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El informe petrográfico

Primera parte

Sin duda alguna, el informe petrográfico resulta uno de los documentos más polémicos dentro de la industria del concreto. Veamos por qué.

Puede afirmarse con seguridad que un informe petrográfico es el reporte más polémico de la industria del concreto. Éste por lo general es necesario cuando el concreto no se ha desempeñado según las expectativas. En ocasiones, el informe petrográfico se asocia con un proceso de litigio, razón por la que se le concede un nivel de importancia adicional al que ya representa. A diferencia de un simple método de ensayo, como puede el de la resistencia a la compresión, la petrografía es una ciencia que no tiene un procedimiento único, cuyo resultado (el informe petrográfico) no contiene datos sencillos –de fácil interpretación– o comparables con los resultados de otros ensayos.

La petrografía utiliza un conjunto de técnicas –principalmente de la microscopía óptica moderna– en las que el juicio del especialista juega un papel sustancial en la selección de los sitios de donde se toman las muestras; en la selección de la muestra para su examen detallado a partir de un testigo; en la preparación y conservación de las muestras para el estudio; en la obtención de datos posteriores al desarrollo de las observaciones, y por último en la interpretación de los resultados. Gran parte de la información obtenida es cualitativa o semi-cuantitativa, lo que dificulta la comparación de informes realizados por diferentes petrógrafos sobre muestras extraídas y estudiadas en un mismo sitio.

¿Por qué hacer estudios petrográficos?

Primero hay que decir que, en términos generales, la Petrografía es la rama de la geología que se ocupa de la descripción detallada de las rocas. Este artículo, se centrará en el análisis de la “roca elaborada por el hombre”, y que todos conocemos como concreto.

Las técnicas petrográficas a menudo requieren más tiempo para la preparación y reconocimiento de las muestras que bien pueden ser incluidas en las garantías de calidad de la construcción. Con ellas se requieren horas de trabajo altamente calificado, por lo que resultan costosas para el desarrollo de ensayos de rutina. Esta es la razón por la que estas técnicas son mayormente utilizadas para solucionar conflictos, a menudo en el contexto de un litigio. Igualmente resultan útiles en proyectos de investigación ya que proporcionan información detallada acerca del propio concreto y de cualquier deterioro que pudiera existir.

La Norma ASTM C856 “Práctica Estándar para Examen Petrográfico al Concreto Endurecido”, describe las técnicas que se pueden utilizar para este estudio. El petrógrafo seleccionará las técnicas apropiadas sobre la base de las interrogantes que está tratando de responder y las capacidades del laboratorio a utilizar. La información que se puede obtener incluye el tipo de agregados y si éstos han tenido alguna reacción, el contenido de aire incluido (con la norma ASTM C457), la calidad de la pasta de cemento, la presencia y cantidad estimada de materiales cementantes adicionados, la estimación de la relación agua–material cementante, la presencia y posibles causas de agrietamiento, la presencia e identificación de materiales en grietas y oquedades, así como las evidencias (concluyentes o no) que sugieren las posibles causas de determinados deterioros, tales como: desprendimientos, grietas, caída de recubrimientos, oquedades o desconchados.

¿Qué perfil debe tener un petrógrafo?

Es esencial para un petrógrafo tener una adecuada instrucción y experiencia; sin embargo, no es común que existan títulos universitarios en petrografía del concreto. La Norma ASTM C856 plantea que: “el petrógrafo del concreto deberá cubrir cursos de nivel universitario que incluyan: petrografía, mineralogía, mineralogía óptica, o 5 años de experiencia equivalente acreditada, y su aplicación a la evaluación de materiales usados en la elaboración del concreto y de productos elaborados a base de materiales cementantes”. Por lo general, estos cursos pueden ser parte de programas de licenciatura en Geología con énfasis en mineralogía y microscopía óptica, es decir, en la aplicación de la microscopía óptica en el estudio de las rocas.

Si bien el concreto es esencialmente una roca artificial, hay diferencias entre éste y una roca natural, que afectan cualquier análisis; desde la preparación de las muestras hasta la interpretación de los resultados. Para conocer más acerca del concreto, el geólogo necesita trabajar junto a un petrógrafo del concreto con experiencia, preferiblemente como parte de un equipo multidisciplinario de profesionales. También resulta útil que el petrógrafo gane experiencia de campo, ya que esto proporciona un mejor desempeño frente al estudio detallado de las muestras en el laboratorio.

Por lo general, en los Estados Unidos de Norteamérica los petrógrafos no tienen licencias para ejercer, de acuerdo a lo que estipulan los Consejos de Licencia del Estado; sin embargo, en algunos estados se llegan a expedir licencias a geólogos titulados con experiencia. No obstante, es una realidad que estos trabajos deben llevarse a cabo bajo la supervisión de profesionales autorizados, ya sean geólogos o ingenieros.

¿Cómo sacar el mayor provecho a un informe petrográfico?

Comunicación: Muchas personas cometen el error de enviar al petrógrafo para su estudio, una muestra testigo extraída aleatoriamente en el sitio, lo que no proporciona una información real acerca de la muestra, ni del sitio; sin embargo, a pesar de esto, se espera que el petrógrafo confeccione un informe detallado y esclarecedor.

