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Damián Brenlla Ramos
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EUAT A CORUÑA
CAPITULO 5. CONSTRUCCIÓN
5.6 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS DE TANQUES DE
HORMIGÓN ARMADO
Una de los aspectos de los que trata este estudio trata ciertamente depósitos o tanques de
hormigón armado. En otro contexto y con otras tecnologías se podría englobar o
generalizar esta clasificación a otros materiales como el acero, pero los ámbitos totales de
la construcción relativos a nuestros campos de estudio, índica que son los tanques de
hormigón armado o pretensado los que aglutinan todos los casos.
Es por esta razón que se desecha el empleo de otro tipo de materiales como la fibra de
vidrio, fábrica de ladrillo u otros materiales como eje constructivo principal.
Se cree que es preciso apuntar, que aunque posiblemente el empleo del hormigón sea el
más conocido de los factores que entran en juego para la construcción de un tanque para
fines exhibitorios y su estudio este más que supervisado y comprobado a lo largo de los
años, el correcto diseño de elementos conformados por este material es crítico y decisorio
en tanto a la vida útil de estas construcciones que nos atañen.
En referencia a este tema, comentar la poca diversidad sobre este tema hallada
específicamente en términos constructivos (que no estructurales). Gran parte de ella está
en idioma inglés o en revisiones y traducciones latinoamericanas derivadas de las
primeras.
Este apartado del capítulo constructivo se centra en el uso de hormigón armado en
términos constructivos, las concordancias con la normativa actual ya se hicieron presentes
en apartados anteriores, sobre todo en el capítulo tercero, dónde se define el hormigón
empleado adecuado y usado para el análisis estructural, así como coeficientes de
seguridad, etc.
Se propone en las siguientes líneas una descripción, por tanto de la realidad constructiva
hallada en lo referente a este tema, como guía y manual en algunos casos de cómo afrontar
la construcción de tanques o depósitos.
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Se hace entender al lector de complementar esta información enteramente constructiva
con los correspondientes conceptos explicados en el capítulo tercero. De esta forma se
espera satisfacer todas las dudas y cuestiones con respecto al diseño y construcción de
tanques de hormigón armado
- 5.6.1 CLASIFICACIÓN CONSTRUCTIVA
De conformidad con su posición relativa al terreno, los depósitos pueden clasificarse como
superficiales y elevados. En este estudio sólo se refiere a los depósitos superficiales.
Cuando se trate de depósitos que contengan especies, tanto flora o fauna con requisitos
especiales de confort, es conveniente mantener estos espacios a cubierta para evitar la
distorsión de los parámetros adecuados de sostenibilidad
Tanques superficiales
Los tanques superficiales se construyen directamente apoyados sobre la superficie del
suelo, tanto sea este natural como modificado por la construcción.
Por lo general, se utiliza este tipo de construcciones, cuando el terreno sobre el que se va a
desplantar tiene la capacidad necesaria para soportar las cargas impuestas, sin sufrir
deformaciones importantes.
Los tanques superficiales tienen la ventaja de que su mantenimiento es más sencillo de
efectuar y más fácil la instalación, operación y mantenimiento de las tuberías de entrada y
de salida.
Depósitos enterrados y semienterrados
Los depósitos semienterrados, una porción de la construcción se encuentra bajo el nivel
del terreno y otra parte sobre éste.
La construcción de este tipo de depósito está definida por razones de topografía o cuando
el costo de la excavación es alto, ya sea porque ésta no se justifica debido a su localización
desventajosa o por razones de geotecnia.
Tienen la ventaja de conservar el agua a resguardo de las grandes variaciones de
temperatura y no alteran o facilitan la edificación en su entorno.
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Sus inconvenientes son el tener que efectuar excavaciones costosas, la dificultad de
observar y mantener las instalaciones de conexión del abastecimiento, así como, la
dificultad para descubrir las posibles filtraciones y fugas del líquido.
De no observarse ambos factores, traerían aparejados el costo elevado de la construcción.
Depósitos debido a una definición natural
Puede darse el caso que el propio espacio natural sea capaz de generar un recinto dónde
con ciertas modificaciones se pueda aprovechar para el aprovechamiento como acuario
natural.
En el mismo caso está el aprovechamiento de construcciones existentes que por su desuso
puedan ser revertidas a un cambio de uso (o mejor dicho una puesta en uso) que tenga
que ver con nuestros propósitos
- 5.6.2 GEOMETRÍA
La configuración teórica más conveniente para un depósito es aquella que para una altura
y volumen dados, se tenga un perímetro mínimo, lo cual implica una geometría cilíndrica.
Sin embargo, pueden existir otras razones que obliguen a una planta rectangular o
cuadrada, como es el planeamiento de un soporte o edificio para el alojo final del tanque.
Básicamente se le puede asignar distintos usos a cada uno de estos tipos de tanques.
Los tanques cilíndricos o sectores de ellos, suelen usarse cuando se desean espesores de
pared escasos en comparación con uno rectangular. También son usados para el
mantenimiento de algunas especies que requieran formar cardúmenes o grupos
independientes. Deben de acompañarse siempre por frentes curvos para facilitar su visión
interior.
IMAGEN 78: TANQUE DE PLANTA RECTANGULAR Y TANQUE CILÍNDRICO
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Los tanques rectangulares en planta por el contrario, son adecuados para propósitos
generales y son los más comunes, pueden tener modificaciones o consideraciones
especiales en forma, poligonales en planta, etc.
Los tanques de mampostería o fábrica por ejemplo deben de fabricarse de esta forma
debido a que los depósitos circulares soportan la presión del agua a través de la tensión
anular, misma que en los depósitos de hormigón armado resiste el acero en forma de
armaduras pasivas.
En los depósitos de mampostería no existen estos refuerzos y por lo tanto, la presión del
agua agrietaría las juntas de mortero de la mampostería, que son incapaces de soportar
esfuerzos de tensión. Por esta razón, los tanques de geometría cilíndrica, por lo general,
son de hormigón armado, pretensado o bien metálicos.
- 5.6.3 CONSIDERACIONES ESPECÍFICAS
Impermeabilidad de los vasos
Debido a la contracción por secado que normalmente experimenta el hormigón, la
impermeabilidad de los tanques se ven afectada por los procedimientos de construcción
de las juntas y sus detalles, por lo que estos aspectos deberán tenerse muy en cuenta en el
diseño para reducir al mínimo sus efectos.
Corrosión del acero de las armaduras
Durante el diseño y la construcción se tomarán las precauciones necesarias para evitar la
posterior corrosión del acero en los tanques de hormigón.
Ésta puede originarse de varias formas, por ejemplo: con la presencia de iones de cloruro
en el agua que penetra en el cemento, mediante la carbonatación, etc.
Debido a que gran parte de los tanques mantendrán ambientes marinos que propicia la
evolución de la corrosión en el acero del armado, deberán tomarse las precauciones
necesarias en la calidad y el recubrimiento del hormigón para evitar que ésta se presente.
De cualquier modo se sugiere el uso al menos de 40 mm de recubrimiento.
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El agrietamiento
Para el control de la abertura de fisuración en el hormigón será preferible colocar un gran
número de barras de pequeño diámetro, en vez de un área igual de refuerzo con barras de
grandes diámetros.
El uso de hormigón y los morteros a base de fibras cortas es un medio efectivo para
reducir la fisuración.
- 5.6.4 REQUISITOS BÁSICOS
En el presente apartado se proporcionan las recomendaciones básicas para la
construcción usual de tanques de agua tanto dulce, salobre o marina.
Es de primordial importancia que los vasos para el almacenamiento de agua se mantengan
impermeables a la filtración del agua. Se evitará asimismo, la contaminación del agua
interior por el contacto con el agua freática.
Los depósitos se componen de diversos elementos, como son:
Los muros o paredes que soportan las acciones consistentes de los empujes de
agua y de tierra; así como las fuerzas provocadas por el sismo y el viento.
Las cimentaciones que pueden consistir de zapatas corridas bajo los muros 8para
muros no empotrados en las losas) o una losa que ejerza una función estructural y
que al mismo tiempo, constituya el piso o fondo de los depósitos.
IMAGEN 78: REPRESENTACIÓN SIMBÓLICA DE LOS TIPOS DE UNIONES ENTRE PAREDES O MUROS VERTICALES Y
LOSAS O MEMBRANAS
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Los pisos o fondos de los depósitos, los cuales pueden ser una losa estructural o
una membrana impermeable de hormigón sin función estructural.
Elementos accesorios tales como: escaleras, tuberías, válvulas, etc.
El material de construcción que más se utiliza en el mundo para este tipo de estructuras es
el hormigón armado. Muchas son las ventajas que tienen los depósitos de este último
sobre otros materiales, una de ellas es la impermeabilidad intrínseca del hormigón.
