Producción del Hormigón: Uso del agua suministrada por OSE

Reporte a solicitud de la Sociedad de Arquitectos del Uruguay a cargo del Arq. Fernando Tomeo, Profesor Titular de Construcción del Departamento de Producción – Instituto de Tecnologías de la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo – UdelaR.

Introducción

En Uruguay, como prácticamente en todo el mundo, las estructuras de hormigón armado construidas a partir de cementos hidráulicos tipo portland, son las de mayor uso para la materialización de los proyectos de Arquitectura.

Es por esta razón que existe una manifiesta preocupación de las/os arquitectas/os que se desempeñan en el área metropolitana del país, esencialmente en las zonas urbanas de los departamentos de Canelones y Montevideo, sobre las posibles consecuencias de utilizar el agua que suministra, en la actualidad, la empresa estatal OSE, para la producción de hormigón en masa o armado.

Como consecuencia de la prolongada sequía sobre el territorio del país, cuyas causas son motivo de debate en el ámbito de las ciencias, ha disminuido significativamente el caudal de los cursos de agua en los sectores de la cuenca del Río Santa Lucía, que abastece la planta potabilizadora de la localidad de Aguas Corrientes. Dada esta situación, OSE se ha visto en la obligación de tomar el agua cruda en tramos más cercanos a la desembocadura del Río Santa Lucía, donde resulta inevitable que la misma se encuentre mezclada con agua salobre del Río de la Plata.

Las líneas de bombeo que abastecen el denominado “Sistema Montevideo”, suministrando agua a más de la mitad de la población del Uruguay, son las que se pueden observar en la Figura 1. Mediante este trazado recibe agua Montevideo y Canelones, llegando el suministro de la Costa de Oro hasta la localidad de Salinas.

Producción del Hormigón en Uruguay

Históricamente, no existió preocupación por el uso del agua en la zona metropolitana para la producción de hormigón y morteros, porque, si bien las/os arquitectas/os reconocen que es un exceso el uso de agua potable que suministraba OSE, tanto para el amasado como para el curado, también constituía una garantía al momento de evitar vicios constructivos que terminaran en patologías de compleja terapéutica.

Esta situación, que, si bien deja al descubierto una incorrecta gestión de un recurso imprescindible, se trasformó con el pasar de los años en una sugerencia generalista, de tan desmedida certeza que podía prescindir, incluso, de las características del contexto físico – ambiental de la obra y del hormigón que se pretendía producir.

Por otra parte, quienes pretendieran profundizar en la producción de hormigón, hasta el año 2011, carecían de una norma uruguaya, por lo tanto, las referencias normativas surgían del estudio de prescripciones que, eventualmente, podrían coincidir con las características de los materiales y con el contexto ambiental y productivo de Uruguay. Desde hace varias décadas, y por muchos motivos, la industria de la construcción en la zona metropolitana incorporó el uso del hormigón premezclado de plantas especializadas; estas empresas se instalaron en predios periféricos de la ciudad y utilizan el agua de pozos perforados semisurgentes para la elaboración de hormigón. El análisis del agua utilizada es periódico y los datos obtenidos son los que permiten a las empresas garantizar la calidad del hormigón o mortero suministrado.

Pero esta práctica no eliminó completamente la producción de hormigón en obra, especialmente porque, por razones de costo, la unidad de medida para la contratación de la empresa premezcladora, está asociada al volumen de traslado de los camiones mixer de las empresas; aun en obras de mediana entidad la planificación temporal, asociada a factores productivos, implica el llenado de piezas estructurales cuyo volumen no necesariamente alcanza lo trasladado por un camión. Un ejemplo recurrente se puede apreciar en edificios de vivienda típicos de Montevideo, donde resulta estratégico el llenado de pilares con hormigón producido en obra, para luego vincular los encofrados a los mismos, y llenar vigas y losas con hormigón premezclado.

Por otra parte, tanto en obras de carácter formal o informal de la zona metropolitana, se produce hormigón diariamente en volumen cuya sumatoria es para nada despreciable, pero, por razones cuantitativas, económicas, de capacidad financiera e incluso, socioculturales, el hormigón se realiza en obra y utilizando el agua de la red de OSE.

También es importante reconocer que, las empresas que fabrican piezas de hormigón que luego ingresan a las obras como sectores de estructuras prefabricadas, también recurren a pozos de agua semisurgentes; la responsabilidad del análisis del agua utilizada es parte del compromiso de estas organizaciones con sus clientes.

