectos de la brisa marina. El estudio fue su tesis para la obtención de la Maestría en Gerencia de Obras y Construcción por la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo.

Santa Rosa se encuentra a orilla de playa del Océano Pacífico a una altitud de seis metros sobre el nivel del mar y la mayoría de construcciones en este distrito son viviendas de uno y dos pisos de albañilería confinada con columnas y vigas de concreto armado, que debido a su cercanía al mar están expuestas al ataque de agentes químicos que destruyen gradualmente el concreto y el acero de refuerzo, efectos que son ignorados por los propietarios debido al desconocimiento técnico que tienen acerca de este problema.

Estos agentes patológicos como los cloruros y sulfatos son transportados por la brisa marina y se depositan en la superficie del concreto desde donde empiezan a causar los daños sobre todo por humedad existente en el medio.

Asimismo y debido a la informalidad que existe en la construcción de viviendas, donde los procesos constructivos no son los más adecuados, las viviendas son muy vulnerables a los agentes patológicos como sulfatos, cloruros y en menor medida al dióxido de carbono - CO2 del ambiente.

“De acuerdo a la investigación realizada se ha detectado que las principales deficiencias en los procesos constructivos de las viviendas de Santa Rosa se debe a que no se cumplen los recubrimientos mínimos de concreto para proteger el acero de refuerzo dentro de las vigas, columnas y losas aligeradas, a que el tipo de cemento utilizado para esta zona no tiene suficiente resistencia a los sulfatos y a que no se realizan los procesos completos de curado del concreto, lo que origina que la resistencia del concreto sea menor a 210 kg/cm2, que es la mínima recomendada para cualquier elemento estructural”, explica Portillla Sampén.

Añade que todo esto ha originado que la mayoría de viviendas ubicadas en este distrito tengan problemas prematuros de oxidación del acero, fisuras, agrietamiento y desprendimiento del concreto; presencia de eflorescencias y desprendimiento de pinturas, desprendimiento de tarrajeos y en algunos casos el colapso total del elemento estructural.

“Esta investigación ha permitido conocer el nivel de daño que pueden causar los agentes patológicos presentes en los ambientes marinos en las viviendas ubicadas en zonas de costa, particularmente en el distrito de Santa Rosa; para luego proponer las medidas de mitigación necesarias y prolongar la vida útil de estas construcciones. Con el estudio ha sido posible evaluar los daños producidos por agentes patológicos: sulfatos y cloruros, presentes en la brisa marina, en las viviendas de material noble; la presencia y nivel de concentración de agentes patológicos dañinos en las estructuras de concreto de las viviendas así como en el medio ambiente: suelo – agua; los tipos de daños producidos en las viviendas de material noble, así como su intensidad respecto a su alejamiento de la ribera del mar y su orientación respecto a la brisa marina, y la  calidad del concreto de las viviendas, su nivel de carbonatación y el nivel de corrosión en el acero”, señala el autor.

RESULTADOS

Tras el paciente trabajo de investigación se ha determinado que la concentración de sulfatos y cloruros en el agua de mar de Santa Rosa está dentro de los rangos típicos del agua de mar en el litoral peruano y que la humedad relativa promedio registrada es del 86.84 %, lo que favorece ligeramente a la carbonatación del concreto y trae como consecuencia que el acero de refuerzo esté expuesto al ataque de cloruros.

Asimismo, se ha establecido que la concentración de sulfatos en los suelos naturales es en promedio de 297 ppm, que implica un nivel de agresividad débil para el concreto de las cimentaciones; sin embargo la concentración de cloruros es de 1,753 ppm, la cual sí es muy dañina para las estructuras de concreto que estén cimentadas en este suelo.

“El concreto tiene una concentración promedio de sulfatos de 2,493, que implica un nivel de agresividad muy severa. Asimismo, la concentración de cloruros encontrada es de 12,803, que excede el máximo establecido que es de 400 ppm. Todo esto significa que la estructura interna del concreto no cumple con las exigencias técnicas mínimas reglamentarias. Respecto al agua de mezclado usada en las construcciones de viviendas, está sí cumple con los máximos establecidos para concentración de sulfatos y cloruros, teniendo una agresividad débil”, explica Jorge Luis Portilla.

Añade que el agregado grueso utilizado en la construcción de viviendas, el que muchas veces es dejado a la intemperie durante varias semanas, presenta una agresividad muy severa debido a su alta concentración de cloruros (más de 700 ppm). Similar situación se presenta en el agregado fino (arena gruesa) que tiene una concentración de cloruros cercana a 1400 ppm. Si estos agregados son empleados en la elaboración de concreto, no se garantizará la durabilidad del mismo, ocasionando también una corrosión acelerada del acero de refuerzo.

FISURAS Y DAÑOS

Del trabajo de reconocimiento de campo mediante la ficha de relevamiento de fallas se concluye que más del 51 % de las viviendas en Santa Rosa tienen fisuras en alguno de sus elementos estructurales, el 64 % tienen desprendimientos y el 74 % presentan eflorescencias producidas por la presencia de sulfatos y cloruros en su superficie.

Las fisuras se presentan con mayor incidencia en los muros, columnas y aleros de losas, habiéndose encontrado grietas hasta de tres centímetros de espesor. Los desprendimientos y eflorescencias se presentan con mayor incidencia en los sobrecimientos de las viviendas, debido a su cercanía al suelo natural.