La impermeabilidad que por sí misma contiene el concreto bien dosificado y compactado;
requiere un mantenimiento mínimo, posee una gran resistencia al ataque de los agentes
químicos y atmosféricos, entre otras ventajas.
Sin embargo, la impermeabilidad de los tanques se ve afectada por la secuencia de la
construcción, así como la ubicación y el detallado de las juntas.
Al perder humedad debido al proceso de fraguado, la masa del hormigón tiende a
contraerse, lo que da lugar a esfuerzos de tensión en dicha masa.
Como el hormigón no es apto para soportar altos esfuerzos de tracción, se presentarán
agrietamientos, a menos que se tomen las precauciones necesarias para evitar que estos
ocurran.
Entre estas precauciones se deberá observar la separación, colocación y tipo de las juntas.
Éstas se diseñarán para tomar en cuenta el fenómeno de la contracción, así como los
cambios de temperatura y evitar así, el agrietamiento que es consecuencia de estos
fenómenos.
Unas recomendaciones aceptables para reducir los efectos de la contracción, consiste en
utilizar hormigones que cumplan con las siguientes cualidades:
Adecuada dosificación
Baja relación agua/cemento
Buena colocación
Enérgico vibrado
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Curado eficiente y prolongado.
La adecuada localización y construcción de las juntas.
El hormigón terminado tiene la gran ventaja de que se le puede dar la forma deseada, tan
sólo con preparar los moldes o encofrados para tal objeto.
Otra ventaja del hormigón es la de poder establecer a voluntad la resistencia de proyecto
(dentro de ciertos límites máximos)
Elección de la solución óptima según el tipo de terreno.
Cuando el terreno sobre el que se instala los tanques experimenta pocas deformaciones,
esto es, si se trata de un terreno con una buena capacidad de carga o sobre un estrato ya
construido, los depósitos se pueden apoyar en una zapata corrida, en tanto que la base
será una losa de poco espesor.
Este ejemplo es explicado en el capítulo tercero, como muros independientes a una losa
delgada formando el propio vaso. Estos muros requieren de cálculo sobre la posibilidad de
producir vuelco o corrimiento.
Si el terreno natural es de menor capacidad de carga, es necesario que la losa horizontal
tenga una función estructural para repartir la carga en un área mayor de apoyo. En estos
casos, la losa es continua estructuralmente con los muros.
Por supuesto, también tendrá que ser lo suficientemente impermeable para evitar las
filtraciones de agua, tanto desde adentro hacia afuera, como el paso de aguas freáticas al
interior del tanque. En cualquier caso se recomienda esta interpretación como apropiada
para afrontar los cálculos, y en el capítulo cuarto se toma un caso de este tipo como
ejemplo.
En los casos de terrenos con muy poca capacidad de carga y para depósitos de
grandes dimensiones, será necesario que la losa de base contenga vigas de
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cimentación que ayuden a reducir su espesor, mediante la disminución de las luces
que salva dicha losa.
Este ejemplo con vigas no está contemplado en el anterior capítulo, aunque sí los
depósitos cilíndricos de forma independiente.
Con respecto a la primera ilustración se trata de un tanque monolítico como el calculado
en el capítulo anterior que dispone de vigas adicionales debido a terrenos con poca carga
admisible o a depósitos de grandes dimensiones.
Se genera como ya se ha explicado en teoría, salientes de la losa base llamados tacones
(cargados con un lastre o peso) para evitar la sustentación por flotabilidad ante presencia
de capas freáticas.
IMAGEN 80: SECCIÓN VERTICAL DE TANQUE CON DOS VASOS Y VIGAS DE CIMENTACIÓN DEBIDO A ESCASA
CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO
IMAGEN 79: SECCIÓN VERTICAL DE UN TANQUE CON VIGAS DEBIDO A UN TERRENO CON POCA CAPACIDAD
PORTANTE
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De cualquier modo se evitarán suelos con pocas aptitudes de carga para el
emplazamiento de tanques promoviendo la construcción en suelos aptos y que no
requieran trabajos de optimización precedentes al proceso constructivo del tanque.
La segunda ilustración se refiere al mismo caso, pero con la generación de dos vasos
diferenciados en un mismo tanque; la pared intermedia se calculará según lo explicado ya
que si alguno de estos vasos se encuentra vacio, existirán solicitaciones semejantes a las
que se produciría en una pared o muro exterior.
Cuando la altura sea considerable, se colocarán contrafuertes por el lado exterior del
tanque. En este caso, la losa del muro se considera libre en el extremo superior y
empotrada en el fondo.
Si los contrafuertes se colocan equidistantes, la losa se podrá considerar empotrada en la
unión con los contrafuertes.
IMAGEN 81: TANQUE CON 4 VASOS EN BATERÍA
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Como dijimos anteriormente, si se cuenta con un terreno con una buena capacidad de
carga, tanto el muro como los contrafuertes se pueden apoyar en una zapata corrida
perimetralmente.
En este caso, la losa del fondo será una membrana impermeable sin una función
estructural.
Las zapatas corridas y su armado pueden calcularse como si de una losa se tratase, es decir
empleando el mismo método que el expuesto en teoría (capítulo tercero), sólo que su
armadura no es continua a la losa (existencia de junta, ahorro en armado).
Este método de muros verticales independientes de las bases, no es recomendado por
algunos autores, entre ellos Pedro Jiménez Montoya, y no se emplea por tanto en este
estudio.
En vez, se sugiere la conformación de vasos o tanques monolíticos como los calculados
anteriormente o en todo caso el uso de una losa con el armado calculado de igual forma
que el monolítico en vez de la susodicha membrana.
El uso de una losa de armado combinada con juntas de construcción es característica y
en todos los casos, requerida, cuando se plantea el diseño de grandes tanques (más de
IMAGEN 82: PARED VERTICAL DE SEPARACIÓN CON ARMADO Y JUNTAS PARA SEPARACIÓN DE MULTIPLES VASOS
EN UN TANQUE
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10.000 m3, fuera de nuestro campo de estudio) sea la calidad portante del terreno cual
fuere.
Para intentar aclarar al lector las posibilidades y señalar la solución más favorable
a las condiciones dadas se genera la siguiente tabla que también refleja las
consideraciones teóricas estructurales señaladas en el respectivo capítulo tercero.
CAPACIDAD/TERRENO GRAN CAPACIDAD
PORTANTE
MEDIA CAPACIDAD
PORTANTE
PEQUEÑA CAPACIDAD
PORTANTE
MAYOR DE 10.000 M³ UNIÓN ARTICULADA
MEDIANTE JUNTAS ENTRE
MUROS CON ZAPATA
CORRIDA Y LOSAS O
MEMBRANAS DE BASE.
MONOLÍTICO CON LOSA DE
BASE
MONOLÍTICO CON LOSA Y
VIGAS DE BASE
MENOR DE 10.000M³ TANQUE MONOLÍTICO
CON LOSA O MEMBRANA
DE BASE
MONOLÍTICO CON LOSA DE
BASE
MONOLÍTICO CON LOSA Y
VIGAS DE BASE
TABLA 8: DISTRIBUCIÓN CONCEPTUAL DEL TIPO DE SOLUCIÓN SEGÚN VARIABLES, EN ROJO SITUACIONES NO
RECOMENDADAS.
Como se pude apreciar y dado que la inmensa mayoría de tanques en todo el mundo
destinados a la contención de agua para fines exhibitorios tienen una capacidad menor a
10.000 m3, se recomienda el uso de la solución monolítica.
- 5.6.5 DETALLES CONSTRUCTIVOS
En el esquema anterior se resuelve el armado correspondiente a un tanque con membrana
y muro sobre zapata corrida, es muy aconsejable en el caso de elegir esta solución y
IMAGEN 83: DETALLE DE MURO
ARTICULADO CON ZAPATA CORRIDA. LA
ARMADURA DEL MURO VERTICAL PUEDE
IR POR DENTRO O POR FUERA DE LA
HORIZONTAL DEPENDIENDO DE SU
CUANTÍA DE ARMADO
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teniendo ciertas dudas acerca de la calidad del terreno, el de calcular el fondo (base) como
si de una losa se tratase, no una membrana.
El sellado en la unión pueden utilizarse los materiales descritos en este mismo capítulo
como neoprenos, espumas, etc.
En el caso de querer disponer un remate para aumentar de un cierto modo la superficie de
coronación de esta pared se podrá disponer con la siguiente forma de armado respetando
los recubrimientos mínimos.
Tipos de uniones
Los siguientes tres detalles recrean la unión y la variación que se realiza típicamente para
la unión articulada en depósitos monolíticos, el cuarto caso corresponde con una unión
monolítica empotrada semejante a la calculada en el capítulo tercero.
El primer caso es una variación del detalle antepenúltimo detalle y el segundo
muestra la ejecución de un junta para una unión articulada con losa como base.
