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Revista CENIC. Ciencias Químicas
ISSN: 1015-8553
juan.araujo@cnic.edu.cu
Centro Nacional de Investigaciones
Científicas
Cuba
Hernández - Oroza, Alberto; Guerra - Bouza, Dainelys
Influencia del micro-ambiente en el interior de una edificación sobre la corrosión del acero
de refuerzo
Revista CENIC. Ciencias Químicas, vol. 46, 2015, pp. 45-55
Centro Nacional de Investigaciones Científicas
La Habana, Cuba
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=181642434007
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Revista CENIC Ciencias Químicas, Vol. 46, pp. 45-55, 2015. 
 
 
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Influencia del micro-ambiente en el interior de una 
edificación sobre la corrosión del acero de refuerzo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recibido: 16 de febrero de 2015. Aceptado: 15 de mayo de 2015. 
 
 
Palabras clave: micro-ambiente, corrosión, perfil de humedad, resistividad. 
Key words: micro-environment, corrosion, moisture profile, resistivity. 
 
RESUMEN. En el presente trabajo se plantean los resultados del estudio de caso de una edificación de cuatro niveles 
afectada por corrosión de los aceros de refuerzo de las vigas de hormigón en los niveles tercero y cuarto. Debido a 
modernizaciones en la arquitectura de su fachada, consecuentemente se propició la formación de un micro-ambiente 
en el interior de la edificación en los niveles antes mencionados. La finalidad de este estudio es determinar la 
influencia del micro-ambiente sobre la corrosión de las barras de acero, a través de ensayos comparativos entre los 
cuatro niveles de la edificación. Los ensayos realizados se basaron en técnicas destructivas y no-destructivas 
ejecutadas sobre las vigas secundarias que soportan los entrepisos y la cubierta. En el estudio se tuvo en cuenta la 
relación de equilibrio existente entre la humedad relativa ambiental y la capacidad de absorción de agua de las vigas 
secundarias de hormigón armado ensayadas. Los resultados de esta relación se expresaron como perfiles de 
humedades, y los valores obtenidos indicaron una tendencia hacia el aumento de contenido de agua en la masa de 
hormigón de los elementos estructurales estudiados. Apoyado en ensayos de resistividad, fue posible conocer el 
estado de corrosión de los aceros de refuerzo, y demostrar el efecto del micro-ambiente sobre la durabilidad de una 
edificación de hormigón armado. 
 
ABSTRACT. This paper presents the results of the case study of a building of four levels affected by corrosion of the 
steel reinforcement concrete beams in the third and fourth levels. Due to modernizations in the architecture of its 
façade, consequently was formed a micro-environment inside the building at the above mentioned levels. The purpose 
of this study is to determine the influence of micro-environment on the corrosion of steel bars, through comparative 
tests between the four levels of the building. The tests performed were based on destructive and non-destructive 
techniques executed on the secondary beams that support the ceilings of the lowers and uppers levels of the building. 
The study took into account the relation of equilibrium between the ambient relative humidity and the water 
absorption capacity of the secondary beams of concrete tested. Results were expressed as the relative humidity 
profiles, and the values obtained indicated a trend towards increased water content within the structural elements 
studied. Supported in trials of electrical resistance was possible to know the state of corrosion of steel reinforcement, 
and to demonstrate the effect of micro-environment on the durability of reinforced concrete building. 
 
INTRODUCCIÓN 
 
La influencia de la humedad relativa (Hr) en la corrosión de los aceros de refuerzo depende en gran medida del 
equilibrio que se establezca entre el entorno circundante, y los elementos estructurales presentes en el área1. Factores 
 
Alberto Hernández-Oroza, Dainelys Guerra-Bouza* 
 
Empresa de Proyectos de Arquitectura y Urbanismo. Restaura. OSDE Centro Histórico. Departamento de 
Diagnóstico. Habana Vieja. Cuba. C.P. 10100 e-mail: alberto@diagnosticos.proyectos.ohc.cu*Ministerio de 
Salud Publica Nivel Central. Dirección de Inversiones, La Habana, Cuba. C.P. 10400 e-mail: 
dguerra@msp.sld.cu 
 
 
mailto:alberto@diagnosticos.proyectos.ohc.cu
mailto:dguerra@msp.sld.cu
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como la relación agua/cemento utilizada, el equilibrio Cl-/OH-, la humedad de los poros y el acceso de oxígeno, entre 
otros2-4, influyen directamente en el inicio del mecanismo de corrosión en las barras de acero. 
 
