La actualización de la norma que rige los aspectos generales del hormigón en Chile incorporó una serie de modificaciones en distintos aspectos de este noble material. Uno de ellos, el de la durabilidad, tuvo importantes cambios para el establecimiento de requisitos específicos ya sea por la acción de agentes externos o internos. En este artículo se abordan con más detalle estos nuevos requerimientos.
Uno de los aspectos que se modificaron de manera sustancial con la actualización de la norma chilena NCh170:2016, que rige los requisitos generales que debe cumplir el hormigón en nuestro país, dice relación con la durabilidad del material.
En este aspecto, la versión anterior de la norma (NCh170:1985), sólo hacía énfasis a las relaciones de materias primas que conforman al hormigón. “La NCh170:1985 -explica Carmen Paz Muñoz, directora de la carrera de Ingeniería en Construcción de la Universidad Andrés Bello (UNAB) e integrante del Comité de Durabilidad del ICH- sólo hablaba de una razón agua-cemento, que mencionaba en algún punto algo respecto a la exposición severa”.
Eso, más algunos requisitos relacionados con los cloruros y los sulfatos, comenta la académica, comprendían todo lo referente a durabilidad en la versión de la NCh170:1985. Sin embargo, destaca que con la actualización de la norma, al considerar una cláusula completa para este ítem, “se incorporaron elementos significativos para que el hormigón deba cumplir criterios de durabilidad conjuntamente a los requisitos de diseño estructural para el que está diseñado”, dijo.
En ese sentido, Jorge Del Pozo, ingeniero civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC) y presidente del Comité de Durabilidad del ICH, agrega que “la NCh170:1985 solo hacía mención al caso de exposición severa a agentes externos estableciendo una indicación prescriptiva, definiendo una razón agua-cemento máxima a utilizar y un anexo informativo de recomendaciones para hormigones en ambientes agresivos, abordando el tema de los sulfatos externos y los cloruros internos también en forma prescriptiva”.
En ese sentido, ¿cuáles serían las principales diferencias entre las dos versiones?
Jorge Del Pozo: En términos generales, se puede señalar que la NCh170:1985 contenía solo criterios prescriptivos con una perspectiva más bien didáctica y enfocada principalmente al hormigón confeccionado en obra. Mientras que la NCh170:2016 contiene criterios tanto prescriptivos como de desempeño, con énfasis en los aspectos de durabilidad, los que deberían ser establecidos por el proyectista Estructural.
Sobre el último punto, el presidente del Comité de Durabilidad del ICH dice que “nos referiremos más adelante y con su foco puesto en el hormigón premezclado”.
Análisis de los agentes internos y externos
La nueva norma NCh170:2016 establece, respecto a los requisitos por durabilidad del hormigón, que ésta “depende de sus propiedades y de la presencia de agentes internos o externos que generen ataque al elemento estructural”.
“Por otra parte -agrega Jorge del Pozo- la NCh170:2016 señala que “Un hormigón con baja permeabilidad incrementa la durabilidad del hormigón y colabora en la protección de las armaduras frente a la corrosión. Lo anterior se puede evaluar por medio de ensayos de desempeño del hormigón realizados en laboratorio y/o terreno”.
“Por lo antes señalado, la determinación de la permeabilidad al agua según NCh2262, expresada como la profundidad de penetración de agua, se establece como requisito de desempeño para los requisitos de durabilidad debido a la exposición de agentes externos, los que se encuentran establecidos en los numerales 6.4.2, 6.4.3 y 6.4.4 de la NCh170:2016”, puntualiza.
Especificación del hormigón por durabilidad
Según comenta el ingeniero civil de la PUC, “la NCh170:2016 indica que el proyectista estructural debe asignar las clases de exposición. Sin embargo, esto hasta la fecha no ha sido asimilado totalmente y todavía es común encontrar especificaciones que solo indican el grado de resistencia especificado por diseño estructural, sin hacer referencia alguna a los requisitos por durabilidad que también deberían ser especificados por el proyectista estructural”.
“Por este motivo -agrega- surge la necesidad de un especialista en estas materias que apoye al proyectista durante la etapa inicial en la definición de estos aspectos, figura similar a la del especialista en suelos que hoy define los parámetros del suelo de fundación”.
Siguiendo esta línea, Jorge Del Pozo añade que “actualmente, el Comité de Durabilidad del ICH está desarrollando un documento que permita definir el perfil del especialista en durabilidad, así como también los aspectos a considerar en el informe de durabilidad que este especialista debería entregar, con la finalidad eliminar las diferencias de enfoque al abordar estos temas”.
Asimismo, añade que además del documento antes mencionado, el Comité “también está abordando la revisión de posibles ambigüedades relativas a las cláusulas de requisitos por durabilidad del hormigón y que faciliten la interpretación a algunas sub-cláusulas, con miras a una próxima revisión de esta norma que debería acontecer próximamente”.