IMAGEN 84: DETALLE DE REMATE PARA AUMENTAR EL ANCHO PERIMETRAL
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IMAGEN 85: DETALLES
- 5.6.6 IMPERMEABILIDAD
IMAGEN 86: DETALLES
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Se puede asegurar la estanqueidad (impermeabilidad) de una estructura, si se cumplen las
siguientes condiciones:
a) Las bandas de sellado en las juntas del hormigón se fijan adecuadamente, de tal suerte
de que no tengan movimiento alguno.
b) Se vibre y dosifique correctamente el hormigón, para obtener un producto denso,
homogéneo y compacto.
c) Se logre un mínimo de abertura de fisura, como se indica en anteriores capítulos
d) Se diseñen y construyen apropiadamente las juntas.
e) Se empleen determinados impermeables donde se requieran, o un aditivo
impermeabilizante integral en el hormigón fresco.
f) Se utilicen aditivos inclusores de aire en el hormigón.
g) El refuerzo de fibras cortas que evitan el agrietamiento.
Para evitar la filtración del agua, normalmente resulta más económico y efectivo un
hormigón adecuado y de calidad con una apropiada distribución de las juntas, en vez de
colocar barreras impermeabilizantes.
El curado prolongado mejora notablemente la calidad del hormigón y su impermeabilidad.
La reducción de la abertura de fisura a un mínimo es un medio efectivo para aumentar la
impermeabilidad.
- 5.6.7 EJECUCIÓN
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Preparación del terreno
El terreno donde se vaya a construir el o los depósitos, debe estar a nivel, libre de
material orgánicos y previamente se compactará adecuadamente, ya sea con pisón
de mano o mecánicamente.
Se evitará que el planteamiento del depósito se haga sobre suelos cuyas
características difieran entre sí, lo que podría dar lugar a asentamientos
diferenciales.
Cuando el nivel de agua freática pueda causar una subpresión y consecuente
flotabilidad en la base del depósito, antes de iniciar la construcción de la
cimentación, se colocarán filtros y drenes para desalojar dicha agua.
Asimismo, será necesario mantener un bombeo constante durante la excavación y
la construcción de la cimentación. Así, al mismo tiempo que se intenta suprimir el
agua freática se propicia que se trabaje en seco, evitándose la posible flotación del
depósito cuando éste se encuentre vacío.
Deberán seguirse las recomendaciones del estudio de geotecnia.
Se debe de preverse en la mayor parte de los casos una capa de hormigón de
limpieza de al menos 10 cm de espesor, con un hormigón de al menos una
cantidad de cemento de 150 kg/m3, la que tendrá por objeto un trabajo más
limpio en la construcción de la cimentación, evitándose la contaminación del acero
de armado de la losa y del hormigón fresco en el momento de su colocación.
Así mismo si no fuese posible, se empleará un recubrimiento en esa zona de 70
mm, si existe un contacto directo contra el terreno.
Como se mencionó anteriormente deben evitarse suelos con capacidades portantes
medios y bajos.
Control y normativa del hormigón como material de construcción:
No es el propósito de este trabajo, recomendar criterios y procedimientos para el control y
la dosificación de los materiales que intervienen en la mezcla de hormigón.
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Por lo tanto, se remite al lector a las publicaciones especializadas en el tema, muy
particularmente a la instrucción del hormigón EHE-08, en cuanto a conceptos y normativa
relativa a componentes, control, dosificación, etc. del hormigón armado.
De cualquier forma los requisitos en cuanto a cantidad de cemento en masa, resistencia
característica y otros condicionantes requeridos, son expresados y explicados en el
capítulo tercero.
Mezcla y amasado del hormigón
El hormigón podrá ser suministrado por una central de hormigonado o mezclado a
pie de obra.
Puesto que para obtener un hormigón impermeable es muy importante la
uniformidad de la mezcla, los componentes se mezclarán por un periodo de tiempo
suficiente para producir un hormigón de color y consistencia uniformes.
Si la mezcla se ejecuta en la obra, se empleará una amasadora que sea capaz de
combinar apropiadamente los áridos, el cemento y el agua, a fin de producir una
masa uniforme en el tiempo especificado de mezclado y capaz de descargar el
hormigón sin una segregación que resulte dañina.
Colocación del hormigón
Todo el material extraño será removido de las canaletas de descarga.
Se quitará el hormigón suelto de las porciones de la estructura previamente
construidas.
La construcción de la cimbra y encofrados deberá haber quedado totalmente
terminada, se retirará toda el agua existente en el sitio, las armaduras estarán ya
colocadas y aseguradas en su lugar.
El material de las juntas de todo tipo, los anclajes y solapos y demás dispositivos
embebidos habrán sido previamente colocados y verificada su correcta colocación,
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posición y alineamiento. Todas las preparaciones deberán aprobarse previamente
a la colocación del hormigón.
El hormigón se depositará en forma continua o en capas de un espesor tal, que no
se deposite hormigón fresco sobre el que ya haya endurecido lo suficiente como
para provocar juntas visibles o planos débiles en una sección. Si una porción no
puede depositarse en forma continua, se localizarán juntas de construcción como
lo prevengan los planos estructurales.
El vertido se desarrollará a un ritmo tal, que la mezcla quede integrada a un
hormigón fresco aún en estado plástico.
No se depositará ningún hormigón que haya endurecido parcialmente o se haya
contaminado con materiales extraños.
Los separadores temporales de la cimbra serán retirados cuando la altura del
hormigón depositado haya alcanzado un nivel tal, que los haga innecesarios.
El contratista deberá tomar las medidas necesarias para la continuidad de vertido
del hormigón en el caso de que llegasen a ocurrir fallos en la planta o en el equipo.
Se dispondrá de equipo de apoyo para el vertido del hormigón, el cual esté en
posibilidad de utilizarse antes de que transcurran 30 minutos, en el caso de que el
equipo primario llegase a fallar.
La fuente alternativa de hormigón disponible a la mano, con materiales y mezclas
aceptables, asegurará la continuidad de la colocación del hormigón, evitándose así
la presencia de juntas de construcción no planeadas.
Equipos
Al elegir los equipos, deberá tomarse en consideración la facilidad con la cual dichos
equipos puede efectuar el transporte y la colocación del hormigón en el sitio adecuado, en
una forma económica y sin alterar su calidad.
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Algunos tipos de equipos tales como las cubetas, tolvas, buggies, etc. son adecuados para la
producción por etapas, en tanto que otro tipo de equipos, tales como las bandas
transportadoras y el bombeo, son más adecuados para una producción continua.
Algunos tipos de este equipo son los siguientes:
• Cubetas y tolvas.
Para transportar el hormigón premezclado al sitio deseado, se pueden utilizar cubetas con
descarga de fondo. Hay que evitar golpearlas o sacudirlas, ya que esto puede causar
segregación.
Otra causa común de la segregación, es la descarga del hormigón mientras la cubeta está
moviéndose.
En lo posible, en el control de la cubeta y su compuerta inferior, se tendrá la seguridad de
que existe una corriente continua de hormigón descargando sobre el que haya sido
colocado previamente.
• Canaletas o canalones. Podrán ser de metal con la excepción del aluminio; o de madera
con revestimiento metálico y tener una pendiente que no exceda del 26 % y no menos de
18%, de tal modo que el hormigón se deslice lo suficientemente lento como para que los
materiales no se segreguen. El extremo del canalón contendrá un deflector para evitar la
segregación o bien, se puede descargar directamente dentro de la cimbra, por medio de
una trompa de elefante.
IMAGEN 87: CUBETA PARA EL VERTIDO DEL HORMIGÓN
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• Trompas de elefante.
Para evitar la caída libre del hormigón y permitir así que éste pueda fluir dentro de las
cimbras, para los muros conviene utilizar las trompas de elefante.
• Bombeo.
El equipo de bombeo será del tipo adecuado y contará con la capacidad de bombeo
apropiada para los requisitos de revenimiento y tamaño máximo del árido. Los tubos no
deben contener aluminio.
• Transporte.
El equipo para transporte estará diseñado específicamente para colocar el hormigón sin
que se segregue. Los sistemas de transporte serán de tal naturaleza que no afecten la
resistencia o el contenido de aire del hormigón vertido.
El sistema de colocación será capaz de descargar el hormigón de forma continua sobre
toda el área de vertido, sin que haya retrasos ocasionados por los frecuentes cambios de
posición del equipo.
Se puede hacer uso de orificios y aberturas temporales en las cimbras de los muros para
limitar la caída libre del hormigón a menos de un metro. Estarán ubicados de tal manera
que faciliten la colocación y la compactación
Puesta.
Todo el hormigón se consolidará mediante picado, vibrado, de tal manera que
confine totalmente al armado, a los elementos embebidos, llene las esquinas de los
moldes y se eliminen las bolsas de aire que puedan provocar la presencia de
huecos o de planos débiles.
