El problema de la corrosión de las armaduras, especialmente en estructuras ubicadas en ambiente marino, viene siendo estudiado desde hace décadas, dadas las implicaciones que comporta. Este trabajo, pretende aportar información a este respecto desde tres puntos de vista. En primer lugar, mediante un estudio del comportamiento frente a la corrosión de un cemento comercial con adiciones. Por otro lado, a partir del estudio de la viabilidad del empleo de una técnica no destructiva, diferente a las tradicionales, para la detección temprana de fisuras originadas por la corrosión de armaduras. Por último, se ha llevado a cabo una campaña de toma de datos de una estructura portuaria que permite realizar un análisis, a 13, 20 y 30 años, de la evolución del hormigón empleado para su construcción. Los datos recopilados de estas tres campañas se han empleado para realizar una estimación de la vida en servicio de dicha estructura a partir de un modelo probabilístico de cálculo de vida útil. La Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08) pone de manifiesto la necesidad de contribuir a la sostenibilidad. Una manera de hacerlo, desde el punto de vista de la construcción, es mediante el empleo de cementos con adiciones. La producción de una tonelada de cemento genera de entre 600 y 700 kilos de CO2. Los cementos con adiciones, poseen menos cantidad de clínker, contribuyendo así a reducir las emisiones de dióxido de carbono. En este trabajo, los cementos empleados contienen adición de cenizas volantes, las cuales son un residuo pulverulento de las centrales de combustión de carbón. En este sentido, se ha estudiado la viabilidad del empleo de un cemento con alto porcentaje de sustitución de clínker por ceniza volante en una zona ubicada en ambiente marino. El problema particular de las estructuras de hormigón armado expuestas al ambiente marino es la corrosión de las armaduras producida por la llegada de los cloruros provenientes del agua de mar hasta las barras de acero. Las características que los cementos con cenizas volantes confieren al hormigón ha venido estudiándose durante años, sin embargo, algunos aspectos relacionados con su exposición marina están menos explorados. El parámetro por excelencia, empleado para el estudio del transporte de dichos iones, es el coeficiente de difusión. El uso de este coeficiente al hablar del transporte en ambiente marino implica suponer que la difusión es el mecanismo predominante de entre todos los que se pueden dar. La mayor parte de los trabajos dedicados a la realización de ensayos para la obtención del coeficiente de difusión, parten de un curado mínimo de 28 días para el material estudiado. Sin embargo, es muy común que las estructuras ubicadas en ambiente marino se hormigonen in situ, entrando en contacto con el agente agresivo desde el inicio, sin poder disponer de un curado previo. Además, la mayoría de estudios emplean dicha adición pero sin superar el 30% de sustitución del clínker por ceniza volante. En este estudio, se han empleado dos cementos comerciales con dos grados de sustitución de clínker por cenizas volantes, CEM II (25%) y VEM IV(45%). Se ha estudiado su comportamiento en difusión desde edades tempranas a partir de ensayos de migración forzada, así como los posibles cambios microestructurales que tienen lugar desde el fraguado hasta los 75 días de edad. En vista del buen comportamiento en difusión del cemento tipo IV a partir de los 75 días, y del refinamiento de la microestructura que supone el uso de esta adición, se han complementado estos resultados con un estudio del transporte de cloruros del cemento con mayor contenido en ceniza volante (CEM IV) frente a uno portland ordinario (CEM I) pero tras un curado de 90 días. En este caso, el transporte por difusión se dio en combinación con el transporte por capilaridad. Los resultados muestran que, respetando este tiempo de curado, la difusividad del cemento tipo IV es menor que la del cemento tipo I, sin embargo el avance de cloruros por capilaridad es más rápido en el cemento tipo IV. Por último, se ha realizado un estudio comparativo del comportamiento en corrosión de dos hormigones, uno elaborado con cemento tipo IV y otro con cemento tipo I y poniendo el material en contacto con el agresivo a muy temprana edad (7 días de curado). Se ha observado que el cemento con adiciones presenta valores de intensidad de corrosión iguales o ligeramente menores que el portland ordinario incluso a edades iniciales. En todos los casos, la contaminación por cloruros se hizo sumergiendo las probetas parcialmente en una disolución de NaCl al 3% simulando el contacto con agua de mar. Los resultados revelan la viabilidad del empleo de un cemento con alto contenido de ceniza volantes para estructuras en ambiente marino, desde edades tempranas. Dada la importancia de la corrosión de las armaduras que presentan las estructuras ubicadas en ambiente marino, se ha planteado la posibilidad del empleo de ultrasonidos como técnica no destructiva capaz de detectar la microfisuración inical debida a la corrosión de las armaduras. Para poder detectar fisuras de dimensiones tan pequeñas, en lugar de llevar a cabo un análisis de la Velocidad del Pulso Ultrasónico, se ha realizado un estudio de la evolución de los fenómenos de segundo orden frente a la corrosión. La relación entre los subarmónicos parece ser un buen indicativo de la aparición de fisuras por corrosión. Por último, se ha llevado a cabo una campaña de toma de muestras en el muelle 17 del Puerto de Alicante (año 2014), complementando así las dos campañas previas realizadas en los años 1997 y 2004. Los resultados indican que existe una relación entre la cantidad de cloruros que han penetrado en el hormigón y la orientación de las distintas partes de la estructura. En concreto, existe una relación entre la cantidad de cloruros y los vientos predominantes, así como el oleaje más significativo de la zona. El coeficiente e difusión por el contrario, no parece presentar una relación clara con la orientación. El valor de vida útil estimado a partir del modelo probabilístico empleado en este trabajo está comprendido entre 5 y 13 años.

