Prueba de humedad del hormigón: Métodos, importancia y normativas en la construcción

Introducción

La prueba de humedad del hormigón es una de las mediciones de mayor importancia en la industria de la construcción. La humedad en el hormigón puede tener un impacto significativo en la durabilidad y rendimiento de las estructuras, por lo que su control es fundamental para garantizar la calidad y longevidad de cualquier proyecto de construcción. Un contenido de humedad inadecuado puede comprometer la resistencia del hormigón, la adherencia de los recubrimientos y, en general, la estabilidad de la edificación.

Este artículo se enfoca en analizar en detalle la importancia de la prueba de humedad del hormigón, los principales métodos de medición, los factores que influyen en la humedad del material y las normativas internacionales aplicables. También analizaremos los avances tecnológicos que han mejorado la precisión y eficacia de estas pruebas.

¿Qué es el hormigón?

Es un material de construcción compuesto principalmente por una mezcla de cemento, agua, agregados finos (arena), agregados gruesos (grava o piedra triturada) y, en algunos casos, aditivos especiales. Su resistencia y durabilidad lo convierten en uno de los materiales más utilizados en la construcción de infraestructuras, edificios y pavimentos.

Durante su proceso de fraguado y endurecimiento, el hormigón experimenta una reacción química conocida como hidratación, en la cual el cemento reacciona con el agua para formar una estructura sólida y resistente. Sin embargo, la composición del hormigón puede mejorarse con aditivos que optimizan sus propiedades según las necesidades específicas del proyecto, pero se debe cumplir las normativas y especificaciones técnicas como las ASTM C494 y EN 934-2, que regulan el uso de aditivos en el hormigón.

Algunos de los aditivos más comunes incluyen:

• Plastificantes y superplastificantes: Mejoran la trabajabilidad del hormigón sin necesidad de aumentar la cantidad de agua, lo que ayuda a mantener su resistencia.
• Acelerantes de fraguado: Reducen el tiempo de endurecimiento, útiles en climas fríos o cuando se requiere una rápida puesta en servicio.
• Retardantes de fraguado: Retrasan el endurecimiento del hormigón, permitiendo más tiempo para su colocación y acabado, especialmente en climas cálidos.
• Incorporadores de aire: Introducen burbujas de aire microscópicas en el hormigón, mejorando su resistencia a ciclos de congelación y deshielo.
• Selladores y repelentes de humedad: Disminuyen la absorción de agua y mejoran la durabilidad del hormigón en ambientes húmedos o expuestos a productos químicos.
• Aditivos antifisuración: Reducen la contracción y las fisuras que pueden generarse durante el secado.

Proceso de humedad en el hormigón

El contenido de humedad en el hormigón atraviesa diferentes etapas, desde su mezcla inicial hasta su uso final en la estructura. A continuación, se describe este proceso:

• Mezcla y adición de agua: En la etapa inicial, el agua se combina con el cemento y los agregados para formar una mezcla homogénea. La cantidad de agua utilizada influye en la consistencia de la mezcla y la resistencia del hormigón. En este punto, pueden añadirse aditivos para modificar la retención de humedad, como plastificantes, superplastificantes y reductores de agua, que mejoran la fluidez sin comprometer la resistencia.
• Hidratación del cemento: Durante el fraguado, las partículas de cemento reaccionan con el agua en un proceso químico conocido como hidratación, formando compuestos cristalinos que otorgan resistencia al material. Parte del agua es absorbida en la estructura del cemento, mientras que el exceso comienza a migrar hacia la superficie.
• Curado del hormigón: El curado es fundamental para controlar la evaporación de agua en las primeras semanas después del vertido del hormigón. Se emplean técnicas como el curado con agua, membranas de curado o selladores para evitar la pérdida prematura de humedad y permitir una hidratación completa. La adición de retardadores de evaporación puede prolongar el curado en climas cálidos.
• Evaporación y secado: A medida que el hormigón gana resistencia, el exceso de agua se evapora gradualmente. La velocidad de secado depende de factores como la temperatura ambiente, la humedad relativa y la ventilación del entorno. Un secado demasiado rápido puede causar fisuras por retracción, por lo que en algunas ocasiones se utilizan aceleradores de fraguado o controladores de retracción.
• Equilibrio higrométrico: Luego de varias semanas o meses, dependiendo de la mezcla utilizada y las condiciones ambientales, el hormigón alcanza un estado de equilibrio en el que la humedad residual interna ya no afecta sus propiedades mecánicas. Es en este punto donde se recomienda realizar pruebas de humedad antes de aplicar recubrimientos o acabados.

Importancia de la prueba de humedad del hormigón

El hormigón es un material compuesto por cemento, agregados y agua, cuyo proceso de endurecimiento se da a través de una reacción química conocida como hidratación. Durante este proceso, parte del agua se incorpora en la estructura molecular del cemento, mientras que el exceso de agua se evapora con el tiempo. Sin embargo, la presencia de humedad residual en el hormigón puede generar problemas como:

• Desprendimiento y deformación de revestimientos y adhesivos: Un nivel alto de humedad puede impedir la correcta adherencia de recubrimientos como pinturas, resinas epoxi y adhesivos para pisos. Esto puede generar problemas estéticos y estructurales a largo plazo.
• Aparición de hongos y moho: La humedad en el hormigón puede fomentar la proliferación de microorganismos, afectando la calidad del aire interior y generando riesgos para la salud.
• Debilitamiento estructural: En casos extremos, el exceso de humedad puede alterar la resistencia del hormigón, reduciendo su capacidad de carga y aumentando el riesgo de fisuras y fallos estructurales.

Por estas razones, la medición de la humedad en el hormigón es fundamental antes de proceder con cualquier acabado, sellado o aplicación de recubrimientos.