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Los vibradores internos tendrán una frecuencia entre 130 y 200 Hz, las cuales
representan un mínimo de 8,000 y un máximo de 15,000 vibraciones por minuto y
una amplitud suficiente para que pueda consolidar con eficiencia al hormigón.
El lapso de duración de cada inserción será la suficiente para consolidar la
revoltura sin provocar segregación.
Después de haber depositado el hormigón, éste deberá compactarse cuanto antes,
siguiendo un procedimiento aprobado, motivando que este penetre entre el
armado de tal manera que se evite la formación de cavidades.
Cada una de las capas horizontales se compactará por medio de un equipo
mecánico vibratorio apropiado.
El vibrador deberá llegar a la capa subyacente para proporcionar adherencia entre
cada capa.
La vibración se continuará hasta que se detenga el escape de grandes burbujas en
la superficie y antes de que ocurra alguna segregación.
Para compactar el hormigón dentro de la cimbra es preferible utilizar los
vibradores externos mecánicos de alta frecuencia.
Los vibradores externos pegados a la cimbra proporcionan un excelente medio
para vibrar muros altos y columnas.
Diseño de encofrados y cimbras
El encofrado se diseñará de tal manera que todos los componentes y elementos de
la estructura queden moldeados con sus dimensiones, forma, alineamiento,
elevación y posición correcta.
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Asimismo, dicho diseño tomará en consideración, que su montaje y soportes, sean
capaces de resistir todas las cargas verticales y horizontales que le son aplicadas,
en tanto que la estructura de hormigón no sea capaz de soportarla por sí sola.
El planteamiento y el diseño del encofrado, lo mismo que su construcción, serán
responsabilidad del contratista. Sin embargo, aun cuando la seguridad del
encofrado sea responsabilidad del contratista, el ingeniero, el arquitecto o la
dirección de la obra, podrán revisarla y/o aprobarla, incluyendo los planos y sus
cálculos.
Las cargas verticales consisten de las cargas muertas y vivas. El peso de la cimbra o
encofrado y el hormigón recién colocado constituyen la carga muerta.
La carga viva comprende el peso de los trabajadores, el equipo, el material que se
almacene, las pasarelas y el impacto.
Todos los moldes y los materiales embebidos deberán quedar limpios de mortero
o lechada antes del vaciado del hormigón.
Antes de colocar el acero de armado y el hormigón, las superficies interiores de los
moldes se cubrirán con una membrana que evite la absorción de la humedad y la
adherencia con el hormigón fresco y no deje manchas en las superficies del mismo.
Antes de la colocación, los moldes se inspeccionarán para verificar su alineamiento
y la posición adecuada del armado
Se podrán tener aberturas temporales en la base de los muros y otros puntos que
se consideren necesarios, para facilitar la limpieza e inspección inmediatamente
antes de la colocación del hormigón.
El encofrado se sujetará a los puntales u otros elementos de soporte, de tal manera
que se eviten los movimientos laterales o verticales de cualquier parte de la
misma, durante la colocación del hormigón.
Los moldes y puntales del encofrado que soporten el peso del hormigón de las
losas, muros y otros elementos estructurales que formen parte de los tanques,
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CAPITULO 5. CONSTRUCCIÓN
deberán mantenerse en su sitio hasta que el hormigón haya alcanzado la
resistencia mínima especificada.
Puede ser interesante la colocación de puntales para sustentar las cimbras o
encofrados que generen el hueco dónde irá incluido el frente de visión , en ese caso
debe de emplearse por lo menos una junta perimetral de construcción .
Pruebas
Se hará una prueba en el tanque terminado para verificar que no existan
filtraciones de agua por los muros y el fondo.
El procedimiento de prueba consistirá en llenar el depósito con agua y medir
cualquier descenso en el nivel de la misma en un cierto periodo de tiempo.
Podrá esperarse algún descenso en el nivel en las etapas iniciales de la prueba,
debido a la absorción del hormigón, grietas menores por contracción, etc. pero en
un periodo máximo de siete días deberá llegarse a condiciones estables.
Si la estructura se encuentra sobre el nivel del terreno, cualquier filtración será
visible desde el exterior.
Si el tanque se encuentra bajo el nivel del terreno, se llenará con agua y se
mantendrá lleno durante siete días, periodo durante el cual, se llevará un registro
del nivel de agua y se efectuarán mediciones cada veinticuatro horas.
Si existiesen filtraciones o fugas de agua, la dirección de la obra determinará las
medidas correctivas que considere necesarias.
El nivel del agua dentro del depósito se mantendrá el tiempo suficiente para
permitir que haya absorción.
Se considera aceptable la condición de los tanques si:
a) No se observa una filtración o zonas húmedas visibles.
b) El volumen de la filtración en un periodo de tiempo dado (después de la corrección para
las pérdidas de evaporación, por un periodo de siete días) resulta menor a la cantidad
especificada o requerida por el proyectista.
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CAPITULO 5. CONSTRUCCIÓN
El exterior del vaso o tanque se inspeccionará diariamente, para tratar de encontrar algún
indicio de fuga.
La prueba se prolongará por un periodo de tiempo lo suficientemente largo, como para
producir al menos un descenso de 1.25 cm en el nivel del agua, con base en la filtración
que ocurra con la velocidad máxima permitida.
Mantenimiento
El interior de los tanques requerirá un mantenimiento y limpieza periódicos, para evitar la
contaminación del agua potable, la proliferación de algas, microorganismos, etc.
Se tendrán las precauciones necesarias para que durante el periodo que dure la limpieza,
el mantenimiento o la reparación de un tanque, no se incumplan las condiciones de
salubridad y adecuación de parámetros del agua.
- 5.6.8 JUNTAS PARA TANQUES
Las juntas en el hormigón de los tanques son discontinuidades en la construcción de un
muro o en una base (losa o membrana).
Tienen por objeto la liberación de esfuerzos, tales como los ocasionados por los cambios
de temperatura o también esfuerzos que son una consecuencia de la contracción o a la
dilatación que experimenta la estructura.
Normalmente, el hormigón experimenta pequeños cambios en sus dimensiones, como
consecuencia de su exposición al ambiente (si es exterior) o a causa de las cargas que se le
imponen a la estructura.
Suelen también ocurrir cambios de volumen en el hormigón, que generalmente son
provocados por la contracción o la expansión, como respuesta al flujo plástico (la fluencia),
a los cambios de temperatura o a causa del contenido de humedad.
Como resultado de estos cambios, este material experimenta movimientos en los extremos
de los elementos estructurales, que pueden ser permanentes o temporales. Se tienen, por
ejemplo, contracciones debidas a la pérdida de humedad de la masa del hormigón.
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La contracción debida a la evaporación del exceso de agua comienza durante o después del
periodo de curado, dependiendo de la calidad y el control de la humedad y de la
temperatura.
La contracción podría manifestarse durante varios años, a menos que se añada humedad
al hormigón ya endurecido, por un periodo entre los 7 y 15 días posteriores a su
colocación en los moldes.
En las estructuras de los tanques para agua, sin embargo, la contracción podrá detenerse
al ponerse éstas en servicio, debido a que estarán siempre en contacto con la humedad.
Si la longitud de un elemento estructural resulta demasiado grande, la magnitud de la
deformación total debida a la contracción o a la dilatación, puede ser tal, que los esfuerzos
provocados resulten altos y como consecuencia se tendrá la aparición de agrietamiento.
Por tal motivo, es oportuna la segmentación de la estructura mediante la colocación de las
llamadas juntas de dilatación a intervalos regulares, menores a la longitud total del
elemento estructural.
Si los movimientos de contracción se restringen excesivamente, se presentará el
agrietamiento en el elemento estructural.
La restricción del movimiento de expansión puede tener por resultado la distorsión y el
agrietamiento del elemento o la trituración de sus extremos, así como la transmisión de
fuerzas no previstas a los apoyos de la estructura.
Una manera de reducir al mínimo estos efectos perjudiciales al funcionamiento de la
estructura, es la de dotarla de juntas, en las cuales se asimilen los movimientos que
experimenta dicha estructura.
También es costumbre dejar juntas deliberadas en el hormigón al quedar terminada una
etapa de puesta en obra. Estas son las juntas de construcción.
Sea cual fuere su objeto y características, en los depósitos para el almacenamiento de
líquidos, las juntas deberán sellarse mediante bandas de polivinilo, metal o cualquier
material de los ya mencionados en este mismo capítulo y que tengan una buena adhesión
hormigón-hormigón.
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Tipos de juntas
Básicamente, se consideran dos tipos de juntas en el hormigón para las estructuras de los
depósitos: de construcción y de movimiento.
