Hormigón proyectado (shotcrete) en sostenimiento: usos y control
Introducción
El hormigón proyectado es una técnica consolidada en sostenimiento de obra civil que permite aplicar una masa de hormigón sobre una superficie mediante proyección a alta energía. Su versatilidad para adaptarse a geometrías irregulares, su capacidad de empleo en frentes de excavación y la rapidez de ejecución lo convierten en una solución habitual en túneles, excavaciones a cielo abierto, taludes, pantallas de contención provisionales y reparaciones estructurales. Esta guía recoge criterios técnicos prácticos y criterios de control orientados a proyectos de infraestructura y obra civil en el contexto español.
Definición técnica del concepto
El hormigón proyectado consiste en la aplicación de una mezcla de cemento, áridos y aditivos sobre la superficie de trabajo mediante un equipo de proyección neumática o mecánica. El material puede elaborarse en planta o en obra y proyectarse en estado húmedo o seco. La energía de impacto en la superficie consigue la compactación local y la adherencia inicial; el resultado debe ser una capa continua con características mecánicas y durabilidad acordes al diseño estructural y de sostenimiento.
Tipos / Clasificación
Las variantes principales son hormigón proyectado en mezcla húmeda y en mezcla seca. Existen formulaciones específicas en función de la función: apoyo inicial de excavación, capa estructural definitiva, relleno de anclajes, o reparación de elementos. Se emplean fibras (metálicas o poliméricas) para mejorar la resistencia a fisuración y la ductilidad en numerosas aplicaciones. La dosificación puede incluir acelerantes de fraguado cuando se requiere soporte inmediato; preferentemente se utilizan acelerantes de baja alcalinidad para minimizar riesgos de corrosión de armaduras y daños a largo plazo.
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Factores técnicos clave
– Preparación del sustrato: limpieza, eliminación de material débil, prehumectación controlada y, si procede, tratamiento de anclajes y drenes. Un sustrato mal preparado es la causa de la mayoría de fallos de adherencia.
– Diseño de mezcla: equilibrio entre trabajabilidad, cohesión para minimizar rebote y resistencia mecánica. Selección de áridos y cemento compatibles con agresividades ambientales y con la granulometría adecuada para bombeo y proyección.
– Control de agua efectiva: la relación agua/cemento debe controlarse en obra; el exceso provoca baja resistencia, retracción y mayor rebote. En mezclas secas, el control en la boquilla es crítico.
– Aditivos y fibras: uso de superplastificantes para mejorar bombeabilidad sin aumentar agua, y fibras para control de fisuración por retracción y estado límite de servicio.
– Equipo y operación: mantenimiento del equipo de proyección, control de caudales de aire y mezcla, formación del personal y control de la distancia y ángulo de proyección. La pericia del personal influye decisivamente en la calidad de la pieza proyectada.
– Capa y capas sucesivas: espesor aplicado por pasada, solapes y tratamiento de juntas, así como tiempos entre pasadas y curado para evitar estratificaciones y fisuración.
– Curado y protección: curado adecuado para limitar pérdidas por evaporación y asegurar el desarrollo de la resistencia y durabilidad. Protección frente a heladas y radiación solar intensa según condición de obra.
– Control de corrosión: diseño y tratamientos para proteger las armaduras y anclajes, incluyendo recubrimientos o inhibidores cuando el entorno así lo requiera.
– Ventilación y control ambiental: en trabajos en galerías o espacios confinados es esencial controlar polvo, exposición de operarios y evacuación de humos.
Normativa aplicable en España (general; no inventar artículos)
La ejecución de hormigón proyectado debe referenciar la normativa técnica nacional y europea aplicable al hormigón y a la ejecución de obras de sostenimiento: especificaciones técnicas de hormigón, reglamentación de seguridad y salud en obra, normas europeas sobre ensayos y control de calidad del hormigón, guías técnicas específicas para túneles y excavaciones y documentos de buenas prácticas emitidos por organismos técnicos y asociaciones sectoriales. Además, los proyectos deben armonizar con los requisitos de durabilidad y mantenimiento establecidos en códigos técnicos de referencia y con las especificaciones particulares del proyecto y del promotor.
Errores comunes
– Substrato insuficientemente preparado: restos de polvo, hielo o materiales sueltos reducen adherencia.
– Control inadecuado del agua en mezcla: origen de baja resistencia, retracción y fisuración.
– Selección incorrecta o aplicación indebida de acelerantes que afectan durabilidad y compatibilidad con armaduras.
– Ignorar el control de rebote y desperdicio: exceso de rebote indica mala granulometría o técnica de proyección.
– Espesores no verificados: ausencia de control de espesor medio y irregularidades que comprometen el comportamiento estructural.
– Falta de coordinación con anclajes y drenaje: anclajes mal embebidos o drenajes insuficientes originan fallos de sostenimiento.
– Curado deficiente y exposición prematura: pérdida de prestaciones iniciales y aparición de fisuras.
– Personal no cualificado o equipo en mal estado: impacto directo en la productividad y la calidad.
Preguntas frecuentes
¿En qué situaciones es preferible el hormigón proyectado frente al hormigón vaciado en encofrado?
Se prefiere cuando la geometría es irregular, el acceso es limitado, se necesita soporte inmediato o se busca minimizar encofrados y tiempos de ejecución.
¿Cómo se controla la adhesión del hormigón proyectado al sustrato?
Mediante ensayos de tracción tipo pull-off sobre probetas representativas, inspección visual de continuidad de capa, control de limpieza y prehumectación del sustrato y pruebas destructivas o semidestructivas cuando sea necesario.
¿El hormigón proyectado puede ser la solución final de sostenimiento o solo provisoria?
Puede ser ambas. Su uso como capa definitiva exige un diseño orientado a durabilidad, protección de armaduras y control de retracción; como soporte provisional se enfatiza la rapidez y la capacidad portante inicial.
¿Qué ensayos de control de calidad son recomendables en obra?
Ensayos de resistencia a compresión sobre testigos o núcleos, ensayos de adherencia, control de granulometría y consistencia de la mezcla, inspecciones visuales y mediciones de espesor y continuidad.
¿Cómo se minimiza el rebote y el desperdicio de material?
A través de un diseño de mezcla cohesionada, control de granulometría, ajuste de parámetros de proyección y formación del personal para optimizar ángulos y distancias de aplicación.
¿Se pueden proyectar mezclas con fibras y armaduras?
Sí; las fibras se incorporan para mejorar comportamiento frente a fisuración y pueden proyectarse conjuntamente con armaduras y mallas adecuadamente fijadas y protegidas.
¿Qué riesgos de durabilidad deben considerarse?
Exposición a ambientes agresivos, presencia de cloruros o sulfatos, interacción con acelerantes alcalinos y protección insuficiente de armaduras. El proyecto debe prever tratamientos y especificaciones de mezcla apropiadas.
¿Es posible realizar control no destructivo del espesor instalado?
Sí, existen métodos no destructivos y semidestructivos que permiten estimar el espesor y continuidad, aunque la verificación mediante catas o núcleos es a menudo necesaria para comprobación definitiva.
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