Con relación a la temperatura ambiental (Ta), esta variable tiende a aumentar el riesgo de corrosión a medida que ella 
aumenta, aunque su influencia es aún menos clara2,5. Para la edificación que se presenta en este trabajo, la Ta oscila 
entre 22-25ºC. En estos intervalos el efecto de esta variable en la corrosión se estima como despreciable, debido a que 
las velocidades de corrosión solo aumentan ligeramente2. 
 
El micro-ambiente por su parte es considerado uno de los factores decisivos en el establecimiento de los procesos de 
corrosión6. Su efecto está relacionado por el equilibrio que se establece entre la estructura y sus alrededores. En este 
trabajo, la influencia del micro-ambiente ocurre en el interior de los niveles superiores del inmueble, y actúa sobre las 
vigas secundarias y principales que soportan los techos. 
 
El inmueble bajo estudio representa una edificación de cuatro niveles afectada por problemas de corrosión en las 
vigas de hormigón armado en los niveles tercero y cuarto. El edificio ocupa una parcela de 4800.00 m2 y simboliza 
una estructura cúbica acristalada soportada por un sistema aporticado con vigas, columnas y losas nervadas 
(entramado de viga y losa), de hormigón armado. 
 
Los pisos son de terrazo integral y la carpintería es de aluminio y cristal. Las vigas secundarias presentan un peralto 
de 350 mm con un alma variable que oscila entre 150 mm para el caso de la longitud inferior y 200 mm para la 
superior. En el caso de las vigas principales se disponen de dos tipos: el primero posee una sección de 900 x 750 mm 
y el segundo de 500 x 750 mm. Existen varios tipos de columnas con diferentes secciones. Las dimensiones de los 
elementos se mantienen igual en toda la estructura7. 
 
En el caso de los niveles superiores, la climatización se alimenta a través de un sistema ininterrumpido de inyección 
de aire frío con temperaturas entre 22-25 ºC. Para los primeros niveles se mantuvo el reflujo de aire natural a través 
de los patios interiores, en los cuales las fluctuaciones de Ta y Hr en el interior del primer y segundo nivel, 
dependerán de las variaciones climatológicas propias del país y sus estaciones del año. 
 
Para el tercer y cuarto nivel de la edificación, las Hr en el interior del inmueble alcanzaron valores que oscilan entre 
65-82 %. La propia arquitectura de la edificación le impide intercambiar energía eficientemente con el medio 
exterior, por lo que la humedad en su interior se mantuvo oscilando entre los valores antes mencionados durante los 
cinco años posteriores a la modernización a estructura cúbica acristalada. 
 
En Cuba los estudios de diagnóstico abordados por diversosinvestigadores8-11 a estructuras de hormigón armado, se 
han centrado fundamentalmente en entornos exteriores de elevada, muy elevada y extrema agresividad corrosiva de la 
atmósfera. Las investigaciones llevadas a cabo han presentado la problemática en la zona del litoral norte de La 
Habana, con o sin condiciones de apantallamiento, ya sea por efecto de la vegetación o por las estructuras presentes 
en esta zona. Esta investigación tuvo como objetivo medir la influencia del micro-ambiente sobre la corrosión de los 
aceros de refuerzo producido por elevados valores de humedad relativa ambiental. Este tema aún no ha sido estudiado 
con profundidad para las condiciones del clima tropical insular de Cuba. 
 