No cabe duda en la actualidad, la importancia de los problemas que afectan el medioambiente, partiendo de la base de que “no existe un medio ambiente natural independiente del hombre: la naturaleza sufre siempre su acción transformadora y a su vez lo afecta y determina en un proceso dialéctico de acciones e interacciones” . Esta relación reciproca entre hombre-naturaleza se explica en parte, en base a la concepción de que no existe una división entre sociedad y naturaleza, sino que estos deben ser comprendidos como partes de un todo, un sistema integral, en vista de que es el medio que rodea al hombre, el medio ambiente determinado para caso, el lugar donde este hombre necesariamente desarrolla su vida. Es por ello que al enfrentar aquellas problemáticas medio ambientales, es menester la utilización de sistemas que comprendan como elemento básico no sólo la existencia de esta reciprocidad, sino que tomen en cuenta también el desarrollo histórico de la ciencia y la evolución de las distintas teorías económicas, sociales, filosóficas y científicas que han buscado la solución de los distintos dilemas, una mirada holística del tema. La interacción entre hombre-naturaleza, más bien, sociedad-naturaleza, se determina también en gran parte por un tercer elemento, la tecnología y su relación con la explotación de recursos naturales.

La principal motivación para el desarrollo del presente documento es plantear la urgente necesidad de aumentar la red investigativa en el área científica marina en Chile. Tenemos un potencial enorme que aún no hemos aprovechado, y tenemos un recurso marino que está en peligro de extinción. La contaminación del mar y la poca preocupación que tenemos por él, nos está haciendo perder lenta y paulatinamente con la fuente de riquezas natural y que debió haber sido inagotable, pero en este momento es limitada. La sobreexplotación de los recursos marinos está generando la extinción de especies y su desaparición eterna de la faz de la tierra. Lo que puede parecer pan para hoy, será hambre para mañana. Es por esto que necesitamos crear una real conciencia en la gente, y programar a futuro la explotación medida de los recursos que nuestro mar nos da para subsistir.

Esta tesis es una contribución al conocimiento y la investigación sobre la durabilidad de hormigones con árido reciclado en un ambiente marino como aporte científico y soporte para la elaboración de recomendaciones sobre el uso de este material. La industria de la construcción extrae recursos naturales y deposita residuos de construcción y demolición de grandes cantidades, lo cual tiene implicaciones ambientales y económicas que no se consideran sostenibles. Por ello los gobiernos intentan promover políticas y recomendaciones destinadas a reducir el uso de los recursos primarios y al aumento de la reutilización y el reciclaje. El interés en el uso de áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD) está en continuo crecimiento debido a su potencial frente a diversos usos, entre ellos su utilización como árido en la fabricación de nuevos hormigones, siendo ambientalmente responsable, tecnológicamente válido y económicamente viable. La utilización de árido reciclado de RCD en la producción de hormigón estructural puede afectar su comportamiento frente a propiedades mecánicas y de durabilidad debido a las características particulares del árido como su alta absorción. En el desarrollo de este trabajo se evaluó el comportamiento mecánico y la durabilidad frente a un ambiente marino, para un hormigón estructural con distintos porcentajes de sustitución de árido reciclado grueso (0%, 20%, 50% y 100%) y dos relaciones agua efectiva cemento 0,45 y 0,50 mantenidas a lo largo de la investigación, analizando los mecanismos de transporte que permiten el ingreso y movimiento de los cloruros en el hormigón hasta la armadura, que puede generar la corrosión de armaduras, catalogada como la causa de daño que más afecta a las estructuras de hormigón. Para el desarrollo de esta tesis fueron empleados áridos reciclados producidos en plantas de gestión de residuos españolas. En una primera etapa que corresponde a los estudios previos, fueron determinadas las c / Ulloa Mayorga, VA. (2012). Durabilidad de hormigones armados, con árido reciclado: Una evaluación de la corrosión en un ambiente marino [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16700