Sustancia o producto que ataca o destruye ciertas materias: agresivos químicos.
Características químicas de los suelos y las aguas en el terreno. Agresividad. Publicado el 17 abril, 2013 por ran!ie "ema "ema #$ %escriptor %escriptores es geot&cnicos$ geot&cnicos$ características características químicas
#.1.
'ntroducci(n
Como ya )a sido comentado en capítulos anteriores, un suelo es un agregado de partículas procedentes de la alteraci(n de las rocas que conorman la *ona e+terna de la corte*a terrestre, y en su caso, de su transporte y sedimentaci(n ms all de la *ona en la que dic)as rocas se )aya degradado.
A la escala temporal que concierne a las obras de ingeniería y arquitectura, las rocas presentan en t&rminos generales una estabilidad química notable, y salvo algunas e+cepciones, puede a-rmarse que sus compuestos minerales diícilmente interaccionan con los materiales que orman dic)as obras, por lo que es adecuado estimar de igual orma que se trata de un elemento inerte.
n el caso de los suelos puede no ocurrir otro tanto. Algunas de las ases minerales que orman parte de los suelos no mani-estan reactividad química /el silicio, el carbonato clcico o magn&sico, las tra*as de elementos metlicos, sin embargo otras son susceptibles de reaccionar tanto con los agentes e+ternos /agua, aire como con los materiales que orman parte de la construcci(n en contacto con el terreno /cemento, polímeros o materiales cermicos por eemplo.
os compuestos que muestran un mayor riesgo de interacci(n química son las sales. ecordemos que una sal es un compuesto químico ormado bsicamente por un cati(n y un ani(n, producto de la reacci(n entre una base y un cido. %e entre las sales, las que pueden mostrar un grado de reactividad ms alto son aquellas que presentan un producto de solubilidad alto /las ms solubles, dado que al disociarse con mayor acilidad los iones constituyentes de la misma en medio acuoso, liberan cationes y aniones, que pueden interaccionar con los materiales de l a obra.
4in pretender que el presente te+to aborde e+)austivamente todos los aspectos de la alterabilidad de materiales provocados por ataque químico en relaci(n con el terreno, se comentan en los siguientes capítulos aquellos procesos que, de orma especí-ca, se contemplan en las normativas vigentes, y especialmente en la normativa relativa al )ormig(n estructural.
#.2.
4ulatos en suelos y aguas
os compuestos químicos presentes en los suelos que pueden causar un da5o ms signi-cativo al )ormig(n son los sulatos, bien de 4odio, Potasio, 6agnesio o Calcio /en suelos contaminados por labores agrícolas debe considerarse tambi&n la presencia de sulato am(nico, mientras que en las aguas los ms )abituales son los 4ulatos s(dicos o magn&sicos.
l ataque por sulatos )acia el cemento que orma parte del )ormig(n provoca la p&rdida de su resistencia mecnica, a causa de la reacci(n entre estas sales y el aluminato triclcico )idratado del cemento. sta reacci(n da lugar a ttringita, causando una modi-caci(n molecular que implica un gran aumento de volumen. ste aumento de volumen en el cemento comporta una -suraci(n del mismo, avoreciendo ulteriores entradas de sales disueltas en el agua que multiplican el proceso, que -nalmente y en el caso e+tremo concluye con la desagregaci(n total del )ormig(n.
4i bien la gravedad del ataque por sulatos )acia el )ormig(n depende tambi&n de otros actores /p, temperatura, presencia de otras sales en el medio la actual normativa sobre el )ormig(n estructural / dierencia tres ambientes en unci(n de la agresividad y con respecto a la presencia de sulatos, bien en suelos o en agua$
Acide* en suelos y aguas
l grado de alcalinidad 8 acide* del terreno es tambi&n un parmetro a tener en consideraci(n en la de-nici(n del tipo de e+posici(n que el proyecto debe considerar para los elementos estructurales de )ormig(n en contacto con el suelo.
%ebe reconocerse, no obstante, que solamente los suelos con un contenido en materia orgnica coloidal muy alto, el grado de acide* es tal que pueden considerarse susceptibles de generar un ataque al )ormig(n, y que en cualquier caso se trata de un ataque d&bil.
a valoraci(n del grado de acide* del terreno no se reali*a en unci(n del p, si no de la acide* 9aumann : ;ully, ensayo introducido en las instrucciones europeas del )ormig(n estructural a partir de las normas alemanas.
Para el caso de las aguas, en cambio, sí se considera el p como el indicador de acide* de reerencia. 4i bien la presencia de aguas de origen natural con valores de acide* ineriores a < resulta e+tra5a, no es e+tra5o que en entornos industriales y en presencia de ocos de contaminaci(n química las aguas del terreno puedan presentar valores an(malos del p.
as aguas con un p cido tienen mayor poder de disoluci(n del )idr(+ido clcico del cemento, causando una p&rdida de masa del )ormig(n y una disminuci(n de su resistencia.
#.=.