En estas últimas semanas, cuando los voceros de la empresa estatal OSE reconocieron públicamente que el agua de la red no era potable, por razones asociadas a la ausencia de lluvias y, sin asumirlo, dejando en evidencia la ineptitud de quienes dirigen el organismo frente a la crisis hídrica, la Universidad de la República comunicó a la población mediante la Facultad de Química y la de Medicina los riesgos para la salud humana y de los animales que implicaba el consumo de agua de la red. De forma inmediata, y debido a la preocupación de la población se instaló una discusión sobre los conceptos de “agua potable” o “agua bebible”, reflexión estéril frente a la gravedad del problema.

Frente a este escenario, no solamente se descartaba la histórica certeza del uso de agua de OSE en las obras por parte de los arquitectos/as, sino que se aseguraba la presencia de cloruros, sodio y trihalometanos por encima de las valores convencionales; si bien es justo reconocer que, el procedimiento utilizado por OSE en este momento justifica plenamente la presencia de estos componentes en el agua, por encima de los valores adecuados, la complejidad para la producción del hormigón radica, esencialmente, en construir confianza sobre la certeza de los datos, que varían en forma constante, no solamente entre las líneas de bombeo que trasladan el agua desde la planta potabilizadora, sino en los valores, no siempre coincidentes, que se comunican a la población desde los diferentes espacios del Estado.

Esta situación, si bien se insiste en intentar visualizarla localmente, es parte de un problema mundial, asociado al cambio climático, que tiene a la Humanidad en grave riesgo existencial con respecto al consumo de agua. La información brindada por «World Meteorological Organization», es alarmante y obliga a tomar decisiones inmediatas.

En concordancia con esta situación, en diferentes ámbitos académicos a lo largo del mundo, se investiga la posibilidad de producir hormigón con agua salada, evitando de esta manera utilizar el agua dulce, pero, todavía los datos de los que se dispone no generan una base de conocimiento suficiente; en la mayoría de los casos la investigación se centra en la incorporación de adiciones, como por ejemplo la ceniza de altos hornos, debido a que las mismas generan un ambiente bajo en oxígeno junto a las armaduras y su presencia favorece el proceso de inmovilización del cloruro en la masa del hormigón.

Pero, es evidente que, en las/os arquitectas/os de Uruguay, existe una amplia experiencia en las patologías propias de la corrosión de las barras en las estructuras de hormigón armado, básicamente por el desarrollo de la construcción frente a la costa y a la presencia de una brisa marina durante todo el año. Por otra parte, si las condiciones termodinámicas hacen viable la corrosión, es decir, existe la disposición coincidente de oxígeno y humedad en la estructura, aun manteniendo un pH elevado en la masa del hormigón, superior a 7, la presencia de cloruros incorporados en el agua de amasado provocará la destrucción de las barras.

Reflexionando colectivamente, e intentando que la situación no se convierte en un mecanismo paralizante frente a la adversidad, se proyectan los siguientes escenarios posibles:

1. Frente a la ausencia de certeza de la cantidad de cloruros que se aportarían mediante el uso de agua suministrada por OSE, se tiende a repasar aquellas indicaciones generales para la producción de hormigón:
   • disminuir el volumen de vacíos al producir hormigón, básicamente atendiendo la curva granulométrica de los agregados, prestar especial atención a la compacidad evitando la porosidad, se debe tomar en cuenta que la reacción de hidratación del cemento con agua con alto contenido de cloruros es más intensa, produce más calor y una microestructura más porosa, con disminución de la resistencia mecánica de las piezas.
   • un adecuado proceso de compactación (principalmente mecánico).
   • llevar al mínimo la relación agua/aglomerante con un exigente procedimiento de curado adecuado a las estaciones más severas (la experiencia indica que en nuestro medio no se brinda el tiempo y el cuidado necesario) y, con mucho cuidado, aumentar el tenor de cemento en la dosificación (mediante el uso de aditivos se puede llevar la cantidad de cemento en hormigones convencionales a 400 o 450 kg/m3, pero, evidentemente esa decisión impactará en el costo final de la estructura).
2. Si por la dimensión de la obra no se supera un consumo, aproximado, de 3000 a 4000 lts de agua diarios, se la podría tratar en la obra mediante el uso de resinas de intercambio iónico; esto implica generar infraestructura de tratamiento y buscar asesoramiento en Ingenieros químicos para el correcto uso del producto.
3. Planificar la obra nuevamente a partir del cambio en las condiciones del agua. Es importante tener en cuenta que, independiente que comience a llover en cantidades adecuadas, esta situación requerirá de meses para retornar a la normalidad.
4. Proyectar el subsistema estructural mediante el uso de otras tecnologías, que pueden implicar el diseño mediante elementos prefabricados, estructuras metálicas, estructuras de madera, paneles multicapas prefabricados, entre otros, y disminuir el uso del hormigón armado.

