Implementation of the Variable Decambering Model

La durabilidad de las estructuras de concreto es un tema complejo en el que interviene un número elevado de variables, asociadas a orígenes distintos: proyecto, ejecución, materiales, uso, mantenimiento y medio en el que se encuentra la estructura, entre otras. Por ello, y aunque en los últimos años se ha dedicado un esfuerzo importante al estudio de la durabilidad, queda mucho trabajo por hacer. Particularmente el avance en el estudio de algunos de los procesos químicos del deterioro del concreto ha sido importante. El estudio de los procesos químicos no ha ido debidamente acompañado, hasta ahora, del estudio de los procesos mecánicos asociados, especialmente el fuerte aumento de volumen que generan algunos de estos procesos y el agrietamiento y pérdida de resistencia que le acompaña. Muestra de que aún hay mucho trabajo por

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hacer es la abundante patología que muestran las estructuras de concreto armado y pretensado.

La elaboración de concreto en condiciones climáticas extremas con bajas temperaturas, condiciona de manera directa las características del concreto y las propiedades físicas y mecánicas en cualquiera de las fases de la fabricación, el transporte, la puesta en obra, o el curado [Jaime C. Gálvez, 2016].

Para que una estructura de concreto garantice la durabilidad deseada se requiere de manera inevitable diseñarlo con ese fin; por lo que deberá tomarse en cuenta no solo las cargas de servicio sino también, el lugar donde se va a construir la estructura, por consiguiente se tiene que tratar de identificar los agentes agresivos como los líquidos y gases que lo van a penetrar que son los más comunes.

La durabilidad del concreto está sujeta en gran parte a la facilidad con que estos agentes agresivos se trasladan por el interior del concreto y esta característica debe considerarse en el diseño como medida preventiva a los daños que pueda sufrir una estructura.

Los cambios climáticos también son importantes en el diseño, una estructura no siempre está expuesta a líquidos o gases agresivos, sino también a los ciclos de temperaturas (bajas y altas) que se repiten diariamente.

El deterioro de un concreto armado de buena calidad empieza normalmente después de 10 a 15 años. Los parámetros esenciales de los que depende la duración son: el valor mínimo de la resistencia característica, la relación agua/cemento mínima, el contenido mínimo de cemento; el espesor mínimo de la protección del acero.

El deterioro del concreto armado puede manifestarse de diferentes formas: fisuras en el concreto, despegue de la protección del acero, disgregación del concreto, corrosión del acero.

Las causas del deterioro se pueden resumir en dos categorías: a) CAUSAS INTERNAS

- Mal proyecto o poca calidad en la elaboración. - Incorrecta colocación (formación de nidos de grava). - Inadecuados procesos de curado.

b) CAUSAS EXTERNAS

- Causas mecánicas (lesiones causadas por esfuerzos; microfisura ocasionada por dilatación/retracción; formación de hielo en la matriz y en los inertes).

- Causas químico-físicas debidas a factores ambientales (mecanismos degradantes de naturaleza química, ocasionados por agua, aire y terreno: permeabilidad, difusividad (fenómeno físico consistente el transporte de

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materia entre dos medios con distinta concentración, capilaridad, derrubio de fragmentos desplazados por agentes atmosféricos) [Marín, 2015].

Ningún diseñador o propietario espera que los sistemas contraincendios o la instalación eléctrica funcionen adecuadamente sin inspección y mantenimiento; sin embargo, es un supuesto no hablado o escrito que las estructuras de concreto servirán indefinidamente sin ninguna atención.

La experiencia ha mostrado que el costo por no considerar la durabilidad es mayor al que se invierte si se le considera [Taylor, 2002].

El diseñar una estructura por durabilidad aporta ventajas técnicas y económicas. Técnicamente permite que la estructura tenga un mejor desempeño ante sus condiciones de servicio, y por tanto, la disminución en las reparaciones, hecho que en términos económicos minimiza costos operativos y de mantenimiento.

- Mejor desempeño y conservación ante las condiciones de servicio. - Mayor vida útil.

- Menores costos de mantenimiento y operativos.

- Menor valor presente del costo de la construcción y de sus costos de mantenimiento.

- Coadyuva a la rentabilidad del proyecto al reducir costos excesivos por reparaciones.

La construcción realizada por operadores competentes, mano de obra calificada y una buena supervisión no tiene costos adicionales inherentes a su desempeño, y como resultado, su mejor funcionamiento no es más caro que el diseño que no contempla tales condiciones. Los beneficios por considerar la durabilidad son mayores que los costos iniciales. El costo de los ingredientes de un buen concreto no es diferente al costo de los mismos ingredientes para realizar un concreto pobre.

Son los costos de mantenimiento y reparaciones a largo plazo los que pueden incrementar su costo final. Esto frecuentemente sucede cuando la construcción se realiza inicialmente con ningún o escaso control de calidad.

Es importante tener una visión de estadista y comprender que el verdadero ahorro de una estructura diseñada por durabilidad se verá en la operación de la misma (largo plazo). La Figura 2.6 muestra la comparación entre una estructura tradicional, es decir, sin considerar la durabilidad y una estructura diseñada por durabilidad, la primera requiere una menor inversión inicial, pero a través del tiempo requiere inversiones periódicas para seguir brindando servicio. En cambio, la estructura diseñada por durabilidad tiene una inversión inicial mayor, pero no necesita mantenimientos ni reparaciones mayores para seguir dando servicio, no acarrea costos operativos. Las reparaciones de la infraestructura y los costos que acarrean son mayores a los de la inversión inicial adicional que se destinaría a una estructura para diseñarla por durabilidad [Hernández y Mendoza, 2006].

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Figura 2.6.- Comparación Inversión vs. Tiempo entre estructura durable y no durable [Hernández y Mendoza, 2006]

Los cálculos de la vida útil, y la predicción de la vida de servicio residual de las estructuras, requieren información fiable sobre el ambiente en el cual se encuentra la estructura y principalmente de las características del recubrimiento de concreto, que protege a las armaduras de la corrosión, ya que de su calidad y espesor depende el grado y velocidad de penetración de líquidos y/o gases que contienen contaminantes que pueden reaccionar perjudicialmente con el propio concreto o con el refuerzo. También es conveniente estudiar el movimiento del agua y el de algunos iones dentro del concreto, utilizando preferentemente ensayos no destructivos.