Agentes Químicos que Atacan los Cimientos.

Los componentes básicos del cemento artificial portland, son la cal, la sílice y la arcilla. Candat ha completado esta cifra con el óxido de hierro, magnesio y anhídrico sulfúrico. El cemento Portland se vuelve más impermeable si fragua bajo agua. De aquí que se recomienda llenar los depósitos de agua construidos en hormigón a los pocos días de terminada la construcción de los mismos. Esta impermeabilidad no es debida a la ausencia de poros, como puede suponerse, sino al agua que al filtrarse por los poros finísimos del hormigón, va depositando poco a poco pequeñas cantidades de sales cálcicas insolubles, que terminan por llenarlas casi por completo. Este fenómeno, naturalmente más acentuado con aguas muy calizas, tiene efecto, aun con las aguas tan puras de Madrid, normalmente en un período de quince a veinte días.

Por lo tanto y dada la característica principal del cemento, eligiremos a éste como aglutinante único en toda clase de cimentaciones expuestas a humedades, .ya que por sí mismo opondrá resistencia a las fuerzas capilares.

Pero como en toda composición química, el cemento en contacto con otras sustancias puede producir reacciones tan violentas que, alterando totalmente sus propiedades lleguen incluso a anularle por completo. El suelo está lleno de sustancias que antes de edificar convendría analizar y ensayar. Afortunadamente, son poco frecuentes los casos que se dan de que un agente químico haya atacado a una cimentación; pero como son perfectamente reconocibles, convendrá tenerlas presentes cuando iniciemos la primera fase de una construcción.

A estos elementos, digamos precisos, los señaló Mazzocchi como <<Los enemigos de portland>> y aunque dejaremos a un lado los detalles técnicos, más propios de un tratado especializado pasaremos a enumerarlos, ordenándolos como disolventes, disgregantes, destructores, nocivos o simplemente como diminuidores de la resistencia mecánica de hormigones y morteros.

Las aguas dulces.
El agua químicamente pura.
Las aguas potables ordinarias que contengan bicarbonatos.
Las aguas selenitosas.
Las aguas marinas.
Las lejías de sosa.
Las aguas amoniacales.
Las aguas pantanosas.
Las salmueras.

Las soluciones azucaradas.
Los ácidos en general.
Las sales ácidas.
El humus.
Las materias grasas.
Los aceites minerales.
Los aceites vegetales.
Los aceites animales.
El cloruro de calcio.
Las sales de magnesia.
El hidrógeno sulfurado.
El gas del alumbrado.
Las aguas sulfuradas gaseosas.
Las aguas ricas en ácido carbónico.
Y en general los líquidos a alta temperatura.

Es muy posible que, ante tales agentes nocivos para el cemento, el entusiasmo de muchos decaiga un poco o les haga tomar exageradas precauciones que sólo encarecerían el costo ya elevado de una cimentación. Si bien es cierto que no nos cansaremos de repetir que en España se descuida bastante el acto de reconocer el terreno antes de echar en las zanjas la primera tongada de hormigón, también es cierto que esto no sucede con frecuencia, pues en más de veinte años de práctica constructiva sólo conocemos un caso en el que por la acción de las aguas selenitosas toda la cimentación se descompuso, de tal forma que fue necesaria su inmediata sustitución. Caso que creemos merece la pena mencionarlo. Fue como sigue:

Ya habíamos <<cubierto aguas>> y realizado el enfoscado de las fachadas de un importante edificio cuando a los cinco o seis días de haber sufrido una lluvia torrenoial comenzaron a surgir grietas por todas las paredes y manchas de humedad que ascendían por capilaridad, lo que dada la sólida y cuidada estructura de la edificación, aquello era francamente imposible que así sucediera.

Anteriormente a esto, observamos que a unos 30 centímetros de la rasante del terreno, se había dado con una roca de aspecto grisáceo, de la cual teníamos la sospecha de que fuera un yacimiento de yeso (sulfato de cal). Consultado con el director de la obra sobre la piedra en cuestión, éste aseguró que, no obstante hallarse presente el sulfato de cal, ello no constituía peligro alguno, debido a su mínimo tanto por ciento y que se podría continuar la obra tranquilamente, cosa que así se hizo hasta que surgieron las grietas aludidai
Realizadas unas cuantas calas, el hormigón de la cimentación no podía presentar aspecto más desastroso. El hormigón se desmoronaba al tacto y su aspecto era el de la miga de pan mal tocido, después de haberle sobado con exceso. Cemento y arena habían desaparecido y en su lugar había una masa de igual valor a la piedra donde se apoyaba la cimentación, cuya desagradable olor recordaba e! yeso negro.