MATERIALES Y MÉTODOS 
 
Los diagnósticos de daños por corrosión asociados a problemas de Ta y Hr, son de manera general difíciles de 
estudiar y predecir, debido a que sus efectos muchas veces se contraponen2,12. Una metodología efectiva para evitar 
malas interpretaciones es plantearse la investigación en dos etapas generales13. La primera basada en inspección 
organoléptica y toma de datos específica de todas las lesiones encontradas en la estructura bajo estudio; y la segunda 
de tipo experimental, fundamentada en la ejecución de ensayos en función de lo observado, y conclusiones alcanzadas 
en la primera etapa. 
 
Inspección organoléptica 
En la inspección visual resulta de mucha utilidad apoyarse del croquis de ubicación. En este se declaran la ubicación 
de las vigas principales y secundarias que soportan los entrepisos y la cubierta del cuarto nivel. Para la obra en 
estudio, se ejecutó el levantamiento (Fig. 1) de todas las lesiones observadas en cada una de las áreas presentes en el 
cuarto nivel. De la inspección visual efectuada, se obtuvo como resultado que las vigas tanto principales como 
secundarias que conforman los techos y forjado de los niveles superiores, presentan problema de corrosión de los 
refuerzos. 
 
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Leyenda 
 Zonas a liberar para diagnóstico 
 Zonas en buen estado visible 
 Zonas con daños en el 1/3 superior del 
peralto del nervio 
 
Fig. 1. Clasificación de las áreas del cuarto nivel, según resultados de la inspección organoléptica. 
 
Los tipos de lesiones encontrados fueron pérdidas de recubrimiento, grietas y/o fisuras ubicadas en las caras laterales, 
entre 3-5 cm de las aristas inferiores. En algunas vigas estos daños se extendían a toda la luz, mientras en otras 
aparecían solo en tramos perfectamente definidos, ubicados a la altura antes mencionada (Figuras 2, 3, 4 y 5). 
Otra característica llamativa fue la aparición de manchas de eflorescencia en las caras laterales de las vigas, sobre el 
tercio superior de estas (Figuras 6 y 7). Este tipo de lesión es comúnmente asociada a filtraciones, fundamentalmente 
por aguas puras12. Su aparición resulta más explicativa en las vigas de cubierta. Sin embargo, la presencia de la 
eflorescencia, es mayor en las vigas de entrepiso del tercer nivel, donde no existe la posibilidad de filtración de aguas 
de lluvia. 
 
En el caso de las vigas ubicadas en los niveles inferiores, no se observó daño alguno en sus elementos. Tampoco se 
apreciaron manchas de eflorescencia ni humedades, tanto en las vigas secundarias y principales, como en las losas de 
los entrepisos del primer y segundo nivel. 
 
Perfil de humedad 
En los procesos de corrosión de los aceros de refuerzo, la influencia de la Hr y la Ta presentes, ejercen un papel 
fundamental en el inicio de la corrosión2. Para medir estos parámetros físicos y comprobar su influencia sobre las 
lesiones encontradas, se utilizó un termo higrómetro Proceq Hygropin14. Este permite medir la Hr en un rango entre 
0-100 %, y Ta de -40 – 85 ºC. 
 
 
Figuras 2 y 3. Grietas por corrosión de los aceros de refuerzo en vigas secundarias sobre las caras laterales al 
nivel de los refuerzos. 
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Fig. 4. Macro celda de corrosión en viga principal. Fig. 5. Estado de corrosión de los aceros de refuerzos 
en vigas secundarias. 
 
 
Figuras 6 y 7. Manchas de eflorescencias en vigas secundarias del tercer nivel, ubicadas sobre el tercio superior. 
 
En este estudio, la técnica de aplicación de perfiles de 
humedades15,16 se basó en medir el contenido de agua presente 
dentro del elemento estructural. Se plantea por objetivo 
determinar el umbral a partir del cual la cantidad de agua en el 
interior de los poros propició el inicio de los procesos de 
corrosión. 
 
