La carbonatación de los materiales cementosos es un proceso fisicoquímico que influye en su comportamiento durante la vida útil. Aunque suele asociarse a la durabilidad del hormigón armado, también afecta a morteros, revocos y fábricas de ladrillo cara vista, donde sus consecuencias pueden manifestarse sobre el acabado y las propiedades superficiales.
Desde Anfapa afirman que la transición hacia cementos con menor contenido de clínker añade nuevas variables. El objetivo técnico pasa por compatibilizar la reducción de carbono de los materiales con las prestaciones requeridas, incorporando el comportamiento frente a la carbonatación en el diseño, la formulación y la ejecución.
Qué es la carbonatación y cómo afecta a los materiales cementosos
La carbonatación se produce por la reacción del dióxido de carbono, CO2, presente en el ambiente con los compuestos alcalinos de los materiales cementosos, principalmente el hidróxido cálcico. Como resultado se forma carbonato cálcico, CaCO3, y disminuye progresivamente el pH del material.
Para que se produzca el proceso deben concurrir tres elementos: CO2 atmosférico, humedad en los poros y una red capilar que permita la difusión del gas. La carbonatación presenta una actividad especialmente relevante en condiciones de humedad relativa intermedia, aproximadamente entre el 50% y el 70%.
Carbonatación del hormigón y durabilidad estructural
En el hormigón armado, la reducción de la alcalinidad asociada a la carbonatación puede afectar directamente a la protección de las armaduras.
Cuando el frente de carbonatación alcanza el acero, puede desestabilizar la capa pasiva que protege las armaduras y facilitar el inicio de procesos de corrosión.
La velocidad de penetración depende de distintos factores, entre ellos la relación agua cemento, la compacidad del hormigón, el tipo de cemento y sus adiciones, la calidad del curado y las condiciones ambientales.
Por ello, el control del fenómeno requiere considerar tanto el diseño del recubrimiento como la correcta ejecución y curado del hormigón.
Morteros y ladrillo cara vista
En elementos sin armadura, como morteros de junta, revestimientos continuos y fábricas de ladrillo cara vista, la carbonatación no presenta el mismo riesgo de corrosión, pero puede provocar cambios en el aspecto y las propiedades del material.
Entre sus posibles efectos se encuentran las variaciones de tonalidad de las juntas, diferencias de envejecimiento, cambios en la permeabilidad, reducción de la porosidad de las capas externas y un ligero incremento de la dureza superficial por la formación de CaCO3.
En determinadas condiciones, esta reducción de la porosidad puede generar un efecto de sellado superficial.
Especial atención requieren las manchas o depósitos blanquecinos. Carbonatación y eflorescencias no son el mismo fenómeno, aunque visualmente puedan confundirse y ambos procesos puedan coexistir.
Las eflorescencias se producen por la migración de sales solubles hacia la superficie, donde cristalizan durante el secado. Estas sales pueden proceder de las piezas cerámicas, del mortero o de otros materiales integrantes de la fábrica.
Qué ocurre en las fábricas cerámicas
El ladrillo cerámico cocido no experimenta carbonatación. Sin embargo, una fábrica de ladrillo puede presentar procesos relacionados tanto con las sales solubles como con los materiales cementosos utilizados en su ejecución.
La carbonatación puede afectar a restos de mortero, cal libre y otros compuestos alcalinos presentes sobre la superficie. Paralelamente, las sales solubles pueden desplazarse con la humedad y generar eflorescencias al cristalizar.
La absorción y succión del ladrillo también condicionan el comportamiento del conjunto, especialmente durante las primeras fases posteriores a la ejecución.
Los cementos bajos en carbono modifican el escenario
La reducción del contenido de clínker de determinados cementos introduce variables que deben considerarse al estudiar la carbonatación y la durabilidad.
Estos materiales pueden presentar una menor reserva alcalina y un contenido inferior de portlandita, aspectos que pueden aumentar la susceptibilidad a la carbonatación. Al mismo tiempo, determinadas formulaciones pueden desarrollar microestructuras más densas que dificulten la difusión del CO2.
En morteros de albañilería y revestimiento, estos cambios pueden modificar la velocidad de carbonatación y la evolución del color y del acabado, haciendo necesario ajustar las formulaciones en función de las prestaciones requeridas.
La carbonatación también implica captura de CO2
La carbonatación no debe analizarse únicamente como un proceso de degradación. La reacción implica una captura de CO2 durante la vida útil del material y puede intervenir también en procesos de recarbonatación de materiales reciclados.
Asimismo, la formación de carbonato cálcico puede modificar localmente algunas propiedades superficiales. En materiales de obra vista, una evolución homogénea del proceso puede contribuir a mantener un acabado uniforme.
Estos posibles efectos deben diferenciarse del riesgo que representa la pérdida de alcalinidad cuando existe acero de armado susceptible de corrosión.
Buenas prácticas para controlar la carbonatación en obra
La prevención comienza con la selección y ejecución de los materiales. En morteros, revestimientos y fábricas vistas resulta recomendable:
- Seleccionar morteros compatibles con el tipo de fábrica.
- Controlar la relación agua cemento.
- Evitar la ejecución bajo condiciones ambientales extremas.
- Proteger las fábricas recién ejecutadas frente a lluvias intensas.
- Garantizar un curado adecuado de los materiales cementosos.
- Comprobar la compatibilidad entre ladrillo y mortero.
- Limitar la presencia y migración de sales solubles.
- Diferenciar correctamente entre carbonatación y eflorescencias antes de establecer medidas correctoras.
La incorporación de cementos con menor contenido de clínker hace necesario considerar conjuntamente carbonatación, durabilidad, formulación y condiciones de ejecución. El comportamiento final dependerá tanto de las características del material como de su exposición ambiental y de la calidad de la puesta en obra.