>tros iones agresivos en aguas
"al como recoge la tabla e+traída del %9 4?C incluida en el capítulo anterior, la normativa contempla otros compuestos químicos presentes en las aguas del terreno, adems de los sulatos, como susceptibles de generar un ambiente agresivo )acia el )ormig(n.
l i(n 6agnesio act@a en las reacciones de intercambio, reempla*ando al Calcio y provocando variaciones de volumen en el cemento. %e otro lado, el sulato magn&sico se considera como el ms agresivo )acia el cemento.
a valoraci(n del cido carb(nico en el agua se reali*a mediante la determinaci(n de la proporci(n de di(+ido de Carbono /C>2. l cido carb(nico reacciona con el )idr(+ido clcico y magn&sico del )ormig(n, ormado carbonato, que presenta un grado de solubilidad su-ciente para ser eliminado por li+iviaci(n en presencia de agua. l proceso en conunto incrementa la porosidad del )ormig(n, su susceptibilidad a otros ataques químicos, y una p&rdida de su capacidad resistente.
l i(n amonio es indicativo de la presencia de contaminantes originados por actividades agrícolas /abonos. Por un lado, el sulato de amonio es uertemente agresivo )acia el cemento /al igual que el sulato de 6agnesio, y por otro, la presencia del i(n amonio puede ser indicativa de la e+istencia de cloruro am(nico o de nitrato am(nico, cuyos cidos /clor)ídrico y nítrico respectivamente mani-estan un uerte eecto de corrosi(n sobre el )ormig(n por degradaci(n química del cemento.
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Ataque por aguas puras
Para aguas con un residuo seco inerior a 1<0 mg8l la norma considera que el ambiente es potencialmente agresivo )acia el )ormig(n. as aguas puras o blandas /procedentes de des)ielo o de desalini*adoras, por eemplo cuentan con una capacidad de solubili*ar el )idr(+ido clcico del cemento, aumentando la porosidad y la permeabilidad del )ormig(n, y disminuyendo sus prestaciones mecnicas.
n el siguiente lin! pueden consultarse los procedimientos de ensayo normali*ados para la reali*aci(n de los ensayos de laboratorio que permiten determinar los parmetros que cali-can la agresividad de las aguas y los suelos.
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'ncidencia de la toma de muestras sobre el resultado de los anlisis
Cabe rese5ar en este punto que no es inrecuente observar una variaci(n substancial de los parmetros químicos del agua del terreno, entre los determinados en una muestra de agua tomada de un sondeo geot&cnico reci&n perorado, y el resultado que se obtenga de una muestra tomada días despu&s de la misma prospecci(n.
a principal ra*(n que causa este cambio es la presencia en el sondeo de agua inyectada durante la peroraci(n, cuya composici(n diícilmente coincidir con la del agua in situB. 4i bien la normativa que se establece en el %9 4?C, o en las normas de anlisis que cita la instrucci(n , no orece una especi-caci(n concreta sobre las precauciones que deben tomarse durante o despu&s de la reali*aci(n de un sondeo para la toma de aguas a
anali*ar, es aconseable seguir ciertos procedimientos de buena pra+is, como son$
? Proceder a la toma de muestras de agua tan pronto se locali*an indicios de aguas reticas, si no se )a inyectado agua a la peroraci(n anteriormente.
? 'nstalar un pie*(metro de control en los sondeos de los que vayan a tomarse muestras de agua, proceder a su vaciado /una o dos veces una ve* -nali*adas las peroraciones, y dear transcurrir tiempo su-ciente como para asegurar la renovaci(n del agua.
? %e contar con puntos de muestreo independientes a los sondeos geot&cnicos /po*os, uentes, es muy aconseable la toma de muestras en los mismos.
? n caso de veri-carse valores an(malos de los parmetros químicos de las aguas, y antes de tomar una decisi(n concluyente que aecte al dise5o de elementos estructurales, consid&rese siempre la conveniencia de veri-car el procedimiento de toma de muestras, y en su caso, de reali*ar un contraste de los ensayos reali*ados.
Agresividad uímica
4alinidad$asalinidad es el contenido de sal disuelta enuncuerpo de agua. %ic)o de otra manera, es vlida lae+presi(n
salinidad para reerirse al contenido salino ensuelosoen agua. l sabor salado delaguase debe a que contiene cloruro de sodio . l porcentae medio que e+iste en los oc&anos es de10,D E /3< gramos por cada litro de agua. Adems esta salinidadvaría seg@n la intensidad de la evaporaci(n o que el aporte de aguadulce de los ríos aumenten en relaci(n a la cantidad de agua. aacci(n y eecto de variar la salinidad se denomina saladura . %e-niciones l proceso de evaporaci(n es ms intenso en las*onas tropicales, y menor en las *onas polares. as aguassuper-ciales son ms saladas porque la evaporaci(n )ace quela concentraci(n de sal aumente. l contenido salino de muc)oslagos, ríos, o arroyos es tan peque5o, que a esas aguas se lasdenominaagua dulce
. l contenido de sal en agua potable es,por de-nici(n, menor a 0,0
lagos
omares
son ms salinos. l6ar 6uerto, poreemplo, tiene un contenido super-cial de alrededor del 1