La técnica de perfiles de humedades se realizó sobre las vigas 
secundarias debido a la facilidad de aplicación. En ellas los 
aceros se encuentran embebidos a 4 cm de profundidad. (Fig. 
8). La medida se realizó sobre la cara inferior y laterales. En 
estas últimas se realizaron las perforaciones al mismo nivel de 
los refuerzos pero hasta una profundidad de 3 cm (Fig. 9). 
Esto permitió conocer cuál es el contenido de agua presente en 
la frontera cercana al refuerzo, sin impactar sobre este. 
 
 
 
 
Se realizaron cuatro mediciones desde la superficie hasta 3 cm de profundidad. Seguidamente se introdujo el sensor 
de medición de perfiles suministrado por el fabricante para el equipo Proceq Hygropin, en cada uno de los orificios. 
Las lecturas de los contenidos de humedad pueden ser tomadas al momento, o se pueden dejar instalados lo sensores a 
modo de monitoreo, durante un período de tiempo definido por la investigación. En este estudio, las lecturas se 
tomaron de manera instantáneas en cada uno de los orificios a las tres profundidades estudiadas, y en cada una de las 
vigas secundarias ensayadas. 
 
Mediciones potenciométricas 
Como evaluación poteciométrica, se realizó la comprobación tanto de la intensidad de corrosión (Icorr), como de los 
potenciales (Ecorr) presentes en las barras de acero de las vigas. Estas variables se midieron mediante el uso del 
corrosímetro GECOR 8. El principio se basa en medir el valor de la Icorr a través de ensayos de resistividad, 
 
Fig. 8. Esquema de la sección de las vigas 
secundarias. 
650
4
0
0
5
0
3
5
0
40 4
0
175
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aplicando la ecuación de Stern y Geary17. Se determinaron cuatro puntos de ensayos marcados como P1, P2, P3 y P4. 
Los dos primeros puntos (P1 y P2) corresponden a mediciones en vigas del tercer nivel, y los puntos P3 y P4 a vigas 
del 4to nivel. 
Para las vigas de los niveles inferiores, sobre las cuales no se 
observó daño alguno en su superficie, se decidió utilizar una 
técnica de medición no-destructiva. En este caso se aplicó el 
principio de la celda de Wenner18. Para esto se utilizó el equipo 
Proceq Resipod19 de medición de resistividad del hormigón (ρ). 
Con ayuda del pacómetro se definió la ubicación de los 
refuerzos y los cercos, y se delimitaron las áreas de las vigas en 
donde estos no interfieran con el análisis. De la misma manera 
que para las mediciones con GECOR 8, se establecieron puntos 
de medición para los niveles inferiores de la edificación 
clasificados como P5, P6, P7 y P8. Los puntos P5 y P6 
responden a los elementos estructurales presentes en el primer 
nivel; mientras que P7 y P8, los hacen para el segundo nivel. 
 
Profundidad de carbonatación 
La carbonatación es una de las principales causas de deterioro y 
pérdida de durabilidad de las edificaciones de hormigón 
armado20. Ella provoca la pérdida de las propiedades de 
protección primarias al acero de refuerzo, debido a reacciones químicas entre la pasta de cemento hidratada con el 
dióxido de carbono (CO2) atmosférico21. Este tipo de deterioro estructural puede ocurrir en cualquier entorno, sin 
embargo se presenta con mayor influencia en aquellos ambientes con alta polución urbana, y en condiciones 
específicas de humedad. El ensayode profundidad de carbonatación se realizó utilizando el método clásico de 
aplicación del indicador de fenolftaleína. La aplicación del indicador se realizó mediante spray, durante los primeros 
15 min posteriores a la abertura del orificio. Sobre las vigas que se encuentran en los niveles tercero y cuarto, no se 
realizó el ensayo ya que la magnitud y tipo de lesiones existentes, hacen ineficaz el método. Debido a que es una 
técnica destructiva, esta solo se aplicó en vigas del primer nivel del inmueble con el propósito de conocer el avance 
del frente de carbonatación, y la presencia de protección primaria a las barras de acero. 
 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
 
Temperatura y humedad 
Los resultados obtenidos para los niveles superiores oscilan en una Hr de 65-82 % y Ta de 22-24 ºC. Para las áreas 
que conforman los niveles inferiores, la Hr se encontraba entre 55-60 %, mientras que la Ta se mantenía en un 
entorno muy similar entre 23-25 ºC. Tomando como base las diferencias en las mediciones de Hr obtenidas entre los 
niveles superiores e inferiores de la edificación, se realizó una medición comparada de perfiles de humedades15 con 
las vigas presentes en todos los niveles. Los resultados son expresados en por ciento y representan la cantidad de agua 
total por masa de hormigón (Figuras 10 y 11). 
 
