Tratamiento de fisuras en el concreto con nueva tecnología de fibra de carbono y kevlar

Podemos resumir las principales causas según el estado del concreto y los factores externos:

Causas en Estado Plástico (Concreto Fresco)

Estas fisuras ocurren en las primeras horas tras el vaciado, antes de que el concreto haya alcanzado su resistencia final, ya sea por Contracción Plástica (que ocurre cuando el agua de la superficie se evapora más rápido de lo que el agua de exudación tarda en subir) que genera grietas superficiales, cortas y aleatorias o por Asentamiento Plástico (cuando el concreto fresco tiende a compactarse hacia abajo por gravedad o si encuentra un obstáculo -como las barras de acero de refuerzo-, el concreto se "asienta" a los lados del acero, rompiendo la continuidad en la superficie justo sobre la varilla).

Causas en Estado Endurecido (A Mediano y Largo Plazo)

Aparecen una vez que el concreto ya ha fraguado y ha comenzado su proceso de consolidación y ganar resistencia. Entre las causas más comunes tenemos:

- La Contracción por Secado (o Retracción Hidráulica): A medida que el concreto fragua, pierde el agua libre que no participó en la reacción química del cemento. Esta pérdida de volumen genera tensiones de tracción. Si el elemento está restringido (por vigas, cimentaciones o muros adyacentes). Si no se tuvo la precaución de colocar juntas de control adecuadas, el concreto se fisura.

- Gradientes Térmicos (Calor de Hidratación): Como se sabe, la reacción química del cemento genera calor. En elementos masivos (como muros de contención gruesos o losas de gran espesor), el centro se calienta y se expande, mientras que la superficie exterior se enfría y se contrae. Esta diferencia de temperatura genera esfuerzos internos que provocan fisuras superficiales o pasantes.

- Otros Factores Mecánicos y de Diseño, como la sobrecarga, la deflexión excesiva, los asentamientos diferenciales de la cimentación, la concentración de esfuerzos en esquinas, donde sin un refuerzo diagonal de acero ("bastones" o "refuerzo de esquina"), el concreto fallará invariablemente en esos puntos, entre otros.

- Factores Químicos y Ambientales (y que afectan la durabilidad), como la corrosión del acero de refuerzo o las reacciones Álcali-Agregado (ASR), entre otros.

Para enfrentar este tipo de patologías en el concreto, se debe buscar un tratamiento de fisuras que no consista únicamente en "rellenar la fisura o grieta":  el éxito de la reparación depende de si la fisura está activa (sigue moviéndose debido a cargas o cambios térmicos) o pasiva (estable, ya terminó su proceso de contracción o asentamiento).

Lo importante antes de establecer la mejor terapia de reparación es identificar y corregir la causa raíz (por ejemplo, eliminar la corrosión que puede estar generando micro-fisuración, mejorar el drenaje si hay asentamiento, o retirar la sobrecarga). Una vez resuelto esto, se puede especificar los siguientes tratamientos principales:

Inyección de Resinas (Fisuras Pasivas / Estructurales)

Es el método estándar para devolverle la integridad monolítica y la resistencia estructural al elemento. Se usa principalmente en fisuras secas o con humedad controlada.

Inyección de resina epóxica: Se colocan puertos de inyección a lo largo de la fisura, se sella la superficie con un adhesivo epóxico y se introduce la resina a presión (baja o alta). Al tener una viscosidad muy baja, penetra en fisuras microscópicas y, al endurecer, tiene una resistencia a la tracción mayor que la del propio concreto. Es ideal para muros de contención, columnas y losas estructurales.

Inyección de poliuretano: A diferencia de la epóxica, las resinas de poliuretano reaccionan con el agua expandiéndose rápidamente para formar un gel flexible o espuma. Se utiliza exclusivamente para detener filtraciones activas de agua en sótanos, muros enterrados o cisternas.

Sellado Flexible (Fisuras Activas / No Estructurales)

Si la fisura se mueve por cambios de temperatura (dilatación y contracción), sellarla rígidamente hará que vuelva a romperse a un lado. En este caso, la fisura se trata como una "junta de dilatación provocada".

Para ello, usualmente hay que escarificar y sellar con un ranurado previo: Consiste en abrir la fisura horizontal o verticalmente con una amoladora en forma de "V" o "U" (típicamente de 6x6 mm a 12x12 mm). Se limpia a fondo, se coloca un fondo de junta (cordón de respaldo de polietileno) para evitar que el sello se adhiera a la base, y se rellena con un sellador elástico de alto rendimiento, como poliuretano elastomérico o silicona estructural. Es el método por excelencia para losas de pisos, pavimentos y fachadas.

Impregnación y Sellado Superficial (Fisuras Tipo "Mapa" o Capilares)

Cuando las fisuras son muy finas (menores a 0.3 mm) y están muy extendidas (como las de contracción plástica en losas), la inyección individual es inviable y hay que contemplar un sellado global de la superficie con:

Recubrimientos de Alta Flexibilidad: Se aplican membranas elásticas (cementicias modificadas con polímeros o acrílicas) sobre toda la superficie para "puentear" las microfisuras y evitar que penetre el agua o el CO₂.

Inhibidores de Corrosión y Selladores Penetrantes: Silanos o siloxanos que penetran en el concreto, repelen el agua químicamente y sellan los poros capilares sin cambiar la apariencia del elemento.

Costura de Fisuras (Refuerzo Mecánico)

Se utiliza en muros o losas estructurales cuando la fisura ha debilitado mecánicamente la sección y se requiere transferir cargas de tracción a través de la grieta. Para ello hay que  realizar ranuras transversales a la dirección de la fisura y luego se insertan "grapas" de platinas FRP o de barras de acero corrugado de diámetro pequeño (en forma de U o rectas).

Las ranuras y la propia fisura se rellenan y anclan con un mortero epóxico de alta resistencia junto con la grapa seleccionada. Esto "cose" mecánicamente ambos lados de la estructura.

Precisamente en este último tratamiento, Top Consult Ingeniería ha traído al Perú la tecnología americana Crack-Stitch®, una grapa elaborado con fibra de carbono y fibras de Kevlar. Este producto ha sido desarrollado por Fortress Stabilization Systems, empresa líder en la fabricación de los mejores materiales para la reparación de grietas en el concreto, por más de 20 años.  Se puede consultar su colocación y más ventajas en la web del fabricante (https://crackstitch.com)

Entre los beneficios de los productos Crack-Stitch para la reparación de grietas se incluyen:

• Fibra de carbono de ultra alta resistencia que nunca se romperá bajo tensión.
• La fibra de carbono no corrosiva no se oxidará al exponerse al agua.
• Instalación rápida que requiere un solo corte con sierra y una sencilla aplicación de epoxi.
• Garantía de por vida cuando la instalación la realiza un profesional en reparación de grietas.

Una de sus principales ventajas es la facilidad de instalación: solo se requiere una amoladora angular con disco para concreto de 6 mm a 10 mm, un aplicador de epoxi y una espátula. En promedio, cada Crack-Stitch se instala en 3 a 5 minutos, incluyendo el corte, la limpieza, el relleno y la colocación.

Top Consult Ingeniería (www.topconsult.com.pe) ha incorporado este innovador y reconocido sistema americano a sus alternativas de reparación eficiente para sus clientes.