Fisuras de Origen no Estructural en Hormigón

06-02-2012 in Ingenierías by Enrique Alario Catalá

Durante la ejecución de Estructuras de Hormigón o bien una vez finalizadas éstas, a menudo nos encontramos con pequeñas fisuras en la superficie de un forjado, o cada cierta distancia en toda la altura de los pilares o haciendo cuadrícula en una solera de hormigón o en una losa.  Aquel que no está metido en el mundo de las patologías puede no darle importancia a éste tipo de fisuras, pues no son debidas a causas de fallos estructurales que puedan derivar en un colapso, pero vamos a ver que si que pueden llegar a tener una cierta importancia en la durabilidad de los elementos que las sufren.

Como bien dice el Dr. Álvaro García Meseguer en uno de sus libros (ver referencia al pié) “La fisuración del hormigón es como la fiebre en los enfermos: nos indica que algo anormal sucede”, así que lo primero que debe plantearse un técnico cuando se encuentra frente a una fisuración o agrietamiento en la superficie de un elemento de hormigón será buscar la causa origen de la fisuración para poder concretar si existe un problema y poder darle solución si la precisa.

Primero habrá que diferenciar si la fisura es estructural o no estructural, para lo que habrá que estudiar características que presentan las fisuras encontradas, teniendo en cuenta entre otros los siguientes aspectos:

  • En cuanto a su geometría habrá que estudiar si el trazado de la grieta va ligado a armaduras, el ancho de la grieta, la profundidad.
  • En que momento aparece la fisura respecto al proceso de fraguado y endurecimiento del hormigón, durante la puesta en servicio de la estructura, al poco de hormigonar, durante época fría o calurosa…
  • La evolución de la fisura, si se ha parado (muerta) o se sigue abriendo (viva), variaciones que se produzcan en su anchura o longitud.
  • La ubicación de la fisura, si tiene fuerte insolación o bien se encuentra en una orientación fría.
  • Las características del hormigón empleado, el árido utilizado, la proporción de agua o el proceso de ejecución del mismo.

En base a estas características que podamos observar en las fisuras que nos encontremos, se podrá empezar a definir si se trata de una fisura estructural o no estructural y empezar a estudiar el tratamiento que le daremos.

Hay que diferenciar

Hasta el momento estoy hablando indistintamente de grietas y fisuras, aunque muchos autores proponen diferentes definiciones para ambas.  En unos casos se dice que se trata de una fisura hasta que ésta alcanza una determinada dimensión, a partir de la cual se considera grieta.  Otros autores, sin embargo, prefiere denominar fisura a la abertura no causada directamente por esfuerzos estructurales, llamando grieta a la que afecta a la estructura o es causada por fallo de la estructura.

Otra diferenciación es la que considera que las grietas se producen en elementos propiamente estructurales y las fisuras son las que se producen en elementos no estructurales, como tabiques o revestimientos, aunque puedan estar ocasionados por la estructura que los sustenta.  Para éste post, si no os importa, voy a seguir utilizando ambos términos indistintamente.

Otra definición que deberíamos tener en cuenta es la que diferencia la fisura estructural de la no estructuralEntenderemos fisura o grieta estructural a aquella que es originada por causas mecánicas o de esfuerzos de la propia estructura, como acciones de compresión o tracción, flexión, cortante, torsión o punzonamiento.

Entenderemos las no estructurales a aquellas fisuras originadas por los procesos de fraguado y endurecimiento del hormigón, por una mala ejecución, incorrecta colocación de armados, escasos recubrimientos, fallos durante el vertido, el curado y un largo etcétera de circunstancias que pueden llegar a provocar la aparición de éste tipo de fisuras.

Consecuencias

En principio, mucha gente puede llegar a pensar que las fisuras no estructurales no tienen por que ser importantes, incluso algunos pueden restarle toda importancia e incluso no considerar necesario tenerlas en cuenta ni repararlas, pero nada más lejos de la realidad.

Como todos sabemos, y sino os lo digo yo, uno de los principales enemigos de las estructuras de hormigón, incluso diria que de las edificaciones en general, es la presencia de humedad, pues es el agente que provoca gran parte de los problemas que se pueden presentar.

También sabemos que el hormigón armado ofrece por si mismo una protección frente a la humedad a los elementos susceptibles de ser afectados por la misma, es decir, a las armaduras de refuerzo, pues por medio del espesor de recubrimiento se consigue que la humedad no los alcance o que si lo hace, la alcalinidad del propio hormigón evite la oxidación del acero.