Figuras 10 y 11. Perfiles de humedades obtenidos en las vigas secundarias. 
 
Fig. 9. Orificios para el ensayo de perfil de 
humedad al nivel de los refuerzos de acero. 
 
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La gráfica a la izquierda (Fig. 10), representa el perfil de humedad obtenido en los niveles tercero y cuarto de la 
edificación en condiciones de micro-ambiente. Se observa como el contenido de agua a una profundidad de 3 cm, 
excede el 20 % de concentración. A la derecha (Fig. 11) se muestra el perfil del primer y segundo nivel del inmueble. 
En este caso se describe un perfil de humedad inferior al 20 % a la misma profundidad de 3 cm. 
 
En todos los elementos estructurales estudiados, el contenido de agua tiende a aumentar a medida que se profundiza 
en la masa del material. Esto responde a un comportamiento normal del hormigón, el cual aunque en su superficie la 
humedad depende en gran medida del equilibrio que se establezca con el entorno circundante, hacia su interior la 
concentración tiende a aumentar debido al agua presente en sus poros. 
 
Del estudio del perfil de humedad a las vigas secundarias del tercer y cuarto nivel, se demuestra que el hormigón que 
recubre las barras contiene una cantidad de agua en sus poros significativamente mayor que las vigas ensayadas en los 
niveles inferiores del mismo inmueble. Aunque no fue posible evaluar la porosidad del hormigón y su nivel de 
saturación, los resultados obtenidos indican que se iniciaron mecanismos de absorción de agua a través de los poros 
capilares. Esta absorción paulatina trajo como consecuencia la despasivación de los aceros de refuerzo, en las vigas 
secundarias del tercer y cuarto nivel. 
 
Niveles superiores. Velocidad y potencial de corrosión 
Para este estudio se graficaron los resultados obtenidos (Figuras 12 - 14) de los ensayos de velocidad y potencial de 
corrosión en las vigas secundarias de los niveles tercero (P1 y P2), y cuarto (P3 y P4). De igual manera se representó 
(Fig. 12) la dispersión de los resultados totales (all values). La dispersión obtenida es una característica propia entre la 
Icorr y Ecorr. Ello responde a la relación existente entre estos dos parámetros con variables como el contenido de 
humedad, disponibilidad de oxígeno, temperatura y resistividad del hormigón. 
 
Analizando los potenciales obtenidos (Fig. 13), se observa como el mayor conjunto de valores se encuentra con Ecorr 
entre -200 mV y -350 mV. En relación a las Icorr (Fig. 14), se aprecia que existe un balance entre resultados 
inferiores y superiores a 0.1 µA/cm2. Sin embargo, analizando el conjunto de resultados (Fig. 12), se evidencia una 
tendencia hacia valores Ecorr más negativos que -350 mV, e Icorr superiores a 0.5 µA/cm2. De los datos obtenidos se 
deduce que existe una correspondencia entre el pronóstico de corrosión basado en la medición de potenciales y la 
cinética del proceso, a partir de las Icorr obtenidas. 
 
 
Fig. 12. Gráfico de dispersión de resultados de Icorr vs Ecorr en vigas secundarias del tercer y cuarto 
nivel. 
 
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Fig. 13. Resultados de Ecorr por puntos de medición realizados en el interior del inmueble en los niveles 
3ro y 4to. 
 
 
Fig. 14. Resultados de Icorr por puntos de medición realizados en el interior del inmueble en los niveles 3ro y 4to. 
 