 

A modo de conclusiones primarias

1. No es posible producir hormigón en masa o armado de forma convencional, utilizando para el amasado y el curado del hormigón, el agua suministrada, en la actualidad, por OSE.
2. Los datos suministrados por OSE con respecto a la calidad del agua, son tan variables que no son confiables; por otra parte, la Presidencia de la República ya anunció que autorizará a OSE continuar con este proceso de suministro, incluso, tomando el agua más cerca del Río de la Plata, incrementado la presencia de cloruros y materia orgánica en la red.
3. La condición universitaria y la responsabilidad histórica que tienen los/as Arquitectos/as con la comunidad, debe impulsarlos/as a involucrarse con la gestión del agua, no solamente para la producción de hormigón y morteros, sino para asegurar un derecho humano irrenunciable, distanciándose de la actitud, ignorante, irresponsable y paralizante, que significa dejar pasar el tiempo y “esperar que llueva…”
4. El diseño y la construcción del hábitat mediante la materialización de los proyectos de Arquitectura son tareas imprescindibles para el desarrollo de la Humanidad. De continuarse con la actitud hegemónica en el uso de los recursos naturales, principalmente producto del estímulo constante al consumo abusivo e irresponsable, no habrá otra alternativa que reformular el uso del hormigón, en masa y armado, mediante el diseño de nuevas.

Montevideo, 27 de junio de 2023

(50 años del Golpe de Estado contra la Democracia)

Referencias

1 Norma UNIT 1050:2005, Proyecto y ejecución de estructuras de hormigón en masa o armado, que sustituye a la Norma UNIT 1050:2001, del mismo nombre.
2 Un indicador muy preciso de esta situación es el volumen de venta de cemento portland en bolsas.
3 Hay que trasladarse a más de 50 años para atrás para encontrar una sequía de estas características.
4 Moléculas orgánicas chicas, presentes en el agua potable, pero en pequeñas cantidades, y surgen de la interacción del cloro con materia orgánica. 5https://public.wmo.int/en/our-mandate/water. “Más de 780 millones de personas, alrededor del 11% de la población mundial, no tienen acceso a agua limpia y segura. Aún más preocupante es la estimación de que aproximadamente la mitad de las camas de hospital del mundo están llenas de personas que padecen enfermedades relacionadas con el agua. Los recursos hídricos están bajo estrés y la creciente demanda está agregando más presión, mientras que el cambio climático está aumentando la variabilidad en el ciclo del agua, provocando una mayor cantidad de eventos climáticos extremos, reduciendo la previsibilidad de la disponibilidad de agua y afectando la calidad del agua. A su vez, esta cascada de consecuencias amenaza el desarrollo sostenible, la biodiversidad y el disfrute del derecho humano al agua y al saneamiento en todo el mundo”.

 

1. 1. Dasar et al (2020) Applicability of seawater as a mixing and curing agent in 4-year-old concrete. Construction and Building Materials 259 – 119692. www.elsevier.com/locate/conbuildmat
   2. Hamada et al (2021) Seawater in concrete mix. CRC Press. Taylor & Francis Group.
   3. Li et al (2021) Development of sustainable concrete incorporating seawater: A critical review on cement hydration, microstructure and mechanical strength. Cement and Concrete Composites 121 – 104100. www.elsevier.com/locate/cemconcomp
   4. Liu J. et al (2021) Investigation on mechanical and micro properties of concrete incorporating seawater and sea sand in carbonized Construction and Building Materials 307 – 124986. www.elsevier.com/locate/conbuildmat
   5. Nishida T. et al (2018) Some Considerations for Applicability of Seawater as Mixing Water in Concrete. https://researchgate.net/publication/273619611
   6. Qu F. et al (2021) Effects of seawater and unsalted sea sand on the hydration products, mechanical properties and microstructures of cement mortar. Construction and Building Materials 310 – 125229. elsevier.com/locate/conbuildmat
   7. Wang J. et al (2018) Multiscale investigations on hydration mechanisms in seawater OPC paste. Construction and Building Materials 191 – 891–903. elsevier.com/locate/conbuildmat
   8. Wegian F. (2010) Effect of seawater for mixing and curing on structural concrete. https://doi.org/10.1080/19373260.2010.521048