Métodos de medición de humedad en hormigón y su relación con normas ASTM

Para determinar el nivel de humedad en una losa de hormigón y evitar problemas como fallas en la adhesión o deterioro prematuro, existen diversos métodos y medidores de humedad para hormigón, cada uno regulado por normas ASTM específicas.

• Higrómetro de contacto: Es un dispositivo electrónico que mide el contenido de humedad en el hormigón de forma no destructiva. Este método permite obtener un valor comparativo de humedad sin alterar la estructura del material, por lo que es ideal para evaluaciones preliminares. La norma ASTM F2659 establece los procedimientos para la evaluación comparativa del contenido de humedad en hormigón, cemento de yeso y otras superficies mediante un medidor electrónico. Sin embargo, este método solo ofrece una referencia y no proporciona una medición precisa de la humedad interna de la losa.
• Método de la humedad relativa in situ: Este método estándar implica la inserción de sensores de humedad dentro del hormigón para medir su humedad relativa interna. Se ha convertido en uno de los procedimientos más confiables y ampliamente utilizados en la industria de la construcción. Este procedimiento está regulado por la norma ASTM F2170, que describe la determinación de la humedad relativa en losas de hormigón mediante sondas in situ. Es especialmente útil para determinar el comportamiento de la humedad en el hormigón antes de instalar revestimientos sensibles a la humedad.
• Método de la lámina de plástico: Consiste en adherir una lámina de plástico en la superficie del hormigón por al menos 16 horas. Si se observa condensación, significa que hay un exceso de humedad. La norma ASTM D4263 regula esta prueba y la recomienda como un método rápido y sencillo para detectar la presencia de humedad en la superficie.
• Método de la caja de desecación: También conocido como método del cloruro de calcio, mide la tasa de emisión de vapor de humedad (MVE) del hormigón. Se coloca un recipiente con cloruro de calcio sobre la superficie del hormigón y se cubre con una cúpula hermética para evitar la interferencia del ambiente exterior. La norma ASTM F1869 regula este procedimiento y establece que una tasa de emisión de más de 3 libras de agua por cada 1000 pies cuadrados en 24 horas puede representar un riesgo para la instalación de revestimientos. No obstante, este método tiene la limitación de que mide solo la humedad en la capa superior del hormigón y no detecta humedad a mayor profundidad.
• Método gravimétrico: Se basa en pesar una muestra de hormigón antes y después de secarla en un horno a temperatura controlada. La diferencia en peso refleja el contenido de humedad del material. Aunque es un método altamente preciso, requiere equipos de laboratorio y un tiempo de prueba prolongado. El método gravimétrico para determinar el contenido de humedad en materiales como el hormigón se encuentra regulado por la norma ASTM D2216 para la determinación en laboratorio del contenido de agua (humedad) de suelos y rocas por masa.

Para una evaluación completa de la humedad en el hormigón, se recomienda combinar varios métodos de prueba:

• Higrómetro de contacto (ASTM F2659): Evaluación rápida y no destructiva.
• Sondas in situ (ASTM F2170): Medición precisa de la humedad interna.
• Lámina de plástico (ASTM D4263): Detección visual de humedad en la superficie.
• Caja de desecación (ASTM F1869): Medición de la tasa de emisión de vapor.
• Método gravimétrico: Medición directa y precisa de la humedad total.

Factores que afectan la humedad en el hormigón

• Condiciones ambientales: La temperatura y la humedad relativa del entorno pueden afectar la evaporación del agua contenida en el hormigón. En climas húmedos, la evaporación se ralentiza, mientras que, en climas secos, la pérdida de agua es más rápida.
• Proceso de curado: El curado inadecuado del hormigón puede dejar humedad atrapada en su estructura, afectando su resistencia y durabilidad. Un curado adecuado permite la hidratación del cemento y evita la pérdida prematura de agua.
• Composición del hormigón: La proporción agua-cemento y el tipo de agregados utilizados pueden influir en la capacidad del hormigón para retener o liberar humedad.

Normativas relacionadas con la prueba de humedad del hormigón

Existen varias normativas internacionales que regulan la medición de humedad en el hormigón, entre ellas:

• ASTM F2170: Medición de la humedad relativa en el interior del hormigón.
• ASTM F2659: Evaluación preliminar del estado comparativo de la humedad de losas y soleras de hormigón mediante un medidor electrónico no destructivo.
• ASTM D4263: Método de prueba estándar para indicar la humedad en el hormigón mediante el método de la lámina de plástico.
• ASTM F1869: Método de prueba de cloruro de calcio para medir la emisión de vapor de humedad en el hormigón.
• ISO 11375: Procedimientos para la medición del contenido de humedad en materiales de construcción.

Conclusión

La prueba de humedad del hormigón es fase fundamental del control de calidad en la construcción. La aplicación de métodos precisos y confiables, junto con el seguimiento de normativas internacionales, permite evitar problemas relacionados con el exceso o la deficiencia de humedad en el material. Además, los avances tecnológicos en sensores y dispositivos de medición han mejorado significativamente la eficiencia y fiabilidad de estos ensayos.

Asegurar una correcta medición de la humedad en el hormigón es significativo para garantizar estructuras seguras, duraderas y de alta calidad en la industria de la construcción.

Referencias

1. Berger, H. (2018). “Moisture Control in Concrete.” John Wiley & Sons.
2. Kosmatka, S. H., & Wilson, M. L. (2011). “Design and Control of Concrete Mixtures.” Portland Cement Association.
3. Bautista, A. & Gómez, R. (2019). “Evaluación de la Humedad en Hormigón para la Instalación de Revestimientos: Métodos y Normativas.” Revista de Ingeniería Civil.
4. National Ready Mixed Concrete Association (NRMCA) – Technical Documents on Concrete Moisture Testing.