Ahora bien, ¿que ocurre si el ambiente exterior alcanza al armado de refuerzo? ¿que ocurre si se carbonata el hormigón? ¿que ocurre si pierde ésta alcalinidad protectora, si baja su PH?

Este proceso le ocurre al hormigón en contacto con el ambiente exterior,  baja su nivel de PH afectando a la alcalinidad, se carbonata, se vuelve más ácido y esto hace que, de alcanzar la profundidad donde se encuentra el acero, éste quede desprotegido y acabe oxidando.

Pues bien, como hemos visto, siempre que el espesor de recubrimiento sea el adecuado el acero quedará protegido (en principio), pero si se produce una fisura, por muy superficial y no estructural que sea, ésta puede ser la vía por la que la humedad se acerque más al armado en el mejor de los casos o incluso llegue a dejarlos al descubierto en el pero, quedando por tanto desprotegido e iniciándose por tanto el proceso de corrosión en ese punto.

Ésta consecuencia, por sí misma, creo que podría ser suficiente para considerar la reparación de las fisuras no estructurales, pues afecta directamente a la durabilidad del elemento de hormigón, pero además de eso, éstas fisuras nos están indicando que seguramente algo se ha hecho mal.  Puede que los recubrimientos no sean los adecuados, o que no se haya realizado un correcto curado del hormigón, o que se haya desencofrado antes de tiempo, pero en definitiva tienen una causa que normalmente es una mala ejecución o la presencia de alguna circunstancia que ha hecho que las características del hormigón acaben por no ser las que deberían y por lo tanto nos deben poner en alerta.

Bien es verdad que en muchas ocasiones no tienen mayores consecuencias a corto plazo y se resuelven tapando, pero al menos creo que, antes de tapar sin más, deberíamos pararnos un poco a pensar si nos están indicando algo más allá que pueda afectar a la durabilidad final del elemento.

Tipos de Fisuras No Estructurales

No es mi intención soltaros un tostón, por lo que si os parece, en éste artículo me limitaré a enumerar algunas de las fisuras no estructurales más habituales que nos podemos encontrar, con una pequeña descripción, dejando para el siguiente post la descripción pormenorizada de cada uno de los tipos, concretando definiciones, causas, detección, identificación y consecuencias.  Así que no me lo toméis en cuenta si no acaba de quedar clara algún tipo de fisura, un poco de paciencia y en el próximo lo aclaramos todo, así os dejo tiempo para que me hagáis las preguntas que os surjan para poder resolverlas en el siguiente artículo.

No pretendo tampoco hacer una enumeración exhaustiva de todos los tipos de fisuras no estructurales, sino que lo que pretendo es comentar las que me parecen más representativas y habituales, aunque si alguno de vosotros considera que me dejo alguna que os parece relevante, no dudéis en compartirlo con los compañeros a través de los comentarios.

En principio considero que se tendría que hacer una primera división de las fisuras no estructurales en función del estado en el que se encuentra el hormigón cuando aparece la fisura, diferenciando las que se producen en estado plástico, es decir, cuando el hormigón no ha fraguado y las que se producen en estado endurecido, aunque no se haya alcanzado la totalidad de su resistencia.

El primer tipo de fisuras, las de estado plástico, aparecen al poco tiempo del hormigonado, durante el proceso de secado y son consecuencia de los procesos de pérdida de agua de la masa del hormigón.  Se evidencia entonces la importancia de la proporción de agua para la masa del hormigón, así como mantener la humedad suficiente para la correcta transformación química que se produce en el hormigón durante ésta fase.

Dentro de las fisuras que se producen durante el estado plástico del hormigón nos encontramos las fisuras debidas al Asentamiento Plástico y las debidas a la Retracción Plástica.

ASENTAMIENTO PLÁSTICO

En el primer caso, el Asentamiento Plástico se produce por la segregación de los sólidos de mayor densidad que tienden a bajar y el agua a ascender a la superficie, disminuyendo la concentración de sólidos en la zona más superficial y quedando por tanto debilitada ésta zona, evidenciando una fisuración sobre las zonas donde se encuentra con los armados, quedando éstos marcados en superficie y por lo tanto desprotegidos por recubrimiento alguno de hormigón.