Respecto a los agentes internos y externos que menciona la NCh170:2016, el ingeniero civil explica que “el primer grupo, el de los agentes internos, dice relación con las características de los materiales que constituyen el hormigón y que dan origen a los requisitos de durabilidad debido a su acción y establece valores máximos a sulfatos y cloruros aportados por todos los constituyentes del hormigón contenidos en un metro cubico”.
“En este mismo grupo -añade Jorge Del Pozo- se incluyen los requisitos a considerar para el caso que se empleen, para la confección del hormigón, áridos que según NCh163 clasifiquen como reactivos o potencialmente reactivos y en aquellos casos en que el hormigón va a estar expuesto a un ambiente de alta humedad o sumergido”.
El segundo grupo, correspondiente a los agentes externos, están a su vez “asociados a las características o a las condiciones de los ambientes en los que quedara el hormigón a partir de los cuales se establecen los requisitos de durabilidad debido a la exposición a congelación y deshielo, a ataque externo de sulfatos o de agentes externos que provocan corrosión o de hormigones que requieren tener una baja permeabilidad”, dice el presidente del Comité de Durabilidad del ICH.
“En este ámbito -subraya- es donde se incluyó el requisito de la permeabilidad del hormigón, el que se determina mediante la penetración de agua en el hormigón según NCh2262, como criterio de desempeño del hormigón, lo que constituye uno de los cambios más fundamentales de la NCh170:2016 y que da origen a su naturaleza de diseño por desempeño”.
En efecto, la norma es clara en este aspecto. “Cuando se requiera especificar permeabilidad, la resistencia especificada por el proyectista estructural debe ser congruente con los requisitos de permeabilidad por durabilidad”, dice el texto. Asimismo, se menciona que ésta se puede determinar “a partir del historial de ensayos de penetración de agua de hormigones de similares características o mediante hormigones de prueba”.
Con respecto a esto, Carmen Paz Muñoz explica que, por ejemplo, en el caso de la exposición a agentes externos que provocan corrosión o sulfatos externos, la NCh170:2016 “establece una resistencia especificada mínima según el grado de exposición que tenga el hormigón a estos elementos externos. Luego, el especificador debe fijar otro requisito de durabilidad, lo que especifica de acuerdo a la penetración del agua, que es el requisito de permeabilidad, o la dosis mínima de cemento”.
En este aspecto, la académica aclara que si bien en los requisitos por durabilidad en la NCh170:2016, cuando el hormigón se ve enfrentado a ataque por agentes externos que provocan corrosión y sulfatos externos, la resistencia debe ir considerada, no significa que la permeabilidad o la dosis mínima de cemento sean opcionales. “El especificador, según el grado de exposición del elemento, tiene que adoptar uno de estos requisitos que sean condicentes con la resistencia especificada por el proyectista”, aclara.
De esta manera, en la NCh170:2016 se establecen tablas que especifican tanto los grados de exposición por sulfatos y los requisitos del cemento y del hormigón que entra en contacto con éstos. Asimismo, el documento también puntualiza los grados de exposición a agentes externos que provocan corrosión y los requisitos de exposición del hormigón según esos grados de exposición.
En ambos casos, como menciona antes la experta, la norma establece que “para cada grado de exposición, el hormigón debe cumplir con el requisito de resistencia especificada mínima y con uno de los siguientes requisitos: dosis mínima de cemento o profundidad de penetración de agua, lo que debe estar establecido en la especificación técnica del proyecto”.
En este aspecto, Jorge Del Pozo agrega que “otro aspecto que el Comité de Durabilidad estima que se debe precisar de mejor forma, es lo referido a los grados de exposición que provocan corrosión, particularmente lo referido al grado de exposición C1 “Hormigón húmedo expuesto a altas concentraciones de CO2”, en un capítulo aparte más específico que se refiera a este tema”.
Otro agente externo que se debe tener en cuenta para la durabilidad del hormigón es el denominado ciclo de congelación y deshielo. “Cuando el hormigón va a estar sometido a la acción de ciclos de congelación y deshielo, la resistencia especificada mínima y el contenido total de aire deben cumplir con lo indicado, según el grado de exposición”, dice la NCh170:2016.
Así, se establecen cuatro tipos de grados de exposición (F0 – F3), que determinan las resistencias mínimas del hormigón cuando se ve enfrentado a este agente externo. Sin embargo, Carmen Paz Muñoz explica que en este punto, la NCh170:2016 si bien establece los criterios, estos son demasiado cualitativos. “No estableciendo un criterio claro para definir, dónde se puede encontrar una condición F1, o dónde se tiene un F2”, puntualiza.
