Evaluación del efecto de la autoreparación biológica en la corrosión de estructuras de hormigón armado.

Abstract

Chile es un país que utiliza mayoritariamente el hormigón armado como material de construcción de sus obras civiles, por ejemplo, puentes, carreteras, edificios, represas, entre otras. Aun cuando el hormigón presenta propiedades y ventajas únicas para ser usado de manera masiva en este tipo de infraestructura, genera un gran impacto económico y ambiental en la sociedad, el cual depende fuertemente de la resiliencia en servicio del hormigón. La durabilidad de las estructuras de hormigón es función de las solicitaciones mecánicas y de las condiciones ambientales, las cuales impactan directamente en el costo de mantención, reparación y reemplazo de la infraestructura. El reemplazo relativamente anticipado de obras civiles dañadas, provoca un impacto medioambiental negativo en la comunidad debido a la producción excesiva de hormigón y acero. Es en este marco en el que se identifica a la corrosión como la principal patología que afecta gradualmente a las propiedades del hormigón armado y, por otro lado, al fenómeno de la autoreparación como una alternativa tecnológica para mitigar sus efectos. La autoreparación es un fenómeno de reparación de daños en el hormigón (principalmente de fisuras) generado de manera inteligente por los mismos componentes que conforman la matriz del material. A pesar de que el hormigón es el material de construcción más ampliamente usado en el país, esto no se ha visto reflejado en el desarrollo de tecnologías para su protección adecuada. Esto se debe, en parte, por disponer de escasos resultados empíricos y modelos experimentales que puedan predecir el efecto de alternativas sustentables de protección donde se evidencien mejoras en su resiliencia. El objetivo de esta tesis es modelar el efecto de la autoreparación biológica (impulsada por bacterias) en la magnitud de la corrosión en el hormigón armado. Para esto se realizó una simulación numérica de la corrosión y del proceso biológico de reparación en grietas superficiales de la matriz de hormigón, para evaluar el cambio en la magnitud de la corrosión generado por la inclusión del fenómeno de la autoreparación. De esta manera, se pudo concluir que las bacterias inciden en la reparación del material debido a la producción de calcita lo que sella las grietas y causa una disminución en la velocidad de difusión de oxígeno hacia la capa de acero y, por otro lado, debido al consumo biológico de este elemento necesario para el metabolismo celular. Con esto se ralentiza el proceso de corrosión y aumenta la resiliencia del hormigón en comparación con el material tradicional.