¿Orígenes?, muy sencillo. El agua de lluvia, al entrar en contacto con el terreno, francamente yesoso, dio lugar a la formación de aguas selenitosas, las cuales tienen una acción disgragante notable sobre los cementos portland; penetrando en la masa de cemento, determinan la formación del sulfato cálcico, que se une a la alúmina para dar lugar, con aumento de volumen, a un compuesto cristalino.

¿Reniedios? Cimentar con cemento portland. tipo V de U.S.A. metalúrgico de alto horno, aluminoso y puzolánico, o sobresulfatado. Pero como estos cementos o son muy costosos o de difícil adquisición, se ideó una protección acompañada de drenaje <<idren>> en el argot constructivo) que, encauzando las aguas pluviales, las alejara de la cimentación. Todo lo cual (fig. 177) consistió en:

1.° Una solera de carbonilla y ladrillo en seco.
2.° Excavada la correspondiente zafia a un lado y otro de la cimentación, se chaparon con ladrillo macizo los costados tanto de la cimentación como del terreno.
3.° Esta especie de caja se enfoscó con tierra refractaria y cemento de dosificación 1: 3.
4.° Una vez seco el enfoscado, se le dio una mano de pintura asfáltica a la que siguió otra de otro producto, también asfáltico, pero mucho más denso y el que, para poder hacerlo manejable, se diluyó un poco en gas-oil.
5.° Se rellenó con grava gruesa (morrillo) la caja anteriormente citada, cuidando de que las piedras tuvieran todas el mismo tamaño, al objeto de obtener la mayor proporción de huecos posible para que las aguas se deslizaran con el menor impedimento.
6.° En su parte superior se construyó una acera para evitar infiltraciones; y

7° A todo esto se le dio una estudiada pendiente de un 2 por 100 colocándose arquetas de salida en los sitios estratégicos, con lo que se dio por terminada la operación a satisfacción de todos.  

Figura 177

Y esto, amables lectores, que fue sólo una experiencia, nos sirvió de tan buena lección que, en lo que a nosotros respecta, jamás volvimos a tropezar con ningún otro caso, aunque si bien pusimos todos los medios a nuestro alcance para saber con qué clase de terrenos teníamos que vérnoslas cuando nos encargaban la dirección de una obra cualquiera.

Tratamiento Electro-Osmótico contra la Humedad en Construcciones.

En la lucha que contra la humedad se viene practicando en todo el mundo cabe destacar los ensayos realizados en Suiza y Holanda a tal respecto. El tratamiento electro-osmótico (patente Ernst) fue ideado en Suiza y tiene la enorme ventaja de que se puede instalar en un edificio completamente terminado y que los gastos de su funcionamiento son complemente nulos.

El invento está basado en la electricidad, pues según los ensayos suizos se ha comprobado que, en el subsuelo donde se apoyan los cimientos de un edificio cualquiera y los muros al nivel del suelo hay una diferencia de potencia eléctrica de 10 a 100 milivoltios, diferencia que depende de su constitución: humedad, elementos químicos, etc.

El sistema Ernst (fig. 176) consiste en que dentro del muro se introduce un alambre de cobre que actúa como conductor horizontal, el cual por medio de tomas de tierra de un metal distinto clavado en el suelo, crea una polaridad inversa a la anterior (polo positivo en el muro, polo negativo en el terreno) estableciéndose una dirección inversa de la humedad a las del efecto capilar. No es preciso, al menos hasta el momento, una fuente de energía eléctrica, por lo que no hay que considerar gasto alguno de funcionamiento.

Figura 176

La colocación de los alambres de cobre, de 4 a 5 mm de diámetro se hace en el muro en el que previamente se han hecho unas pequeñas rozas que penetran en el interior del mismo y a una distancia, entre sí de 50 cm.

Todo el edificio puede rodearse con una tupida red, unida a profundas y numerosas tomas de tierra.

En líneas generales, éste es el sistema electro-osmótico que actualmente es aplicado por un número determinado de casas especializadas.

IMPERMEABILIZACION: Barreras Anticapilares.

Si antes de empezar una obra no se tuviera la precaución de proteger de humedades el edificio, es muy posible que ésta absorbida por la cimentación comience su ascensión capilar por los muros, cosa que es fácil de evitar dada la técnica y los materiales que, a tales efectos, existen en el mercado.

Una solución sencilla sería construir los cimientos con piedras densas y duras que, al no ser porosas, no dejarán ascender la humedad; pero como no siempre se tiene a mano esta clase de piedra, en la práctica se sustituyen por la caliza, pero sin resultado alguna por la porosidad de la misma.