Asiento Plástico, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Sección Esquemática de Asiento Plástico
Asiento Plástico, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Fisuración por Asiento Plástico

 

RETRACCIÓN PLÁSTICA

La retracción plástica está relacionada con la tensión capilar del agua en los poros del hormigón, la cual al evaporarse provoca una pérdida de volumen del hormigón que se traduce en una fisuración superficial que no tiene por que seguir la dirección de los armados.  Cuando se produce la desecación superficial del hormigón en estado plástico aparecen las llamadas Fisuras de Afogarado o también Fisuras de Exudación, entre las cuales hay ligeras diferencias en las que no pretendo entrar en detalle.

Dentro de la otra subdivisión de fisuras no estructurales nos encontramos las que se producen cuando el hormigón se encuentra en estado endurecido.  No confundir con el hormigón terminado, con toda su capacidad resistente, sino en el hormigón que sigue su proceso de endurecimiento pero ya no es una masa plástica, sino que ya ha fraguado.

MOVIMIENTOS DURANTE LA EJECUCIÓN

Una de las fisuras más habituales que por desgracia nos solemos encontrar de éste tipo son las que se producen por movimientos durante la ejecución.  Digo desgraciadamente porque son muy fáciles de evitar, simplemente ejecutando correctamente los encofrados, cosa que no siempre ocurre y nos encontramos éstas fisuras, o más bien roturas en muchos casos.

Fisuras no Estructurales, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Rotura en cabeza de pilara por movimientos estructurales
Fisuras no Estructurales, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Fisuras no Estructurales debidas a movimientos durante la ejecución.

Se producen por movimientos que sufren los encofrados o los propios armados cuando el hormigón no ha alcanzado suficiente resistencia, aunque ya ha fraguado.

La velocidad a la que se pretende construir no permite en ocasiones que algunos elementos alcancen una resistencia mínima para soportar a otros elementos, por lo que acaban sufriendo tensiones y movimientos que los fisuran e incluso llegan a romperlos como vemos en la primera de las imágenes.

En la mayoría de los casos, algo tan sencillo y barato como dejar el apuntalamiento durante uno o dos días más sería suficiente para evitar éste tipo de roturas.

CONTRACCIÓN TÉRMICA INICIAL

Otro tipo de fisuras no estructurales en estado endurecido son las fisuras debidas a la Contracción Térmica Inicial.  Como sabemos, el proceso de endurecimiento del hormigón produce un aumento de la temperatura de la masa una vez ha fraguado, lo que puede chocar con la temperatura ambiente provocando una contracción del hormigón.

La zona más exterior de la masa de hormigón se enfría más rápidamente, lo que hace que la diferencia de gradiente térmico cree un estado de tensiones que puede llegar a fisurar la masa cuando los movimientos que se producen se ven coartados.  De ahí la importancia de la correcta colocación y ejecución de las juntas estructurales.

RETRACCIÓN HIDRÁULICA

Las Fisuras por Retracción Hidráulica aparecen en zonas muy soleadas, con poca humedad ambiental.  Se producen por la disminución de volumen de la masa endurecida debido a la reducción de humedad y a las reacciones químicas que se siguen produciendo durante el proceso de endurecimiento.  Se puede asemejar mucho al asentamiento plástico, pues se produce también al coartarse el movimiento con los armados demasiado superficiales, pero se diferencia en que la aparición es en un plazo más tardía, cuando el hormigón ya ha endurecido.

En forjados puede aparecen en las zonas de menor espesor de la masa, como puede ser la zona sobre las bovedillas.  En muros puede aparecer en la coronación del mismo, con un ancho decreciente al descender y con una separación uniforme.

Retracción Hidráulica, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Esquema de Fisuración por Retracción Hidráulica
FISURACIÓN EN MAPA

El siguiente tipo de fisuras no estructurales que considero que tenemos que mencionar es la llamada Fisuración en Mapa, producida una diferencia de gradiente de humedad entre la superficie de la masa y el núcleo central, lo que produce tensiones que acaban fisurando la superficie.

Son muy parecidas a las fisuras por contracción térmica inicial, diferenciándose en que unas son causadas por gradiente térmico y otras por gradiente de humedad.

Fisuras no Estructurales, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Fisuración en mapa
CORROSIÓN DEL ACERO

El último tipo de Fisuras No Estructurales que pretendo mencionar son las ocasionadas por Corrosión del Acero.  Éstas fisuras pueden ser debidas a la aparición de otras de las que hemos hablado, que pueden haber facilitado el acceso del ambiente exterior hasta el acero de refuerzo, o bien pueden ser debidas a que la capa carbonatada exterior del hormigón ha alcanzado la profundidad a la que se encuentran los armados, ya sea por una mala ejecución del hormigón que lo ha dejado demasiado poroso o bien por un escaso recubrimiento, que ha dejado al acero en la zona más superficial donde la carbonatación llega aunque estando bien ejecutado el hormigón.

