Patología de la edificación/Cimentaciones/Superficiales/Causas materiales y mecanismos de deterioro

AGRESIONES EXTERNAS

AGENTES Y MECANISMOS FÍSICOS

El agua es uno de los elementos de la naturaleza que más va a influir en la aparición de patologías en las cimentaciones. En ella se combinan los tres tipos de agresiones que pueden darse: las biológicas, las químicas y las físicas. Éstas últimas posiblemente sean las más comunes, por lo que metemos al agua dentro de este apartado. La cantidad de agua determina en gran medida las características del suelo en el que se asienta el edificio. Las variaciones de humedad que se puedan dar en éste son debidas a:

-Cambios en el nivel freático. Debido a la influencia que puedan ejercer nuevas construcciones en las inmediaciones. -Roturas o escapes de conducciones subterráneas de agua o desagües. Pueden ser del propio edificio o haberse provocado en las inmediaciones al mismo.

-Eliminación de pozos de bombeo, drenajes o alteraciones durante su reparación.

-Excesivo riego de zonas anejas. Especialmente cuando se tienen cimentaciones superficiales en suelos arcillosos.

-Existencia de arbolado. Las raíces de los árboles producen un desecado del terreno, lo que puede provocar asentamientos inesperados.

-Riadas, inundaciones y otros. Estos son los fenómenos que más afectan a las cimentaciones, especialmente a las superficiales. Producen numerosos efectos, como empujes hidrodinámicos sobre los elementos estructurales, degradación de los materiales, colapso de suelos arenosos, reducción de la capacidad portante del terreno, asientos diferenciales, descensos generalizados, deslizamientos y rotura de las redes de saneamiento.

-Rellenos del terreno. Los rellenos puestos alrededor de las cimentaciones para completar el vacío que ha dejado la excavación constituye un drenaje sin salida que altera notablemente las condiciones del terreno. Otras alteraciones que producen los rellenos es cuando éstos se asientan, de manera que rompen o alteran los conductos de conducción de aguas.

Generación de condiciones desfavorables para las cimentaciones (a causa del agua)

-Expansión y contracción de arcillas. La alteración de los niveles de humedad en los suelos arcillosos provoca cambios físicos en el terreno. Cuando existe una mayor cantidad de agua de la normal en el terreno se produce una dilatación del mismo. Por el contrario, cuando disminuye ek contenido de agua se produce una pérdida del volumen del terreno.

-Alteración de la resistencia del suelo. El exceso de agua en el terreno (especialmente en los de granulometrías finas) y el consiguiente aumento de volumen, producen una pérdida de la capacidad resistente del terreno.

-Inundación de los terrenos en los que se encuentra la cimentación. Puede darse por varias circunstancias que estarán explicadas en otros epígrafes dentro del apartado de causas. Señalar aquí solamente los empujes hidrostáticos provocados por el agua, así como la posible aplicación del principio de Arquímedes referido a los empujes ascendentes de los cuerpos. Este último es el menos probable, ya que el peso del edificio suele contrarrestar las fuerzas no desadas.

-Daños causados por las heladas. Generalmente los terrenos de constitución granular gruesa (gravas), no se ven alterados por el aumento del voumen del agua al congelarse, ya que suelen disponer de espacio suficiente entre las partículas que lo forman. Sin embargo, en los terrenos de granulometría fina no existen tales huecos, por lo que éstos se levantarán con las heladas y descenderán con el deshielo, con el consiguiente perjuicio a las cimentaciones, especialmente a las superficiales.

-Descalces por socavación y erosión. La circulación de agua no prevista a través del suelo de cimentación puede provocar, especialmente en suelos arenosos, socavaciones, arrastres o erosiones que dejarán descalzada la cimentación allí donde ocurra este fenómeno. El problema de este hecho es que generalmente estos problemas no se detectan hasta que se ha producido el asentamiento, los cuales pueden ser, en algunos casos, de gran magnitud. Puede producirse en edificios cercanos a las riberas de los ríos.

AGENTES Y MECANISMOS BIOLÓGICOS

Pudrición de las cimentaciones de madera.

La madera puede destruirse por putrefacción a causa de los hongos e insectos xilófagos que se alimentan de sus células. No obstante, estos seres requieren humedad y aire para su supervivencia, por lo que los ataques se producen por encima del nivel freático, así como cuando se trabaja cerca del mar o en zona de margas. Si un pilote permanece inmerso en agua no sufrirá ningún ataque. Por último, tener en cuenta que los factores externos al edificio (bombeos industriales, redes de saneamiento, etc) afectan continuamente a las condiciones que rodean a las cimentaciones.

AGENTES Y MECANISMOS QUÍMICOS

Corrosión de las cimentaciones de metal.

Al igual que la madera, si la cimentación se encuentra sumergida totalmente en el agua no habrá corrosión producida por las sustancias químicas (agua, sales, ácidos, álcalis, el propio terreno, etc). Sin embargo, como ya se ha dicho antes, esta circunstancia es muy difícil de mantener, por lo que se tendrá que tener la suficiente prudencia y prevención a la hora de planificar la cimentación.

Degradación de las cimentaciones de hormigón.

El hormigón se ve afectado por numerosas sustancias. Generalmente el cemento es lo primero que suele descomponerse.

Las aguas químicamente puras, disuelven la cal del cemento, reduciendo la compacidad y, por consiguiente,la resistencia de éste. El problema se solucion utilizando cementos con escasa cal libre, como ser, cementos de escoria, cementos puzometalúrgicos cementos aluminosos.

Las aguas que hayan circulado por suelos que contengan sulfato de cal o yeso (aguas selenitosas), o sulfato magnésico (aguas magnésicas), representan un peligro para las cimentaciones de hormigón.

Las primeras se combinan con el aluminato tricálcico, el cual es produce una sustancia tremendamente expansiva llamada sal de Clandot. La formación de sal de Clandot provoca tales tensiones en el hormigón que determinan su rotura. En el caso de cimentaciones de hormigón en contacto con aguas que hayan circulado por suelos que contengan cloruros –sódico, potásico– y agua de mar, se recurrirá al uso de los cementos adecuados a estos medios.

Otros agentes que atacan las fundaciones de hormigón son las aguas ácidas naturales, que contienen ácidos húmicos (aguas de turberas), las aguas que contienen ácido carbónico en disolución y ácidos minerales (nítrico, sulfúrico, etc.).

La mayoría de los ácidos orgánicos también atacan al hormigón: el ácido láctico –habitual en lecherías, queserías, fábricas de yogures, porquerizas, curtidurías–, el ácido acético –fábricas de vinagre–, el ácido fórmico –industrias químicas, farmacéuticas–, el ácido málico –fábricas de sidra, conservas–, deben mantenerse fuera del alcance de las cimentaciones a base de hormigón.

Los cuerpos grasos, como aceites animales, vegetales o minerales, se manipulan en numerosas industrias (almazara de aceite de oliva, colza, girasol, nuez, pesquerías de bacalao, industrias farmacéuticas; aceite de ricino, de lino, de glicerina) y, aunque no sean solubles en el agua de escorrentía, sí se pueden encontrar en emulsión y desempeñar un papel muy nocivo para el hormigón. La enumeración de las agresiones de que puede ser objeto el cemento es demostrativa de la prudencia a que obliga la ejecución de cimentaciones en terrenos que puedan convertirse en agresivos. Así sucede en la mayoría de las fábricas de productos químicos, que tienden a desembarazarse de sus residuos contaminantes por medios poco confiables.

Cuando se trata de eliminar residuos líquidos, uno de estos medios más utilizados es el pozo negro o sumidero, razón por la cual, a un cliente de este tipo, se le debe exigir el análisis del terreno y de las aguas previo a la realización de cualquier fundación.

El suelo se puede encontrar contaminado y, en cualquier caso, se recabará información acerca de la clase de residuos evacuados en el terreno.

La elección de un cemento apto no dispensa de conseguir un hormigón lo más compacto posible, con alta dosificación de cemento y mínima porosidad. De esta manera, el ataque se producirá sólo a nivel superficial.

DESÓRDENES CONSTRUCTIVOS

Edificios construidos en distintos momentos.

Según la composición de los suelos, éstos tardarán más o menos tiempo en asentarse. En cualquier caso, este asentamiento va a provocar alteraciones en los terrenos adyacentes, donde pueden descansar edificios construidos previamente.

Este hecho suele darse en mayor medida en cimentaciones superficiales. Suele solucionarse con una junta de asentamiento, aunque es una solución que no garantiza por completo la aparición de patologías. Otras posibles actuaciones son la de cimentar el muro limítrofe lo más alejado posible de las edificaciones adyacentes (que generará problemas tanto estructurales como económicos) o usar una cimentación mediante pilotes que no tenga conexión alguna con el edificio contiguo.

Daños por cimentación heterogénea de una construcción.

En edificaciones de grandes dimensiones, edificaciones con sótanos en parte de su planta, construcciones en terreno en pendiente o edificios puede darse el caso de que sus cimentaciones sean heterogéneas.