Otra solución más aconsejable es la de construir una verdugada formada por tres o cuatro hiladas de ladrillo recibidas con mortero impermeable (1 : 1) y que rodeen todo el perímetro del edificio, o bien hacer una verdugada de hormigón impermeable.

Pero la solución más racional para evitar las humedades capilares consiste en establecer verdaderas barreras anticapilares, en los muros, formadas por capas de asfalto fundido, chapas de plomo, o bien capas de mortero impermeables. Este último sistema sólo es recomendable cuando el terreno en que se apoyan los cimientos es muy firme y no existe el peligro de pequeños asientos que, aunque no pongan en peligro la estabilidad de la obra sí producirían fisuras en la capa de mortero impermeable, por donde se introduciría la humedad. En cambio las capas de asfalto fundido o plomo, gracias a su elasticidad o maleabilidad, no son afectadas por estos movimientos. En las figuras 172 y 173 presentamos dos formas sencillas de formar estas barreras, la primera mediante una capa de plomo, un poco más alta que el nivel del terreno y la segunda con dos capas de betún asfáltico, distanciadas una de otra un metro, para mayor seguridad al establecer una doble barrera.

                                                     Figura 172                          Figura 173

Figura 174

La elección de uno y otro sistema dependerá de la importancia que pueda llegar a adquirir la humedad procedente del terreno. Los materiales más utilizados para formar estas barreras son el plomo y, sobre todo, telas y fieltros bituminosos.

Otro sistema de protección contra la humedad, consiste en confeccionar los cimientos con hormigones y morteros hidrofugados, o sea, a los que se ha añadido, en el agua de amasado, aditivos impermeabilizantes. 

Figura 175

Las figuras 174 y 175 son dos ejemplos de impermeabilización de cimientos.

En la figura 174 el orden de ejecución de trabajos sería (véanse números en figura).

1. Hormigón hidrófugo en cimientos.
2. Muros de hormigón en masa, impermeabilizados hasta treinta centímetros sobre rasante del terreno.
3. Pedraplén anticapilar.
4. Losa de hormigón hidrofugado.
5. Muros sobre rasantes, muros interiores, pilares, tabiques, etc., sin impermeabilizar.

Humedad de Obra.

Toda obra efectuada según el sistema tradicional de construcción no sería posible sin su vehículo acuoso; todos los morteros se amasan con agua; gravas y arenas necesitan lavados previos; toda obra cocida tiene que colocarse mojada; los hormigones necesitan riegos durante su fraguado, lo que nos da un elevado porcentaje de humedad en el momento que el albañil termina su tarea, habiéndose calculado que 1 metro cúbico de fábrica de ladrillo recién terminado contiene de 130 a 230 litros de agua.

Por esta razón el material que ha de integrar el relleno de zanjas, lo hemos de estudiar y elegir con cuidado.

Descontando de antemano el yeso y, si es posible, también la cal, por ser buenos conductores higrométricos, sólo nos queda el cemento (y en casos muy concretos de sequedad el ladrillo) y dentro de su gran variedad de clases, el cemento o supercemento artificial tipo Portland.

Humedad en los Terrenos.

La principal característica de una cimentación, aparte de su condición resistente, es la de que sea impermeable.

Todos los terrenos tienen agua, unos en más y otros en menos proporción según su capacidad absorbente. Por lo que juzgamos útil conocer el estado de permeabilidad que tiene el terreno donde pensamos erigir un edificio cualquiera. Para ello, tomaremos una muestra de tierra en su estado natural. La pesaremos en una balanza de precisión. Posteriormente la secaremos en un horno mufla a la temperatura de 105° y por diferencia de peso obtendremos la cantidad en los pesos de la muestra.

Recalce de Cimentación con Pali Radice.

El recalce de cimientos por <<pali radice>> de origen italiano se realiza a base de pilotes de hormigón que se sitúan debajo de las cimentaciones a realizar mediante perforaciones oblicuas.

El «pali radice» se ejecuta perforando (no hincando), mediante dispositivos especiales, las estructuras existentes que se deseen recalzar y continuando la perforación a rotación por el terreno, para formar un tubo de unos diez centímetros de diámetro, hasta alcanzar una profundidad adecuada, en relación con las características del terreno.

El avance de la perforación se obtiene mediante aire comprimido, agua u otros dispositivos (según la naturaleza del terreno).

Una vez ejecutada la perforación, se introduce en el tubo vaciado un alma metálica, formada por una o varias barras de acero con aletas.

Después se vierte en el tubo un hormigón rico en cemento, con ayuda de aire comprimido. El hormigón llena la cavidad del pilote tanto en el terreno como en los cimientos, los que así quedan automáticamente ligados al pilote.