A) Las juntas de construcción se proporcionan en la estructura con el objeto de
segmentarla en unidades más pequeñas, de acuerdo con la capacidad de construcción en la
obra. Su función es la de separar una etapa de la colocación del hormigón con respecto a la
siguiente.
El diseño indicará la localización de las juntas de construcción, las cuales no deben
considerarse como juntas de movimiento, a fin de que afecten lo menos posible la
resistencia de la estructura y de proporcionar separaciones lógicas entre los segmentos de
ésta y facilitar la construcción.
A menos que se trate como una junta de contracción, antes de colocar el hormigón nuevo
sobre la superficie de una junta, es necesario prepararla para asegurarse de que haya una
buena adherencia.
IMAGEN 88: TIPO DE JUNTAS
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Todo el acero de armado se debe continuar a lo largo o a través de las juntas de
construcción, siendo necesaria la colocación de un dispositivo de retención de agua.
La posición de las juntas de construcción se indicará en los planos respectivos. Si el
constructor requiere aumentar el número o cambiar la posición de dichas juntas, deberá
contar con la aprobación previa de la dirección de la obra.
Se procurará que las juntas de construcción se localicen donde el cortante al igual que el
momento tengan magnitudes pequeñas, con el fin de evitar que afecten la resistencia de la
estructura.
Véase la disposición recomendada de las juntas de construcción para la losa de base de un
depósito circular.
Para un L comprendido entre los 5 y 10 metros.
El siguiente detalle muestra una típica junta de construcción que puede ser estructural
(losa) o no estructural (membrana).
A continuación de se detalla una junta vertical de construcción en los muros.
En la misma figura se muestra un elemento para la transmisión de cortante de un lado al
otro de la junta (también llamado, cuña o elemento de cortante)
IMAGEN 89: DISPOSICIÓN DE JUNTAS EN UNA LOSA DE UN DEPÓSITO CILÍNDRICO
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IMAGEN 90: JUNTAS EN ELEMENTOS HORIZONTALES
IMAGEN 91: JUNTA CON TRANSMISIÓN DE CORTANTE
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B) Las juntas en movimiento tienen por objeto dar libertad a los movimientos relativos en
la estructura y que tienen lugar a ambos lados de la junta, debiéndose tomar las
precauciones para garantizar la impermeabilidad de éstas. Se considerarán dos tipos de
juntas en movimiento: juntas de expansión o dilatación y juntas estructurales.
- Las juntas de expansión.
Tienen por objeto que, durante los periodos de construcción y de servicio, puedan tener
lugar, tanto la expansión, como la contracción del hormigón en la estructura, con el objeto
de permitir cambios en las dimensiones en el hormigón debidos a las incrementos o
decrementos en la temperatura que habrá de experimentar la estructura. En este tipo de
junta existirá una completa discontinuidad tanto en el hormigón como en el armado.
Deberá haber una holgura inicial entre las secciones del la estructura a ambos lados de la
junta, la cual permita absorber los cambios de volumen producido por las variaciones de
temperatura.
IMAGEN 92: JUNTAS DE EXPANSIÓN
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En general, las juntas de expansión se colocarán cercanas a los cambios abruptos en la
configuración de la estructura aun cuando, debido a la complejidad del problema no se han
establecido procedimientos aceptables para determinar con precisión la separación y la
ubicación de dichas juntas de expansión.
Cuando las juntas de expansión se coloquen en los cambios bruscos en la configuración de
la estructura, sus detalles se diseñarán de tal manera que sean capaces de transmitir el
cortante provocado por la deflexión diferencial de los elementos a cada lado de la junta o
de otra forma, para que los detalles de ésta puedan absorber la distorsión provocada por
la deflexión diferencial, como es el caso de los dispositivos para retención de líquidos.
La separación de las juntas de expansión dependerá de:
El grado de exposición de la estructura.
La posición de los elementos estructurales en relación con otras partes de la
propia estructura.
Las variaciones de temperatura.
Tradicionalmente, en los depósitos de hormigón para almacenar líquidos, el
espaciamiento de las juntas de expansión ha sido conservador y muy influido por las
restricciones inherentes a la geometría de los depósitos, con espaciamientos que varían
entre 15 y 30 metros para los muros.
Se han construido losas de cimentación hasta de l80 m de largo, sin juntas de expansión y
con juntas de construcción a pequeñas separaciones.
En términos generales, las juntas de dilatación (o expansión), de preferencia deberán
colocarse a intervalos no mayores de 30 a 35 m.
Cuando las juntas de expansión se coloquen a distancias mayores de 45 m, se llevará a
cabo un análisis especial para determinar los requisitos del acero y los detalles de las
juntas de dilatación.
Deberá también investigarse la restricción que ejerce el suelo en la losa de base.
Si se prevé que los tanques puedan permanecer vacíos por periodos prolongados, sobre
todo en climas cálidos, se tendrán separaciones menores de las juntas. A este respecto, es
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necesario prestar especial atención a las condiciones que predominen durante la
construcción.
Las juntas de expansión también podrán funcionar como juntas de contracción o de
construcción.
De cualquier forma se hace una estimación de los valores usuales de separación entre
juntas en el capítulo tercero.
- Las juntas de contracción
Como su nombre lo señala, tienen por objeto absorber los movimientos que provocan la
contracción entre dos secciones del hormigón.
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C) Las juntas estructurales tienen una función específica en el diseño. Los ejemplos que se
sostienen son: juntas deslizantes entre los muros, en las losas de fondo de los depósitos
circulares y en la unión entre el muro y su cimentación.
Las juntas articuladas tienen por objeto permitir la rotación sin restricción entre dos
elementos estructurales.
IMAGEN 93: TIPOS DE JUNTAS DE CONTRACCIÓN
IMAGEN 94: JUNTAS
ESTRUCTURALES EN
TANQUES DE ALTAS
CAPACIDADES
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Dispositivos para la retención del agua
Los dispositivos de retención de agua fabricados con caucho, vinil, metal u otros
materiales aprobados, deberán tener contornos y patrones que estén de acuerdo con la
función que vayan a desempeñar.
Estos dispositivos para retener el agua se encuentran disponibles en diversas
configuraciones, aunque esencialmente son bandas preformadas de un material
impermeable y durable, generalmente de algún tipo de goma, o de PVC; aun cuando
también se usa el cobre y el acero.
IMAGEN 95: JUNTAS ESTRUCTURALES ARTICULADAS
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Durante la construcción se empotrarán parcial o totalmente en el hormigón para cubrir la
junta, proporcionándose así una barrera permanente al paso del líquido, aun para los
movimientos posteriores de la junta.
Cuando están totalmente empotradas, normalmente las bandas se localizan a media
sección del elemento, si bien, se han desarrollado formas para fijarlas al exterior de los
elementos de hormigón, por ejemplo: en la base de las losas, se fijan rígidamente al
hormigón por medio de lengüetas.
En general, son unidades patentadas, por lo cual, las ilustraciones mostradas no
necesariamente representan los detalles completos y sólo son representativas de las
características fundamentales de su colocación en los elementos estructurales.
Los elementos retenedores de metal son de una sección plana o corrugada, habiéndose
utilizado con éxito. Las tiras metálicas algunas veces están galvanizadas, pero éste no es un
requisito esencial si el hormigón se ha compactado adecuadamente alrededor de la banda
y ésta se ha colocado centrada en la sección.
Cuando se usen dispositivos flexibles para la retención del agua, es necesario sujetar
firmemente todas sus partes, incluyendo los bordes y los extremos o fijarlos en su posición
para evitar que ocurran movimientos durante la colocación del hormigón.
Materiales para las juntas
Los materiales para rellenar las juntas de los tanques, deberán reunir los siguientes
requisitos:
a) Hermetismo al paso del agua.
b) Compresibilidad.
c) Evitar que se expandan al contacto con el agua.
Los materiales que se usarán para lograr el hermetismo en las juntas se dividen en las
siguientes categorías:
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1) Tapajuntas. Es una barrera que se coloca en la sección de la junta durante el proceso de
construcción para constituir un diafragma resistente al paso del agua.
Pueden ser de goma natural o de cloruro de polivinilo, aun cuando también llegan a
usarse de cobre y de acero, como ya se ha mencionado antes. Los tapajuntas se usan en las
juntas de construcción y de expansión.
2) Relleno compresible. Es una tira de material compresible para rellenar y tapar el
espacio en una junta de expansión y proporcionar una base para el sellador de la junta y
permitir el movimiento de expansión del hormigón.
Este material debe ser elástico y no interferirá con el sellador. Se recomienda el
poliestireno expandido.
3) Sellador de la junta. Se usa para evitar el paso del agua o de algún material extraño a
través de la junta. Deberá ser impermeable y deformable para permitir los movimientos,
así como el recuperar sus propiedades y forma original, después de las deformaciones
cíclicas, manteniendo la integridad de la junta y su adherencia, a pesar de los cambios de
temperatura y durante la vida útil de la estructura.
