Estudio de la degradación de propiedades mecánicas en el concreto de estructuras de generación hidroeléctrica por exposición a aguas residuales del río Bogotá

Abstract

Estudio centrado en la evaluación de la degradación de las propiedades mecánicas y la durabilidad del concreto en dos centrales hidroeléctricas ubicadas en la cuenca del río Bogotá: el tanque de aquietamiento de la central El Paraíso y el Canal de Descarga de la central El Charquito, expuestas de manera continua a las aguas contaminadas del río. El objetivo principal fue analizar el impacto de los contaminantes presentes en el agua del río sobre la resistencia y la durabilidad del concreto. Para lograrlo, se realizaron ensayos, de compresión, medición del módulo de elasticidad y análisis microscópicos para evaluar la integridad del concreto a nivel microestructural y determinar la extensión del daño. Los resultados revelaron que la degradación es principalmente superficial, con una penetración de aproximadamente 3 a 5 mm, causado por una combinación de abrasión mecánica, generada por el flujo constante del agua y un ataque químico debido a la presencia de sulfatos, cloruros y materia orgánica en las aguas del río Bogotá. No obstante, se encontró que el concreto presenta un buen desempeño en términos de resistencia a la compresión y módulos de elasticidad con valores cercanos a los de diseño. Lo anterior debido posiblemente a la baja porosidad del concreto que limita la penetración profunda de los agentes agresivos, lo que sugiere que el daño se concentra en la superficie expuesta. Por último, se presentan alternativas de intervención que prevengan frente al continuo deterioro del concreto en la superficie expuesta, que comprometan la durabilidad, resistencia y estabilidad de las estructuras (Texto tomado de la fuente).

This study focused on evaluating the degradation of mechanical properties and durability of concrete in hydroelectric power plants located in the Bogotá River basin: the settling tank at El Paraíso and the discharge channel (or Tailrace) at El Charquito, both continuously exposed to the river's contaminated waters. The primary objective was to analyze the impact of pollutants present in the Bogotá River on the concrete's strength and durability. Various tests were conducted, including compression tests, modulus of elasticity measurements, and microscopic studies to assess the concrete's microstructural integrity and determine the extent of the damage zone. The results revealed that degradation is mainly superficial, with a penetration of approximately 3-5 mm, likely caused by a combination of mechanical abrasion from the constant water flow and chemical attack due to the presence of sulfates, chlorides, and organic matter in the river's waters. Nevertheless, the concrete showed good performance in terms of compressive strength and elasticity modulus, with values close to the design specifications, likely due to the concrete's low porosity, which limits deep penetration of aggressive agents, suggesting the damage is concentrated on the exposed surface. Finally, intervention alternatives are proposed to prevent further surface deterioration of the concrete, which could compromise the durability, strength, and stability of the structures.