Fisuras no Estructurales, Arquitecto Técnico Valencia, Aparejador Valencia, Arquitecto Técnico Paterna, Aparejador Paterna
Fisuración por Corrosión de Armaduras

La corrosión de las armaduras provoca un aumento de volumen de las barras de acero, lo que crea tensiones en la superficie de hormigón y acaba por romperlo.

Si el ambiente previsto se modifica una vez terminada la estructura, puede acelerarse el proceso de oxidación, pues el espesor de recubrimiento dependerá de la agresividad a la que vaya a estar expuesto el hormigón.  En caso de una estructura proyectada para estar protegida, si finalmente acaba estando expuesta sufrirá corrosión en menor plazo de tiempo, pues la profundidad de carbonatación será mayor que la prevista y por lo tanto el ancho de recubrimiento habrá sido menor, como sucede en la imagen.

Resumiendo

Las Fisuras No Estructurales pueden representar una vía de acceso del ambiente exterior o de la humedad al núcleo del hormigón, al acero de refuerzo y provocar por tanto el inicio de la degradación del elemento, bajando por tanto la durabilidad.

Son además la “fiebre” del elemento del hormigón, lo que nos pone alerta sobre el estado real del hormigón y sobre el modo en que ha sido ejecutado.

Como hemos visto, no todas las fisuras o grietas que encontremos en el hormigón son debidas a movimientos o esfuerzos estructurales, sino que en muchas ocasiones aparecen fisuras y grietas debidas al própio proceso de ejecución y endurecimiento del hormigón.

En ocasiones pueden ser de importancia y tienen que ser reparadas, en otras ocasiones no tienen tanta importancia, pero deben ser tenidas en cuenta para conocer la causa y actuar en consecuencia, pero en cualquier caso deben ponernos en alerta sobre una anomalía que ha ocurrido en el proceso, de manera que podamos resolver cualquier influencia sobre la durabilidad del hormigón que se ha colocado.

Evidentemente, no es ésta una lista exhaustiva de todos los tipos de fisuras no estructurales que pueden aparecer, incluso habrán autores que las clasifiquen de otra manera, les den otro nombre o las agrupen con otros criterios, así que si tenéis alguna opinión diferente a las que pueda haber comentado me encantaría conocerla y compartirla para que entre todos hagamos un artículo más completo y que cada uno de los compañeros que lo lea pueda llegar a sus própias conclusiones.  Es una buena forma de que entre todos aprendamos, ¿no os parece?

Como resumen, las fisuras que se han comentado en el artículo son las siguientes:

Fisuras producidas durante el estado plástico

  • Asentamiento Plástico
  • Retracción Plástica
  • Afogarado
Fisuras producidas durante el estado endurecido
  • Movimientos durante la ejecución
  • Contracción térmica inicial
  • Retracción hidráulica
  • Fisuración en mapa
  • Oxidación del acero

En el siguiente artículo entraremos con un poco más de detalle en cada uno de los tipos de fisuras, con una descripción más pormenorizada, explicación de causas, tiempos de aparición y diferentes casuísticas.

Para la redacción del artículo he utilizado como material de apoyo el libro “Hormigón Armado I; Materiales. Ejecución. Control. Patología” del Dr. Álvaro García Meseguer.

También he utilizado la documentación entregada en diversos cursos sobre patologías a los que he tenido la suerte de asistir, como  el curso “Patologías en la Edificación” impartido por José Moriana Pericet en el Colegio de Arquitectos de Valencia y también el curso “Patología en la Edificación para Informes Técnicos de Edificios” impartido por D. Manuel Muñoz Hidalgo y organizado por el Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Valencia.

Mis agradecimientos a todos ellos.

Espero que el artículo os haya resultado interesante, al ser un tema complicado he intentado documentarme para ofreceros la mejor información que he podido, pero no obstante, como ya os he comentado, estaré encantado de recibir vuestras aportaciones a través de los comentarios.

¿Consideras que las Fisuras No Estructurales deben ser tenidas en cuenta? ¿Crees que pueden ser evitadas o aparecen sin que nada podamos hacer? ¿Conoces más tipos de fisuras de éste tipo?

¡¡¡No dudes en compartir tus opiniones a través de los comentarios, estaré encantado de leerte!!!

Enrique Alario | Arquitecto Técnico Valencia | Máster en Tecnología de la Edificación | Perito Judicial