Se recomienda el uso de los materiales explicados en el apartado de juntas elásticas del
presente capítulo.
Cuando el elemento requiere ser hermético, como sucede con los tanques, es preciso
incluir algún dispositivo adecuado para la retención de agua, fabricado de caucho,
neopreno o plástico, para que actúe como una barrera primaria contra las fugas de agua.
Los dispositivos para retención de agua y los selladores para juntas se elegirán de tal
suerte que permitan la libertad de movimientos. El acero del armado debe terminar a 5 cm
de la cara de la junta.
Las bandas de caucho permiten mayor movimiento en la junta y duran por tiempo
indefinido cuando se colocan en un ambiente obscuro y húmedo.
Las bandas hechas de PVC permiten un poco menos de movimiento que las de caucho,
pero son menos sensibles a la luz y al secado.
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CAPITULO 5. CONSTRUCCIÓN
Una ventaja del cloruro de polivinilo es la sencillez con que se empalma cuando se le aplica
calor. El espesor mínimo de cualquiera de los dos tipos debe ser de 9 mm y deben tener, al
menos 23 cm. de ancho para juntas de expansión y 15 cm. De ancho, para otros tipos de
juntas, a fin de permitir un correcto empotramiento en el hormigón.
Diseño de las juntas
Se dará una especial atención a la localización y a los detalles de las juntas en el diseño de
los elementos estructurales para tomar en cuenta adecuadamente el efecto de los cambios
volumétricos debidos a los ascensos y descensos de la temperatura.
En el diseño de las juntas se tomarán en cuenta los siguientes aspectos:
A) Las juntas en movimiento se construirán como cortes continuos en la
estructura. Cada parte de ella se diseñará de manera independiente.
B) Se considerarán los movimientos transversales de los elementos estructurales
bajo las condiciones de carga previstas y se suministrarán los detalles apropiados.
Se dará consideración también a los cambios volumétricos y de temperatura.
C) Las juntas se localizarán en los sitios donde sea práctica y factible su
construcción.
D) Estarán localizadas de tal manera que no ofrezcan una apariencia desagradable
a la estructura y no interfieran con otros elementos, tales como las tuberías.
Precauciones donde existan cruces de tuberías
Cuando las tuberías crucen por las paredes o la base es recomendable que la porción de las
mismas que pasa a través del hormigón sea colocada previamente al vaciado de éste,
utilizando anillos de anclaje para impedir el paso del agua en la unión de los dos
materiales.
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Por tal motivo, también es importante que las tuberías no coincidan con la posición de las
juntas.
IMAGEN 96: INTERSECCIÓN DE TUBERÍA CON TANQUE
- 5.6.9 TRATAMIENTOS Y REVESTIMIENTOS APLICABLES AL
HORMIGÓN
Como se ha promulgado en varias ocasiones durante este capítulo dedicado a la
construcción y sobre todo en los apartados referentes al uso del hormigón, una de las
premisas o bases elementales que se deberían adoptar es la impermeabilidad de material
hormigón armado per se.
Se han definido a lo largo del capítulo tercero y quinto una serie de recomendaciones para
aumentar la repercusión positiva de esta susodicha variable.
Una abertura de fisura correcta y proporcionada según el contexto, la disposición y diseño
correcto de las juntas si las hay y por encima de todo una buena ejecución, dosificación y
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puesta en obra del hormigón resultan en este aspecto esenciales para cumplir tal
propósito (la impermeabilidad) que resulta esencial en nuestro estudio.
En casos determinados o para aumentar el grado de seguridad en este aspecto, se pueden
adoptar en la mayor parte de los casos medidas correctoras o adicionales que aseguren
que no se produzcan filtraciones al exterior, es por ello que se hace referencia y se
clasifican los diferentes procedimientos como:
Aditivos del hormigón impermeabilizantes:
Además de precisar hormigones de buenas resistencias mecánicas, es necesario que estos
sean impermeables a fin de impedir que el agua pase a través de ellos.
Por otra parte, en obras o estructuras que han de estar en contacto con agua o con
terrenos húmedos es conveniente que el hormigón se oponga a que el agua ascienda por él
valiéndose de sus conductos capilares.
La permeabilidad de los hormigones depende de varios factores relacionados entre sí y
que pueden resumiese en los siguientes:
- El volumen capilar formado suele ser del 28 por 100 del volumen total de la pasta
hidratada aunque depende de la relación agua/cemento y de las condiciones de
curado.
- Este volumen es tanto menor, cuanto más baja es la relación agua/cemento,
dentro de un límite, y cuanto más eficaz haya sido el curado del hormigón, a ser
posible realizado en ambiente saturado de vapor de agua.
- Si el hormigón se ha fisurado, por cualquier razón de origen químico, térmico,
hidráulico o mecánico, la estanqueidad del mismo quedará afectada.
- Las juntas del hormigonado originadas por discontinuidades en la colocación del
hormigón tienen una gran importancia desde el punto de vista de la
permeabilidad.
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CAPITULO 5. CONSTRUCCIÓN
De todo lo anterior se concluye que si el hormigón está bien estudiado, puesto en obra,
compactado y curado, se podrá asegurar que es impermeable.
No obstante, se pueden emplear diferentes aditivos que mejoren la impermeabilidad del
hormigón, bien entendido que si los poros y conductos son de diámetros grandes, será
imposible con estos productos conseguir un hormigón impermeable.
Se pueden considerar dos tipos de aditivos para este fin: los reductores de penetración
de agua y los hidrófugos. Los primeros, aumentan la resistencia al paso del agua a
presión sobre un hormigón endurecido; los segundos, disminuyen la absorción capilar o el
paso de agua a través de un hormigón saturado. Ambos suelen solapar sus efectos.
Los aireantes tienen un papel notable sobre la impermeabilidad al interrumpir con
burbujas de aire la red capilar de los hormigones.
Los plastificantes también son beneficiosos porque disminuyen de la red capilar. Sin
embargo, aquí se hace referencia a productos que se emplean con la función principal de
impermeabilizar, al colmatar los capilares de la pasta de cemento hidratada.
El primer material empleado para este fin fue el polvo de sílice; este polvo reacciona,
aunque muy lentamente a la temperatura ambiente, con la cal liberada en la hidratación
del cemento para formar silicato de calcio insoluble.
La actividad puzolánica de este material es muy escasa y los resultados de la
impermeabilización muy variables. Este material está indicado en el caso de hormigones
pobres en cemento o con pocos finos, de lo contrario carece de interés, teniendo además el
inconveniente de requerir mayor cantidad de agua en el amasado.
El empleo de microsílice o de cenizas volantes adecuadas, mejora los resultados y posee
además la ventaja de fijar la cal liberada y de aumentar la resistencia del hormigón.
La tierra de infusorios, bentonita, filler calizo y otras materias finas se emplean también
como impermeabilizantes.
Otros impermeabilizantes de naturaleza orgánica e inorgánica actúan reaccionando con la
cal del cemento dando lugar a la formación de sales cálcicas insolubles, con radicales
fuertemente hidrófugos que taponan los capilares existentes en la pasta y proporcionan un
efecto tensoactivo impermeabilizante que evita la absorción de agua por los capilares.
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Los jabones son sales inorgánicas de ácidos grasos, como estearatos y oleatos de calcio y
amonio, actúan produciendo simultáneamente la impermeabilización y la reducción de la
capilaridad, estando indicados en hormigones sometidos a moderadas presiones de agua.
Los aceites minerales pesados se emplean con este mismo fin, incluso en hormigones
sometidos a fuertes presiones de agua.
Los aditivos impermeabilizantes y los hidrófugos, pueden modificar el tiempo de fraguado
del hormigón, disminuir las resistencias mecánicas si llevan incorporado un aireante, y
aumentar la retracción, siendo, por consiguiente aconsejable, a falta de datos precisos
sobre estos puntos, realizar ensayos previos con ellos.
Como se ha indicado estos productos son eficaces en hormigones compactos.
Nunca debe pretenderse que el impermeabilizante tapone los huecos de un hormigón
malo; en este caso, lo mejor sería taparlos con cemento y con finos en un hormigón bien
estudiado, en definitiva, haciendo un buen hormigón.
Pinturas
A) Impermeabilizantes estándar:
Son pinturas a base de resinas acrílicas termoplásticas, clorocaucho o látex modificado con
plastificantes de alta resistencia química. Estas pinturas para tanques de acuarios se
caracterizan por su importante durabilidad al desgaste y a la disolución, aportando
además impermeabilidad al film impuesto.
Su película se mantiene flexible pero firmemente adherida al sustrato, soportando las
contracciones y dilataciones de este.
Tienen la ventaja de que aportan color al tanque en el caso de no tener decoración propia.