Niveles inferiores. Ensayo de resistividad 
En las mediciones realizadas a las vigas que conforman los techos del primer y segundo nivel, las resistividades 
(figuras 15 y 18) se encuentran por encima de los 100 KΩcm. Los resultados indican que existe bajo riesgo de 
corrosión. Esto se debe a que los valores de ρ son proporcionales con el contenido de humedad del hormigón, y por 
tanto con el nivel de saturación de sus poros. 
 
A partir de los resultados de resistividad obtenidos, se pueden calcular las Icorr teóricas, basado en lo planteado por 
RILEM TC 154-EMC (22). La metodología del cálculo aparece definida por la ec. 1. De los resultados de ρ y 
aplicando la ec. 1, se puede inferir que las Icorr calculadas serán despreciables. Este análisis está en correspondencia 
con las evidencias obtenidas organolépticamente, debido a que no se observa en estos elementos estructurales daño 
alguno por corrosión de los refuerzos. 
 
 
 ec. 1 
 
 
La Tabla 1 muestra un resumen de los valores medios obtenidos de los ensayos de resistividad. En los cuatro puntos 
de medición estudiados, se obtiene como resultado Icorr despreciables. 
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Tabla 1 Resultados medios obtenidos en los cuatro puntos de medición. 
 
Puntos de medición (KΩcm) SD (KΩcm) (µA/cm2) 
P5 346.4 30.4 0.09 
P6 235.7 35.0 0.13 
P7 454.3 37.4 0.07 
P8 287.2 16.3 0.1 
 
 
 
 
 
Figuras 15 (P5) y 16 (P6). Resultados de las mediciones de resistividad en vigas secundarias del primer nivel. 
 
 
 
 
Figuras 17 (P7) y 18 (P8). Resultados de las mediciones de resistividad en vigas secundarias del segundo nivel. 
 
 
Perfil de carbonatación 
Este estudio se aplicó solo en vigas del primer nivel del inmueble. Debido a que las condiciones de exposición en el 
segundo nivel son similares a las del primero, los resultados obtenidos pueden ser extrapolados a este. A partir de 2 
cm de profundidad, el hormigón que rodea al acero se torna color rosa (Fig. 19). El ensayo demuestra que existe un 
entorno alcalino alrededor del refuerzo. Esta es una condición primaria para mantener la capa pasiva que protege las 
barras de acero de la corrosión. 
 
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Fig. 19. Perfil de carbonatación a una de las vigas del segundo nivel. El color rosa indica zona de alcalinidad 
alrededor del acero de refuerzo. 
 
Basado en el resultado obtenido mediante el uso del indicador colorimétrico, se puede aplicar el modelo cinético para 
estimar la constante de carbonatación (KCO2). Para esto se tiene en cuenta la edad del inmueble, y la profundidad de 
carbonatación. El modelo se plantea en la ec. 2. 
 
 ec. 2 
 
Dónde XCO2 es la profundidad de carbonatación mm, KCO2 es la constante de carbonatación en mm/año, y t es el 
tiempo en años. El resultado de la aplicación del modelo en función de los datos, se expresa en la ec. 3. 
 
 ec. 3 
 
El valor de KCO2 obtenido indica que el hormigón utilizado para la construcción del inmueble es durable y de alta 
calidad. Partiendo de la KCO2, se desarrolló un modelo matemático que permitió evaluar la evolucióndel perfil de 
carbonatación. El resultado de esta evaluación se muestra en la Fig. 20. 
 
0 10 20 30 40 50 60 70
10
20
30
40
X
C
O
2
 (
m
m
)
Tiempo (aٌ os) 
Fig. 20. Modelo que muestra el avance del frente de carbonatación para las vigas ubicadas en el primer nivel. 
 