El vertido del hormigón a presión hace que éste penetre en todos los insterticios del terreno y crea en éste una zona de transición que hará colaborar todo el terreno en el sostenimiento de las cargas de la obra recalzada.

El diámetro del pilote «pali radice» terminado, resulta de 15 a 20 centímetros, y a veces más, en donde las capas del terreno más débiles han cedido a la presión, con lo que el pilote compensa automáticamente las diferencias de resistencia de las diversas capas del terreno, presentando mayor diámetro allí donde su mayor diámetro es precisamente necesario.

La resistencia de estos pilotes es muy elevada. Contando con un amplio coeficiente de seguridad, puede admitirse que un pilote de 10 cm de diámetro sostiene una carga de más de diez toneladas. Pueden perforarse con cualquier inclinación.

La mayor ventaja del sistema del «pali radice» consiste en que su construcción no produce vibraciones en la obra existente y en que no necesita apenas espacio para su ejecución.

Como ejemplos de este sistema puede ver en las figuras 168 y 169 el recalce de la cimentación de un muro; en la figura 170 recalce de la pila de un puente; y en la figura 171 el recalce de un muro de sostenimiento. En este ejemplo (fig. 171) los pilotes tipo A y D funcionan como tirantes y los B y C cumplen la función de recalce. 

Figura 168

Figura 169 - planta figura 168

Figura 170

Figura 171

Reparaciones y Recalces.

Las operaciones que se detallaran son las consecuencias del ataque de aguas selenitosas descrito anteriormente, cuya cimentación hubo que sustituir completamente.

El recalce de un edificio, como toda reparación importante, es siempre peligroso, difícil y caro. Hay que trabajar en pésimas condiciones y por mucho que se estudie la operación, siempre habrá alguna circunstancia adversa que nos haga dudar de si el método elegido es bueno, además de la incógnita de cómo se comportarán los muros si eliminamos, en parte su punto de apoyo.

Para estar tranquilos sobre este particular, en un principio se pensó quitar primero la parte exterior (figura 165, parte rayada), rellenarla y luego la interior, con el fin de que cada mitad soportará el peso de los muros; pensamiento que se desechó, pues en todo el perímetro del edificio se hubiera establecido una junta y aunque ésta no amenazara seriamente la estabilidad del edificio, la tememos al menos para provocar el desarrollo de las fuerzas capilares.

Figura 165

Posteriormente se pensó en el recalce por juntas el cual consiste en cimentaciones corridas, en demoler alternativamente cada metro de cimentación (fig. 166); pero el problema anterior se acentuaba, pues aparte de la humedad procedente de la lluvia al filtrarse por la junta de la obra con el muro, se perdía totalmente la continuidad monolítica de la cimentación cosa que era necesario evitar en lo posible. 

 Figura 166

Aprovechando la circunstancia de que los muros estaban construidos por el sistema de paredes armadas, se cayó en la cuenta de que los muros podían aguantar su propio peso y el de la cubierta, durante el tiempo que durara la operación, ya que los hierros que longitudinalmente la atravesaban podían trabajar a modo de vigas, y por lo tanto, dejar entre pilar y pilar  en los cuales estaban anclados el espacio necesario, no sólo para trabajar cómodamente, sino también para construir la cimentación en forma escalonada para cuando se hormigonaran los pilares contar con una superficie que nos diera ciertas garantías de seguridad. Es decir que lo que exigimos al edificio era que los pilares soportaran las paredes y éstas  una vez recalzadas que soportaran a los anteriores, pues en manera alguna queríamos apeos ni apuntalamientos, ya que hubiera significado una nota discordante apear un edificio que se acababa de construir.

Y así se hizo. Francamente, el éxito coronó nuestros esfuerzos, pues demolida la parte de cimentación correspondiente a las paredes, dispusimos la solera de carbonilla, ladrillo, etc., elevamos los muretes de protección a toda velocidad y rellenamos la caja, resultante con hormigón de 200 kilos de cemento, quedando un conjunto tal y como se expresa en la figura 167. 

 Alzado

Figura 167

Terminada esta operación de paredes, reanudamos el segundo ciclo de pilares con lo que, de poco tiempo y construida la acera, nada denotaba que la cimentación hubiera sido substituida, coronando nuestro éxito el que ni durante los trabajos, ni mucho después, apareciera grieta alguna de asientos, lo que demuestra que todo trabajo, si se pone interés en él, sale a la perfección aunque para ejecutarlo no se disponga de un gran lujo de medios.

Como ampliación de este tema estudiamos a continuación un moderno sistema de recalce de cimientos mediante pilotes.