Comparación de métodos para determinar el frente de carbonatación en estructuras en concreto reforzado, caso de estudio hospital universitario de Neiva.
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Universidad Santo Tomás
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La carbonatación del concreto es uno de los mecanismos de deterioro más relevantes en estructuras de concreto reforzado, debido a su impacto directo en la reducción del pH y la despasivación del acero de refuerzo. Tradicionalmente, la determinación del frente de carbonatación se ha realizado mediante el uso de fenolftaleína; sin embargo, estudios recientes han evidenciado limitaciones en su capacidad para representar la extensión real del fenómeno, particularmente en la identificación de zonas parcialmente carbonatadas. En este contexto, el presente estudio tiene como objetivo comparar la confiabilidad, aplicabilidad y alcance de diferentes indicadores de pH en la determinación del frente de carbonatación en estructuras de concreto en servicio. La investigación se desarrolló bajo un enfoque experimental comparativo in situ, evaluando cuatro indicadores (fenolftaleína, azul de timol, alizarina e índigo carmín) sobre columnas estructurales del Hospital Universitario de Neiva, mediante la ejecución de regatas controladas. Se realizaron mediciones de profundidad del frente de carbonatación para cada indicador, analizando la variabilidad, consistencia y legibilidad de los resultados en condiciones reales de inspección. Los resultados evidencian diferencias significativas entre los indicadores, con profundidades promedio de 40.1 mm para azul de timol, 62.6 mm para fenolftaleína, 70.7 mm para alizarina y 85.4 mm para índigo carmín. Estos hallazgos confirman la existencia de un gradiente de alcalinidad en el concreto y la presencia de una zona parcialmente carbonatada, cuya delimitación depende del umbral de respuesta del indicador utilizado. Se concluye que el frente de carbonatación no debe interpretarse como una frontera única, sino como una zona de transición química, y que el uso exclusivo de fenolftaleína puede conducir a una subestimación del avance del fenómeno. En consecuencia, se recomienda la implementación de enfoques comparativos que integren indicadores alternativos para mejorar la precisión del diagnóstico en estructuras en servicio.
Abstract
Carbonation of concrete is one of the most relevant deterioration mechanisms in reinforced concrete structures due to its direct impact on pH reduction and steel depassivation. Traditionally, carbonation depth has been assessed using phenolphthalein; however, recent studies have highlighted its limitations in accurately representing the actual extent of the phenomenon, particularly in detecting partially carbonated zones. In this context, this study aims to compare the reliability, applicability, and applicability of different pH indicators for determining the carbonation front in in-service concrete structures. The research was conducted through an in-situ comparative experimental approach, evaluating four indicators (phenolphthalein, thymol blue, alizarin, and indigo carmine) on structural columns of the Hospital Universitario de Neiva. Controlled grooves were executed to expose fresh concrete surfaces, and carbonation depths were measured for each indicator. The analysis focused on variability, consistency, and visual interpretability under real inspection conditions. The results show significant differences among indicators, with average carbonation depths of 40.1 mm for thymol blue, 62.6 mm for phenolphthalein, 70.7 mm for alizarin, and 85.4 mm for indigo carmine. These findings confirm the existence of an alkalinity gradient within concrete and the presence of a partially carbonated zone, whose extent depends on the pH response range of each indicator. It is concluded that the carbonation front should not be interpreted as a single boundary but rather as a transition zone, and that relying solely on phenolphthalein may lead to underestimation of carbonation depth. Therefore, a comparative approach incorporating alternative indicators is recommended to improve diagnostic accuracy in existing structures.
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spa
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Citación
Tamayo Polania, M. R. y Quintero Rodríguez, P. (2026). Comparación de métodos para determinar el frente de carbonatación en estructuras en concreto reforzado, caso de estudio hospital universitario de Neiva. [Trabajo de Maestría, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional