Bases de diseño para un tratamiento probabilista de los procesos de corrosión de la armadura en el hormigón

Resumen

El problema de la durabilidad de las estructuras de hormigón armado y pretensado es un tema de creciente interés en las normativas de diseño de estructuras de hormigón estructural durante los últimos años. Sin embargo, los requisitos existentes en la mayoría de normativas con respecto a este problema se basan en el cumplimiento de una serie de reglas de buena práctica, tales como el cumplimiento de unas dosificaciones mínimas (máxima relación agua-cemento y mínima cantidad de cemento) junto con un recubrimiento mínimo para cumplir con este aspecto. Durante los últimos veinte años se han realizado considerables avances en el tema, si bien todavía existe numerosas lagunas en diferentes aspectos. Sin embargo, se produce una falta de unión entre los avances producidos en este campo y los criterios de diseño recogidos por las normativas de cálculo y diseño de estructuras de hormigón estructural puesto que no se han producido variaciones considerables en los requisitos establecidos por las normativas, A este aspecto es interesante resaltar el gran avance que ha supuesto la nueva Instrucción de Hormigón Estructural (EHE) en la que la durabilidad de la estructura es considerada desde la fase de diseño de ésta. El objetivo primordial planteado en la presente tesis es la calibración y derivación de una metodología basada en el método de los estados límite para la verificación de la durabilidad de las estructuras. La metodología de los estados límite es un criterio racional para la verificación de la seguridad de las estructuras basada en planteamientos generales de seguridad mediante la calibración de los coeficientes parciales para la obtención de los valores de cálculo de cada una de las variables. El primer paso ha consistido en la definición del Estado límite de durabilidad, en base a criterios estéticos, económicos y del estado del conocimiento en la actualidad. Resultado que dicho estado límite puede establecerse en términos de limitación del ancho de la fisura producida por los productos de corrosión. La obtención de este objetivo ha venido precedida de una caracterización estadística previa de todas las variables que influyen en el problema de la corrosión de las armaduras, tanto en el periodo de iniciación (fase en la que predominan los mecanismos de transporte) como en el periodo de propagación (en el que se considera la corrosión activa de la armadura).Tras la caracterización estadística y a través de un estudio económico del ciclo de vida de una serie de estructuras de edificación ha sido posible también establecer, cuál debe ser el nivel de seguridad necesario en el diseño de estructuras durables. Para los análisis económicos del ciclo de vida se ha empleado una metodología de cálculo novedosa en la que no es necesario el cálculo de la probabilidad de fallo a lo largo del tiempo en los casos de análisis de la degradación de la estructura por problemas de difusión. Esta metodología permite simplificar de forma considerable las ecuaciones de minimización del coste total y es directamente aplicable a la gestión de estructuras en las que se producen daños por los mecanismos de deterioro considerados en este trabajo. Por lo que se refiere al nivel de seguridad mínimo, los resultados obtenidos han mostrado que los valores planteados por los expertos en seguridad de estructuras forman un conjunto coherente en términos de probabilidades admisibles de fallo. Podría decirse que se ha conseguido, en cierto modo (pues la verificación se ha realizado para tipologías de edificación y con unos modelos de degradación en concreto), la demostración mediante un proceso riguroso de los valores de seguridad que los expertos suponían para los casos de durabilidad. Por último, se plantea una aplicación directa de las ecuaciones de verificación del estado límite de durabilidad mediante unas ecuaciones y tablas simples que permiten al proyectista optar por diferentes opciones de combinación recubrimiento tipo de hormigón en función del tipo de exposición considerada y de la localización de la estructura en cuestión.