En la gráfica se observa cómo ha avanzado paulatinamente la carbonatación hacia el interior de la masa de hormigón 
a razón de 2.6 mm/año. Acerca de la constante de carbonatación obtenida, se considera12 que para valores de 2-3 
mm/año, el hormigón presenta elevada resistencia a la carbonatación. Modelos predictivos similares han sido 
obtenidos por otros investigadores21, con el objetivo de estimar el avance del frente de carbonatación en estructuras de 
hormigón armado. 
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Para evaluar el tiempo teórico en que el frente de carbonatación alcanzará la armadura, se aplicó nuevamente el 
modelo cinético (ec. 4). Para esto se tiene en cuenta la XCO2 pero a la profundidad real a la que se encuentran los 
refuerzos en las vigas secundarias. Como valor de KCO2 se toma la obtenida mediante el cálculo (ec. 3). No se 
involucran en este análisis otras variables como la influencia de contaminantes, variaciones climáticas, solicitaciones, 
entre otras que influyen significativamente en el valor de t. 
 
 ec. 4 
 
Basado en las condiciones actuales de exposición a las que se encuentran las vigas secundarias de los niveles 
inferiores de la edificación, el tiempo en que el frente carbonatación alcanzará la armadura es superior a los 200 años. 
Este resultado indica que los primeros niveles de la estructura, no se deteriorarán por el fenómeno de la 
carbonatación. 
 
CONCLUSIONES 
 
El estudio comprobó que en el interior de una edificación en donde la humedad relativa se mantiene elevada por 
largos períodos de tiempo, es posible la creación de un micro-ambiente capaz de dar inicio al fenómeno de la 
corrosión de los aceros de refuerzo, y propiciar la pérdida de funcionalidad y estabilidad estructural de sus elementos 
constructivos. 
 
Las manchas de eflorescencias presentes en las vigas secundarias del tercer nivel evidenciaron la presencia de un 
exceso de agua en los poros del hormigón. Esto conllevó a la lixiviación de los hidratos cálcicos, los cuales afloraron 
en las caras exteriores de las vigas en forma de carbonatos. 
 
El estudio del perfil de humedad realizado con termo higrómetro, probó ser una herramienta eficaz en el análisis de 
las causas de la corrosión. Su medición a partir de la superficie hasta un entorno cercano a los refuerzos, respondió 
consecuentemente a los daños por corrosión encontrados en el tercer y cuarto nivel de la edificación. 
 
Los ensayos comparativos de resistividad, demostraron la influencia directa del contenido de humedad de los 
materiales pétreos sobre la durabilidad de las edificaciones de hormigón armado. 
 
El ensayo del frente de carbonatación realizado a las vigas del primer nivel muestra cómo se mantiene la protección 
primaria que brindan los álcalis del cemento a las barras de acero de refuerzo. El valor de KCO2 obtenido indica que el 
hormigón utilizado para la construcción del inmueble es durable y de alta calidad. 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. J P GUILBAUD HC, V BAROGHEL-BOUN Y, A RAHARINAIVO. Estudio del contenido de humedad en 
un material en base cemento midiendo su impedancia y su gamma-densitometría. MATERIALES DE 
CONSTRUCCIÓN. 2000 enero-febrero-marzo 2000;50(27):9. 
2. C ANDRADE CAyJS. Influencia de la humedad relativa y la temperatura en las velocidades de corrosión de 
estructuras de hormigón. Materiales de Construcción. 1998 julio-agosto-septiembre 1998;48(251):13. 
3. Albear DIJJH. Desempeño por Durabilidad de las Estructuras de Hormigón. Civil DdICFdI, editor: Instituto 
Superior Politécnico “José A. Echeverría”; 2012. 196 p. 
4. E. Zornoza PGyJP. Estudio de la velocidad de corrosión de aceros embebidos en morteros de cemento 
sustituidos con residuo de catalizador de craqueo catalítico (FC3R). MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. 
2008 octubre-diciembre;58(292):18. Epub 1-XII-08. 
5. López W, González J A, Andrade C. Influence of temperature on the service life of rebars. Cement and 
Concrete Research. 1993;23:11. 
6. Certificación AEdNy. Protección de estructuras de acero frente a la corrosión mediante sistemas de pintura 
protectores. Pinturas y Barnices. Comité Técnico AEN/CTN 48 Pinturas y Barnices: Asociación Española de 
Normalización y Certificación; 1999. p. 20. 
7. Bouza DG. Diagnóstico y solución de reforzamiento para el tercer nivel del edificio Santo Domingo [Tesis 
en opción del título de Ingeniero Civil]: Instituto Superior Politécnico "José Antonio Hechevarría"; 2013. 
8. Fernández A, Quintero M, Pérez O, Fernández N. Estudio de diagnóstico de almacén dañado por incendio. 
Revista Cimientos MICONS. 2001;2(2). 
9. Fernández A, Quintero, M., Fernández, N., Pérez, O. Diagnóstico de estructuras dañadas por corrosión. 
Revista Cimientos MICONS. 2000;1(1). 
Revista CENIC Ciencias Químicas, Vol. 46, pp. 45-55, 2015. 
 