Es importante tener en cuenta que se trata de un estudio costoso y demorado, en el que se necesita tener la mayor cantidad de información posible, ya que en la medida que el petrógrafo disponga de mayor información, el producto final del estudio será más completo y provechoso. De la misma forma en que el ser humano no debe acudir a su médico para un diagnóstico sin comentarle antes acerca de los síntomas que está experimentando, no se deberá enviar jamás una muestra a un petrógrafo, sin que se proporcione más información al respecto. La información que se le deberá dar al petrógrafo incluye los síntomas observados (ej. agrietamiento) y la fecha de detección de la manifestación. Adicionalmente, se debe proporcionar información referente al proyecto, a las condiciones de exposición y a las fechas relevantes (ej. colado y aparición del daño). Es importante que además se tenga acceso a toda la documentación disponible (es deseable que se cuente con la mayor cantidad de información posible). Es común que documentos tales como reportes de diseño de mezclas de concreto, especificaciones de proyecto, y requisiciones de entrega de concreto, puedan ser de mucha utilidad.

Las fotografías pueden ser útiles; sin embargo es común que los croquis lo sean más, especialmente cuando se intenta encontrar las causas de una determinada manifestación indeseada. Es necesario que tengan esquemas de la zona de la estructura en las que se han tomado las fotografías, y que adicionalmente se ubiquen los puntos en donde fueron extraídas las muestras. En el caso de elementos agrietados, especial importancia tiene la inclusión de mapas de grietas asociados a los planos estructurales de la construcción o de la partes de ésta que se someterán al estudio petrográfico.

Generalmente, el petrógrafo elaborará un registro estandarizado con las observaciones obtenidas de cada muestra. En algunos laboratorios, el petrógrafo rutinariamente llega a estas observaciones antes de recibir toda la información del caso de estudio; en otros casos, la información arriba antes o durante el desarrollo de los estudios. Cualquiera de estas prácticas es aceptable, siempre y cuando el informe petrográfico se elabore tomando en consideración la información complementaria.

Muestreo: En el caso del muestreo, lo correcto es que el ingeniero o técnico especialista con experiencia de campo, decida dónde y cómo tomar las muestras para su análisis. Debido al costo de las pruebas, se suelen tomar pocas muestras en comparación con el volumen de material que estas representan, aunque deben ser representativas del problema. En general, no existen reglas universales sobre dónde y cómo tomar las muestras, pero sí se consideran algunas pautas, siendo una de estas el asegurarse de tomar una muestra que incluya el problema que nos preocupa y otra en un área comparable, que esté libre del problema. Por ejemplo, si se están investigando las causas del agrietamiento en el concreto, se debe tomar una muestra del material en la grieta y otra de una zona cercana, que se encuentre libre del daño; comparando los resultados de una y otra zona, y revisando toda la información disponible se podrán llegar a obtener resultados potencialmente útiles.

Las muestras se tomarán directamente de la estructura o de partes de esta, y no de segmentos fracturados encontradas en campo, que muchas veces representan el área más débil o donde los esfuerzos fueron los máximos obtenidos, pero no necesariamente representativos del material típico. Adicionalmente, la zona alrededor de las grietas pueden sufrir desprendimientos o contaminaciones, de ahí que se recomiende el estudio de especímenes, que se encuentren lo más sanos posible.

Es necesario asegurarse de que las muestras sean lo suficientemente grandes como para hacer las pruebas necesarias; es común hacer varios tipos de pruebas a muestras extraídas en un mismo sitio. Se recomienda no utilizar para el análisis petrográfico las mismas muestras que ya hayan sido utilizadas en ensayos de resistencia a compresión; sin embargo, si las muestras son lo suficientemente grandes, se podrán seccionar trozos más pequeños, para su estudio petrográfico, antes de ser sometidas al ensayo de resistencia. Si por alguna razón fuera necesaria la reutilización de especímenes previamente ensayados a compresión, se podrán estabilizar con resina epóxica y entonces someterlos al estudio petrográfico, pero con el entendido de que se estudiarán especímenes con grietas inducidas por el ensaye previo. Las Normas ASTM C457 y C856 incluyen los requisitos de tamaño mínimo de las muestras para este estudio.

Es importante etiquetar y envolver adecuadamente las muestras. La etiqueta debe ser clara, inequívoca e indeleble, y preferentemente con la información necesaria. Se considera buena práctica escribir directamente en la muestra (sin que se marque la superficie que se va a examinar) y/o en la bolsa de plástico que se utiliza como envoltura.

Una muestra agrietada o frágil debe de marcarse en el exterior de la bolsa; se recomienda no utilizar la cinta directamente adherida sobre la superficie de la muestra. Otra manera de proteger la muestra es colocarla dentro de un recipiente cilíndrico con el tamaño adecuado para que esta no se mueva en su interior, luego se sella con cinta para mantener el recipiente cerrado. Si las muestras no pueden ser trasladadas de manera segura al laboratorio o se desconoce la forma de su traslado, entonces deberán empacarse cuidadosamente, evitando así que estas puedan dañarse. Debe asegurase que junto con las muestras se anexe la información necesaria (zona de extracción, objetivo del estudio y datos de contacto). Si las muestras se destinan a solucionar algún litigio, o existen razones para sospechar que éstas puedan estar involucradas en la solución de alguna polémica; además de la anterior información, debe incluirse también la custodia y monitoreo del envío, para su arribo de forma segura al lugar de recepción.

Por lo general, los estudios petrográficos no son los únicos ensayos que se utilizan para determinar las causas de los deterioros en el concreto, el petrógrafo deberá conocer si se llevarán a cabo otros ensayos, pues podría seccionar la muestra de forma tal que ésta pueda utilizarse en otros ensayos. Un trabajo coordinado entre el petrógrafo y especialistas que realicen otros ensayos, puede ser útil para el flujo de la necesaria información y para resolver las aparentes contradicciones en los resultados de las pruebas.

Texto por: Richard D. Stehly y Adam J. Brewer

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