Es imprescindible que sea ni inerte ni tóxica para los seres vivos, ni aporte agentes
fungicidas ni bactericidas.
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B) Pinturas impermeabilizantes de altas prestaciones:
Son las denominadas pinturas epoxi.
Son un grupo de pinturas de alta resistencia a diferentes ataques. La pintura epoxi se
presenta en dos envases, ya que está compuesta por una parte que contiene la resina epoxi
y en la otra parte el catalizador o endurecedor, suelen ser a base de aminas o de
poliamidas.
Su secado se produce luego de la reacción química entre los 2 compuestos, después de
evaporarse el disolvente.
Entre sus características destacan:
- Las pinturas epoxi presentan gran resistencia química, sin que les afecten los
disolventes ni los aceites o grasas.
- Gran resistencia al roce y desgaste superficial en general.
- Excelente adherencia sobre hormigón.
- Aunque presentan buena resistencia a los agentes atmosféricos, su color puede
llegar a amarillearse o decolorarse debido al efecto de los rayos ultravioletas.
Las pinturas epoxi permiten obtener elevados espesores por mano, dotando a los suelos
de hormigón de una impermeabilización total y de una excelente resistencia mecánica y
química. Esta pintura es altamente recomendable para la aplicación objetivo de este
trabajo y se recomienda.
Es imprescindible que sea ni inerte ni tóxica para los seres vivos, ni aporte agentes
fungicidas ni bactericidas. Son generalmente bastante más costosas que las estándar.
Ventajas del empleo de las pinturas
Aportan color y pueden servir para ambientar o decorar el tanque
Fácil aplicación y secado, bajo coste de ejecución y mantenimiento
Ahorro de espacio interior en el tanque
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Desventajas:
No confieren aislamiento térmico, con lo que no optimizan la eficiencia energética.
Algunas pinturas son tóxicas, lo cual incorpora limitaciones en la elección.
Consideraciones generales sobre las pinturas:
Los defectos en la preparación de la superficie, cualquiera que sea el sistema de ligantes
utilizado, pone en duda la obtención de unos buenos resultados.
Para que un recubrimiento pueda cumplir totalmente su misión, es decir proteger el
soporte del agua, es necesario que aquél y la capa protectora se adhieran lo más
íntimamente posible.
La condición principal para una buena adherencia de la pintura es la correcta preparación
del soporte.
En las superficies metálicas se debe limpiar con un tratamiento mecánico adecuado. Las
superficies de acero se limpian de óxido y cascarilla mediante un chorreado con arena y
granallado, donde no es posible el chorreado debe procederse, por lo menos, a una
enérgica desoxidación manual.
Para conseguir una perfecta humectación del soporte de la pintura debe eliminarse la
grasa, aceite y otras sustancias perjudiciales.
IMAGEN 97: PINTURA
EPOXI APLICADA EN
EL INTERIOR DE UN
TANQUE DEL
AQUARIUM
FINISTERRAE
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El hormigón debe someterse también a una preparación previa, ya que presenta a
menudo, en la zona superficial, una capa de lechada, o está recubierto de cemento. En la
superficie cerrada penetra difícilmente una imprimación.
Por este motivo, estas capas poseen una resistencia menor que el núcleo de hormigón y no
se adhieren bien. Por lo tanto, estas capas deben eliminarse antes de aplicar la
imprimación, la cual es recomendable en todos los recubrimientos del hormigón.
Como podemos ver, la preparación de la superficie del soporte es la primera y más
esencial operación para la aplicación de cualquier pintura, aunque los soportes que van a
recibir el recubrimiento sean menos problemáticos que los definidos anteriormente.
Los procedimientos de aplicación de una pintura varían según el tamaño y situación del
objeto a pintar.
Los más usuales son: a brocha, a rodillo, con proyección con aire, sin aire, etc.
Las características de la película seca de una pintura deben corresponder a las que el
fabricante indica en su oferta, por lo que vamos a resumir las más interesantes.
Resistencia al agua: consiste en el ensayo de una probeta pintada en inmersión un
determinado tiempo en un recipiente de agua, comprobando su resistencia.
Resistencia al frote húmedo: consiste en medir con aparatos de ensayo la resistencia,
midiéndose por una cantidad de pasadas en una probeta pintada.
Resistencia a los álcalis y ácidos: ensayos que indican la resistencia de un recubrimiento
en presencia de un ácido o álcalis a unas determinadas temperaturas.
Dureza: ensayo que nos indica la resistencia al rayado efectuado con durómetro.
Brillo: medida del brillo con diferentes ángulos por aparatos específicos para su medida.
Blancura: consiste en medir con un reflectómetro los ensayos comparándolos con un
patrón. Se refleja en tanto por ciento (%).
Lavabilidad: test que comprueba la resistencia a la lavabilidad y abrasión de la película
seca; normalmente se representa por la capacidad de resistencia en pasadas dobles.
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Cubrición: determinación de la opacidad y poder de cubrición de una pintura por medio de
contraste o criptómetros. Esta medida se compara con un patrón y se refleja el % con
respecto a él. Dichos ensayos también se denominan relación de contraste.
Adherencia: ensayo que comprueba la capacidad de adherencia de una pintura sobre un
soporte controlado.
Flexibilidad: ensayo que comprueba en una pintura desarrollada en probeta, normalmente
metálica, su flexibilidad doblándola sobre un mandril.
Existen, naturalmente, una cantidad mayor de ensayos sobre las películas de pinturas y
revestimientos, siendo los mencionados anteriormente los más usuales, aunque también
son importantes los que se controlan con las cámaras de niebla salina, humedad,
climáticas, oxidación, etc.
Las superficies de cemento las podemos encontrar de las siguientes formas:
revestimientos impermeabilizantes plásticos, morteros impermeables, hormigón,
hormigón celular y fibroelementos, etc.
Sus ventajas principales respecto de otros soportes son de dureza e impermeabilidad.
En un correcto pintado influyen, por un lado, las características del soporte. Por ejemplo,
en un hormigón es importante que tenga la dosificación adecuada de cemento, por lo
menos 250 kg por metro cuadrado, una terminación de fratasado fino, etc.; y por otro
lado, la preparación de la superficie, que es fundamental.
Todas las superficies deben estar perfectamente secas y fraguadas, con una adecuada
porosidad y una limpieza que elimine suciedades, manchas de óxido, productos
desencofrantes, etc. mediante un energético cepillado, con cepillos de púas de acero
preferentemente, seguido de una aspiración de polvo, pues el suelo no debe tener polvo al
aplicar el producto.
Es importante que la primera capa de pintura penetre 2 o 3 mm en el poro del hormigón;
posteriormente una segunda capa terminará de sellar huecos y poros que no hubiesen
quedado cerrados en la primera aplicación.
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En general, el tiempo mínimo de fraguado debe ser por lo menos de un mes antes de
pintar, y la alcalinidad debe ser tratada con una disolución de salfuman, seguido de un
lavado con abundante agua, dejándolo secar completamente.
En superficies de cemento, debido a su alcalinidad, no es aconsejable pintar con esmaltes
grasos, debiendo utilizar pinturas con ligantes apropiados.
Dependiendo de la porosidad del soporte, será conveniente el tratamiento de la superficie
con una selladora que permita el posterior acabado con pinturas especiales para
exteriores.
Con una buena limpieza y preparación, estas superficies no darán los problemas que
generalmente se suelen presentar, como son la falta de adherencia, eflorescencias, etc.
En resumen, las superficies deberán quedar de la siguiente manera:
- cepilladas y perfectamente limpias
- tratadas contra la alcalinidad y posteriormente lavadas y enjuagadas
- selladas.
Superficies metálicas
Como norma, todas las superficies nuevas a tratar con pintura, deben decaparse de una
manera enérgica.
La mejor forma es la utilización del chorro de arena o granalla; no obstante, donde no sea
posible esta técnica habrá que eliminar con cepillos o de otra forma, la costra de
laminación, los óxidos y la suciedad en general.
Se quiere resaltar que es completamente necesaria la eliminación de la cascarilla o costra
de laminación adherida sobre las superficies metálicas o restos de pintura antigua.
Después de esta limpieza, serán eliminados de la superficie el polvo y restos de partículas.
Si quedan residuos de aceite, se eliminarán con disolvente.
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Todas las superficies de acero, una vez limpias, deberán ser tratadas en primer lugar, con
una imprimación que proporcione una eficaz protección anticorrosiva que, unido a un
rápido secado, permita el posterior pintado con el mayor número posible de tipos de
pintura.
La preparación y posterior imprimación de las superficies metálicas es, por tanto, la parte
más importante del proceso del pintado, debiendo tener las siguientes características:
- perfecta adherencia al soporte
- protección anticorrosiva
- buena resistencia
- buena cubrición
- rápido secado
Productos cementosos para superficies en contacto continuo con el agua.