Respecto a la calidad del concreto encontrada en las viviendas se ha verificado que el PH promedio es de 8.36 (muy crítico), debido a la excesiva carbonatación, lo que trae como consecuencia que sus resistencias a la compresión (f’c) ni siquiera superen los 175 kg/cm2, según se ha verificado con los ensayos no destructivos al concreto. En promedio la resistencia encontrada es de 107.2 Kg/cm2, lo que significa que el concreto en las viviendas es de muy poca resistencia y su colapso sería inminente sobre todo ante la presencia de un sismo en la zona.

El exceso de carbonatación también ha originado daños al acero de refuerzo, habiéndose encontrado niveles de corrosión cercanos a -500 mv, los mismos que superan grandemente al mínimo permitido que es de -200 mv. Asimismo en las viviendas con daños al acero se ha verificado una disminución de su sección transversal hasta de 30%. Todo esto significa que el acero de refuerzo ha perdido su capacidad estructural.

“Los efectos de los agentes patológicos debido a la cercanía a la ribera se mantienen constantes hasta un kilómetro de distancia aproximadamente. Para viviendas un poco más alejadas se ha observado que los daños empiezan a disminuir. También la posición de la fachada respecto a la dirección del viento tiene influencia, habiéndose encontrado que el 35 % de las casas que tienen su fachada en posición frontal presentan daños críticos y muy críticos”, explica el ingeniero civil, precisando que las viviendas que registran esta severidad son construcciones con más de 10 años de antigüedad; lo que significa que a partir de esta edad se debe considerar un mantenimiento total a las estructuras, si es que no se ha hecho antes.

“Como conclusión final de la investigación podemos manifestar que los agentes patológicos como sulfatos y cloruros presentes en la brisa marina y en el suelo del distrito de Santa Rosa afectan significativamente la durabilidad del concreto, habiendo ocasionado daños críticos y muy críticos en el 30 % de las viviendas”, remarca Portilla Sampén.

RECOMENDACIONES

La investigación arroja una serie de recomendaciones que deberían tomarse en cuenta ya sea para el mantenimiento de las viviendas existentes en el distrito costero o para las futuras construcciones. De este modo, Jorge Luis Portilla recomienda, por ejemplo, que todos los agregados utilizados en la elaboración del concreto deben ser protegidos con mantas plásticas si es que estarán expuestos a la intemperie por varios días; de esta manera se evitará su contaminación por sulfatos y cloruros presentes en la brisa marina.

También que el agua de mezclado sea potable y que en ningún caso se empleen aguas subterráneas debido a la alta concentración de sulfatos que existe en el suelo del distrito. Otra recomendación es que todas las construcciones usen cemento tipo V, toda vez que tiene un alto contenido de silicato tricálcico (C3S) para darle mayor resistencia a los sulfatos.

“Para construcciones de gran magnitud y de gran importancia, se debe utilizar inhibidores de corrosión en base a nitrito de calcio, los mismos que se agregan al concreto para formar una capa de óxido pasivante del acero, consiguiendo una mayor durabilidad en el tiempo. Asimismo, todas las construcciones deberán regirse a lo estipulado en el Reglamento Nacional de Edificaciones, sin embargo debido a los resultados de esta investigación recomendamos adicionalmente utilizar concretos con resistencia mínima a la compresión de 210 kg/cm2 para cualquier tipo de estructura como veredas, sardineles, pavimentos y cualquier elemento estructural de vivienda, incluidas las zapatas que por lo general se diseñan solamente para 175 kg/cm2, también realizar diseños de mezcla de concreto con baja relación agua-cemento, que permita una menor permeabilidad y concretos más densos, porque esto evitará la penetración rápida de cloruros y sulfatos”, menciona.

Refiere que es importante aislar todo tipo de cimentación: zapatas, plateas, vigas de cimentación, cimientos corridos, etc. del suelo natural, para lo cual se podrían utilizar mantas plásticas de bajo costo o cualquiera de los geotextiles disponibles en el mercado; aumentar los recubrimientos en las losas aligeradas a un mínimo de 3 cm; ya que en la práctica se ha demostrado que el recubrimiento estipulado por la norma E-060 es insuficiente para proteger adecuadamente al acero de los factores externos.

“Todas las columnas de concreto, independientemente si forman parte o no de elementos aporticados o de albañilería confinada, deberán tener un recubrimiento mínimo de 4 cm; para demorar el proceso de corrosión y el descascaramiento por ataque de sulfatos. Debe tenerse en cuenta también que para los encofrados de losas aligeradas y placas de concreto de espesor reducido se deberán utilizar dados de concreto prefabricados cuyas dimensiones deberán ser igual al recubrimiento exigido; así se garantizará un recubrimiento uniforme de todo el acero”, señala, añadiendo que todas estas recomendaciones deberían ser implementadas como requisitos técnicos mínimos para otorgar las licencias de construcción por parte de la Municipalidad Distrital de Santa Rosa.

“Sería importante que las universidades fomenten más el estudio de la durabilidad del concreto en viviendas que están cercanas a la riberas del mar para entender en forma holística este fenómeno y poder recomendar con mayor precisión las medias necesarias para evitar que las viviendas sufran daños prematuros”, concluye. 

 respuesta de 249592 el 2021-07-16.

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