Al respecto, la académica comenta que “en el Comité de Durabilidad del ICH se está discutiendo el poder especificar y establecer una zonificación por área geográfica, para que se establezca en qué zonas se cumple los distintos grados de exposición “F” y así evitar que se sobreestime la condición de congelamiento y deshielo, lo que incrementa innecesariamente el costo del hormigón.
“Como una aclaración a esta ambigüedad, el Comité de Durabilidad del ICH estima lo siguiente: ‘para que un hormigón quede sometido a la acción de ciclos de congelación y deshielo, según lo establecido en el numeral 6.4.1.1 de la NCh170:2016 en el grado de exposición F1, y de acuerdo a lo definido en la tabla 4 de la NCh170, es necesario que el hormigón esté expuesto a temperaturas que prevean la posibilidad de que ocurra congelación y deshielo y, simultáneamente, se dé una condición de humedad ambiental que ocasione que el hormigón se encuentre saturado’”, puntualiza Jorge del Pozo.
Separación de requisitos, para componentes y hormigón, relacionados con la durabilidad
Según explica Arturo Holmgren, ingeniero civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile e integrante del Comité de Durabilidad del ICH, otro de los aspectos que atiende la norma NCh170:2016 dice relación con la intención de que sólo se refiriera a la durabilidad del hormigón como material sin que ellas, por ejemplo, afectaran las normativas relacionadas con el agua y los áridos.
“Antes -menciona- todo estaba mezclado. Es decir, en la norma de áridos, por ejemplo, aparecían requisitos del hormigón o, en la del agua, aparecían requisitos de áridos. Esto generaba condiciones que eran imposibles de verificar para, por ejemplo, el productor de áridos”.
En la NCh170:2016, en cambio, todo quedó en su campo de acción, dice el ingeniero civil. “Lo que se hizo fue separar los requisitos, tanto para áridos como para agua, dentro de sus propias normativas, para después juntar todo en la NCh170:2016 refiriéndose a los aspectos propios del hormigón”.
“Para esto se realizó un trabajo coordinado con las otras normas: la NCh1498, que se actualizó en 2012, y la NCh163 del 2013. Así se pudo compatibilizar que quedara cada una de ellas con los requisitos al componente respectivo y después, en la del hormigón, los requisitos como un todo”, subraya.
Otros elementos incorporados a la durabilidad del hormigón
Tal como se establece en la nueva NCh170, “para obtener un hormigón durable, resulta necesaria la implementación de medidas adecuadas en el diseño de mezcla, la fabricación, correctas prácticas de colocación, compactación, curado y protección del hormigón”, menciona el texto de la norma.
La académica de la UNAB explica que esto es el objetivo de la norma. “Lo que busca es que sea una especificación más por desempeño que por prescripción donde efectivamente, podamos tener un hormigón bien ejecutado en todas sus etapas”, dice.
En ese aspecto, Carmen Paz Muñoz destaca que con la actualización de la norma, los requisitos de durabilidad del hormigón están establecidos para que el “hormigón diseñado sea durable, en términos de diseño por carga y en términos de servicio”.
Finalmente, Arturo Holmgren comenta que existen aspectos que no se consideran dentro de la NCh170:2016, pues no le es atingente, como lo es la vida útil del elemento de hormigón. De la misma forma, agrega que “es muy importante recordar que una estructura de hormigón armado tiene una cierta vida útil que ofrecer como tal y que ella se establece previamente por el mandante, o dueño, del proyecto”.
“De esta forma -agrega el ingeniero civil- cada estructura queda compuesta por diversas consideraciones de diseño estructural y, claramente, materialidades. Dentro de estas últimas está el hormigón, el cual debe aportar con lo que le corresponde y la NCh170:2016 atiende, en función de lo especificado por el responsable del proyecto, las características y desempeños que debe cumplir”.
Otro aspecto muy relevante de esta nueva conceptualización de la durabilidad en NCh170-2016, aporta Arturo Holmgren, se relaciona con haber logrado internalizar, definitivamente, que aquel concepto de esperar asegurar la durabilidad mediante la prescripción de la razón agua-cemento es insuficiente y perverso, pues mientras se avanza en técnicas de diseño del hormigón, y se cuenta con innovadores aportes provenientes de la industria química en aditivos reductores de agua, es factible obtener bajos valores de dicha relación pero sin considerar la importancia que se le debe otorgar al desempeño de dicha mezcla frente a los diversos tipos de ataques a los cuales está expuesta durante su vida útil. Este punto se acogió en NCh170-2016 y permitió incorporar las nuevas consideraciones de experiencias internacionales a cambio de dicha relación. Junto con esto,
Jorge del Pozo añade que “finalmente, concluida la labor de revisión de los aspectos de durabilidad de la NCh170:2016 por parte del Comité de Durabilidad, el ICH está preparando un curso que aborde cómo ha evolucionado el tema de la durabilidad en el hormigón desde la versión de la NCh170:1985 a la actual versión vigente”.