Se trata de membranas cementosas aplicadas in situ, con capacidad de puentear fisuras de
hasta decimas de milímetro, con lo que garantizan que en caso de microfisuración del
hormigón (caso bastante habitual sobre todo en grandes depósitos de agua, como tanques
para acuarios) el material puentea la fisura y se mantiene impermeable.
Se aplica en manos de aproximadamente 1 mm de espesor cada una, resistiendo presiones
positivas de hasta 10 atmósferas, por norma general.
Su formulación con cementos sulfo-resistentes los hacen aptos para el uso con aguas
marinas, y puede estar en inmersión continua. También es lo recomendable para
depósitos de abastecimiento de agua por ejemplo.
Pueden ser pintadas con pinturas apropiadas para este sustrato y al agua, como las
indicadas en el punto anterior.
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Producto Nº1, mortero impermeable elástico.
Apropiado para el revestimiento de grandes tanques con posibles problemas por excesiva
abertura de fisura.
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Láminas impermeables con aislante térmico para superficies en contacto
continuo con el agua.
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Cuando la diferencia de temperatura entre el agua que es contenida por el tanque y este
mismo (debido al ambiente que lo rodea) hace que la perdida calorífica sea excesiva o se
estime como tal, pueden disponerse de materiales que actúen como aislantes térmicos
entre el medio fluido y el tanque.
Estos materiales siempre se disponen asociados a otro impermeable, que suele ser, dados
los casos observados una lámina, de polietileno de alta densidad (PEAD).
Los materiales aislantes pueden ser variados, pero como ejemplo debido a su ejecución
sencilla y a su estandarización completamente establecida, se propone el poliuretano o el
poliestireno extruido (inerte ante el agua). Entre las ventajas de este sistema resaltan la
sencillez, la economicidad de la solución y su fácil ejecución.
Bajo estas líneas se propone un ejemplo base sobre el que sería un cerramiento tipo en
este tipo de casuísticas, pudiendo haber variaciones, este esquema propone los materiales
mínimos de constitución de un cerramiento.
Nótese que la temperatura media de los medios marinos de exposición rondan los 18ºC,
variando sólo la temperatura y humedad relativa exterior.
Se han observado apenas tanques tratados o diseñados con este tipo de capas o sistema
constructivo de aislamiento, pero en aplicaciones dónde el ambiente exterior está cercano
y presente térmicamente hablando, hay que contar con esta posible solución.
IMAGEN 98: TRANSFERENCIA CALORÍFICA DE UN CERRAMIENTO TIPO
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Debido a la inexistencia de normativa específica, no existe un procedimiento de cálculo de
la transmitancia térmica máxima de un cerramiento con el exterior de este tipo (si, del
edificio en conjunto); en todo caso se demanda al diseñador que sea coherente con los
requisitos de temperatura exigidos.
En este caso estos bastarán con la certidumbre de que no se produzcan condensaciones
intersticiales.
El cálculo del aislamiento comprende varias variables y se pueden constatar en:
Situación del tanque dentro del recinto
Condiciones climatológicas según la ubicación geográfica del emplazamiento
Diferencia o gradiente térmico esperado, el cual genera el diseño de la pared
aislante
Posibilidad de condensaciones superficiales o intersticiales si el tanque es parte
del cerramiento exterior del recinto.
Se propone en este punto un ejemplo de cálculo.
Dado un tanque con una de sus paredes (de interior a exterior: lámina de 9mm de PEAD,
aislante térmico, muro de hormigón armado) compartimentando al exterior, situado en A
Coruña y con una temperatura del agua contenida de 18ºC, diseñar una capa de control
higrotérmica para ese tanque.
Se procederá según lo estipulado y así como lo exige el documento básico de ahorro
energético.
Así por ejemplo si planeamos usar esa lámina de polietileno de alta densidad de triple film
con espesor 9 mm, el espesor límite del aislante de poliestireno extruido será de 25 mm,
aumentando el espesor de este último se producen condensaciones intersticiales en el
interior del cerramiento (unión aislante-impermeabilizante), satisfecha esta condición se
genera la disposición de materiales.
Otra solución, si no se disponen de espesores iguales o menores que 25 mm, sería
incrementar el espesor del impermeable, utilizando doble capa (convirtiéndose
literalmente en una barrera de vapor), otra posibilidad sería disponer de revestimientos
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exteriores o intermedios en este cerramiento que modifiquen el comportamiento
higrotérmico del mismo.
De cualquier forma este mismo ejemplo es el adoptado por el Aquarium Finisterrae para
el aislamiento de sus tanques en contacto con el ambiente exterior.
Nota: Por ejemplo, usando el mismo aislante con un espesor de 27mm se tendrían
condensaciones en el mes de enero, aumentando aún más este grosor se producirían
condensaciones en otras épocas del año (según la normativa).
Producto Nº2, poliestireno extruido.
IMAGEN 99: CERRAMIENTO CON CONDENSACIONES, ESPESOR DEL AISLANTE=27 mm
IMAGEN 100: TANQUES DEL AQUARIUM
FINISTERRAE DELIMITANDO UNA DE SUS
PAREDES CON UN ESPACIO EXTERIOR.
ESTAS PAREDES LLEVARAN PROVISTAS
UNA CAPA DE CONTROL HIGROTÉRMICO
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En cualquier caso y como factor más limitante se ha de considerar el carácter inerte o no,
de la solución adoptada con respecto al sistema vivo que se ubica en el interior del tanque.
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De ninguna forma los productos empleados en la construcción podrán modificar los
valores de aporte del agua empleada, ni incorporar sustancias nocivas o no, a la misma.
5.7 RESOLUCIÓN DE PUNTOS SINGULARES
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En la elaboración de este estudio se ha puesto especial empeño por intentar clarificar
todos los aspectos que pudieran resultar opacos o poco precisos a los ojos del lector con
respecto a los temas que nos abarcan.
Desde la autoría de este trabajo se entiende que posiblemente algunas incertidumbres no
queden del todo explicadas o de no ser este el caso, puede que no fuesen tratadas con la
exactitud precisa para una buena interpretación de lo que se quisiese explicar.
No obstante es imposible que con un formato limitado como este se puedan exponer todas
las tipologías y todas las variantes que se puedan dar (en este específico segmento de la
construcción), estudiando toda la problemática que se pueda generar o dar soluciones al
ejecutor de un proyecto de estas características.
A través de todo el recorrido al que se ha llegado a este punto, se ha divisado desde
diferentes puntos de vista (desde las tipologías, estructuras y los ámbitos constructivos)
multitud de consideraciones vitales para la correcta comprensión de lo que se ha querido
transmitir, y no hace falta mencionar que aunque se le quiera dar un mayor peso a la
resolución de incógnitas estructurales en este estudio, a la hora de la realización de un
proyecto es tan importante la etapa de diseño (la descrita en este trabajo) como la de
ejecución (la realizada por la empresa constructora o ejecutor físico)
Sea como fuere, este apartado se crea como cajón desastre para detalles constructivos que
no tienen cabida en todos los demás anteriores y en los que se da a entender la intención
de que este estudio establezca una base real, para cualquiera que desee profundizar en
esta temática y que quiera adoptar este compendio ilustrativo entre todos sus
conocimientos.
Los detalles no recogidos aquí se intentarán exponer en el capítulo de diseño localizado
hacia el ocaso de este trabajo.
El único detalle que se cree oportuno profundizar en él es el de la colocación y anclaje de
refuerzos; existen otros detalles sólo explicados esquemáticamente, como el del refuerzo
de los bordes dónde se ubica el hueco en los tanques de hormigón, pero este se verá más
profundamente en el capítulo de diseño.
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- 5.7.1 ANCLAJE DE REFUERZO PARA FRENTES PLÁSTICOS DE
GRANDES DIMENSIONES
(SIN ESCALA)
IMAGEN 101: SECCIÓN HORIZONTAL DEL REFUERZO EXPUESTO AL FRENTE A TRAVÉS DE UNA BANDA DE
NEOPRENO
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IMAGEN 102: SECCIÓN VERTICAL, REFUERZO
Este detalle explica una forma de anclar este tipo de refuerzos. Aunque la unión o basa es
rígida a efectos de cálculo esta coacción puede considerarse un empotramiento.
Observaciones: Debido al ajuste de página de la ilustración la pendiente de la escuadra o
cartela se ve distorsionada, considérese un ángulo de caída de 45º aproximadamente.
Estos refuerzos pueden ser de otros materiales y no necesariamente de acero, en el caso
de ser metálicos se recomienda el uso de cubriciones protectoras de la corrosión y que
promuevan o aumenten la estabilidad estructural ante riesgo de incendio.
Normalmente estos refuerzos necesitan de una estética determinada, existen otras
soluciones menos agresivas e impactantes; de todas formas se pueden disponer de
elementos ornamentales para ocultar estos detalles