 
55 
 
10. Fernández A, Molinero P, Quintero M, Henríquez C. Diagnóstico por corrosión de los balcones de edificio 
de 24 niveles ubicado en el litoral habanero. In: CONPAT, editor. VII Congreso Latinoamericano de 
Patología de la Construcción; Asunción, Paraguay: CONPAT; 2005. 
11. Fernández A, Martín A R, Rey G, Pares R, García L, Lago A, Denis E. Diagnóstico de corrosión en obras de 
hormigón armado con más de 70 años de edad. In: CONPAT, editor. VII Congreso Latinoamericano de 
Patología de la Construcción; Asunción, Paraguay: CONPAT; 2005. 
12. CYTED. Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón, reparación, reuerzo y protección 2003. 
13. Geocisa IdCdlCET. Manual de evaluación de estructuras afectadas por corrosión de la armadura: Geocisa, 
Instituto de Ciencias de la Construcción "Eduardo Torroja"; 2002. 
14. Proceq. Hygropin: Proceq. Switzerland; 2010. 15 p. 
15. Kanare HM. Moisture in concrete and moisture-sensitive finishes and coatings. In: Australia CCA, editor. 
www.concrete.net.au: Cement Concrete & Aggregates. Australia; 2007. 
16. Jianhua Jiang YY. Prediction model for the time-varying corrosion rate of rebar based on micro-environment 
in concrete. Elsevier Construction and Building Materials. 2012;35:7. 
17. Geocisa. Geotecnia y Cimientos SA. Corrosímetro GECOR 8. Manual de Instrucciones. In: Geocisa. 
Geotecnia y Cimientos SAIETC, editor.: Geocisa. Geotecnia y Cimientos, S.A.; 2002. p. 73. 
18. Wightman WE, Jalinoos F, Sirles P, Hanna K. Resistivity Methods Environmental Geophysics: 
Environmental Protection Agency (EPA). 2003 [cited 2014 25-12-2014]. Available from: 
http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Surface_Geophysical_Methods/E
lectrical_Methods/Resistivity_Methods.htm. 
19. Proceq. Resipod. Ensayos de durabilidad del hormigón: Proceq. Switzerland; 2013. 25 p. 
20. Ho Jae Lee DGK, Jang Hwa Lee, Myoung Suk Cho. A Study for Carbonation Degree on Concrete using a 
Phenolphthalein Indicator and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy. World Academy of Science, 
Engineering and Technology. 2012 25-2-2012;6(2):7. 
21. Paulo Roberto Do Lago Helene PCB. A novel method to predict concrete carbonation. Concreto y Cemento 
Investigación y Desarrollo. 2009 24-7-2009;1(1):11. 
22. C Andrade JG, R. Polder and M. Raupach. RILEM TC 154-EMC: "Electrochemical Techniques for 
Measuring Metallic Corrosion". Materials and Structures. 2003 13-5-2003;36:11. 
 
 
 
http://www.concrete.net.au/
http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Surface_Geophysical_Methods/Electrical_Methods/Resistivity_Methods.htm
http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Surface_Geophysical_Methods/Electrical_Methods/Resistivity_Methods.htm

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