La carbonatación del hormigón es un proceso químico por el cual el CO₂ del aire penetra en el material y reduce su alcalinidad. El hormigón sano mantiene un pH muy alto —del orden de 12 a 13— y esa alcalinidad genera una capa pasiva que protege la armadura. Cuando el pH cae por debajo de aproximadamente 9, esa capa se pierde y el acero queda expuesto: comienza a corroerse, el óxido ocupa más volumen que el acero original, genera presión interna y termina fisurando y desprendiendo el recubrimiento.
Un solo dato decide la gravedad del caso: la profundidad de carbonatación frente al espesor del recubrimiento. Mientras el frente carbonatado no alcanza la armadura, no hay corrosión iniciada. Cuando la alcanza, el proceso comienza.
Por eso el diagnóstico no es opcional. La carbonatación avanza en silencio durante años y, cuando el daño se hace visible en superficie, el deterioro lleva tiempo activo. Se detecta con un ensayo simple —fenolftaleína— y se detiene con un protocolo que debe eliminar el hormigón carbonatado, no solo cubrirlo.
¿Cómo avanza la carbonatación en el hormigón?
El CO₂ ingresa por la red de poros y reacciona con los compuestos alcalinos de la pasta de cemento, formando carbonato de calcio. La reacción no ocurre de forma dispersa: genera un frente que avanza desde la superficie hacia el interior, dejando atrás una zona de alcalinidad reducida.
Ese avance es rápido al principio y se desacelera con el tiempo, porque el CO₂ debe atravesar una capa carbonatada cada vez más gruesa para seguir reaccionando. La consecuencia práctica es contraintuitiva: una estructura joven puede carbonatarse más rápido de lo que su edad sugiere, y una antigua puede estabilizarse.
Cuatro factores gobiernan la velocidad:
- Calidad y permeabilidad del hormigón. Es el factor dominante. Una pasta porosa —mayor relación agua/cemento, curado deficiente— deja pasar el CO₂ con facilidad.
- Espesor del recubrimiento. No frena el avance, pero define cuánto camino debe recorrer el frente antes de llegar al acero.
- Concentración de CO₂. Mayor en entornos urbanos densos, túneles, estacionamientos cerrados y ciertos procesos industriales.
- Humedad relativa. Es el factor peor comprendido: en hormigón saturado el CO₂ casi no difunde, y en hormigón muy seco falta el agua necesaria para la reacción. La carbonatación es más rápida en condiciones intermedias.
Esto explica una observación frecuente en obra: elementos permanentemente sumergidos suelen carbonatarse poco, mientras que los sometidos a ciclos de mojado y secado son los más afectados.
¿Cuáles son las señales visibles?
Cuando la corrosión ya avanzó, el daño sigue un patrón reconocible:
- Fisuras paralelas a la armadura, que siguen la línea de las barras en lugar de responder a la geometría de los esfuerzos.
- Delaminación: al golpear la superficie suena hueco, señal de que el recubrimiento se despegó aunque todavía no caiga.
- Desprendimiento del recubrimiento con armadura a la vista.
- Manchas de óxido que afloran desde el interior.
- Reducción de sección de la barra en los casos avanzados.
Un matiz que cambia el diagnóstico: las fisuras por carbonatación siguen el trazado de la armadura. Las fisuras estructurales responden a flexión, corte o asentamiento y tienen otra geometría. Confundirlas lleva a reparar el síntoma equivocado.
¿Cómo se diagnostica?
| Ensayo | Qué determina | Cuándo aplicarlo |
| Fenolftaleína sobre fractura fresca | Profundidad del frente carbonatado | Siempre; es el ensayo base |
| Medición de recubrimiento (pachómetro) | Espesor real de hormigón sobre la armadura | Junto al anterior; sin este dato el primero no se interpreta |
| Inspección visual y sondeo por percusión | Extensión de delaminación y desprendimiento | Para delimitar el área a intervenir |
| Potencial de corrosión | Probabilidad de corrosión activa | Cuando no hay daño visible pero se sospecha proceso en curso |
| Ensayo de cloruros | Presencia de un mecanismo adicional | En zonas costeras o con exposición a sales |
El ensayo de fenolftaleína funciona por indicación de pH: aplicada sobre una fractura reciente, la solución vira a un tono rosado-violáceo donde el hormigón conserva su alcalinidad y permanece incolora donde está carbonatado. La frontera entre ambas zonas es el frente de carbonatación, y su distancia hasta la superficie es la profundidad buscada.
El resultado solo tiene sentido comparado con el recubrimiento real. Una profundidad de carbonatación moderada es irrelevante si el recubrimiento es generoso, y crítica si es escaso. Por eso ambos ensayos se ejecutan juntos.
¿Carbonatación o ataque por cloruros?
Ambos despasivan la armadura, pero son mecanismos distintos y exigen decisiones distintas:
| Carbonatación | Cloruros | |
| Mecanismo | Reducción generalizada del pH | Rotura localizada de la capa pasiva |
| Requiere pH bajo | Sí | No; actúa incluso con alcalinidad conservada |
| Patrón de corrosión | Extendida y relativamente uniforme | Localizada, tipo picadura |
| Avance | Frente definido desde la superficie | Penetración por difusión, sin frente nítido |
| Detección | Fenolftaleína | Análisis químico de contenido de cloruros |
| Entorno típico | Urbano, industrial, interiores ventilados | Costero, sales de deshielo, procesos con cloruros |
En la costa chilena es habitual que ambos actúen en simultáneo. Diagnosticar solo carbonatación en un entorno salino lleva a subestimar el daño y a diseñar una reparación que fallará antes de lo previsto.
¿Cómo se repara?
La secuencia no admite atajos. Cada paso omitido reaparece como falla:
- Delimitar la zona afectada por sondeo de percusión, extendiendo el perímetro más allá del daño visible.
- Retirar todo el hormigón carbonatado y delaminado, incluyendo el material que rodea la armadura por detrás de la barra. Dejar hormigón carbonatado en contacto con el acero mantiene el proceso activo.
- Limpiar la armadura hasta eliminar el óxido, por medios mecánicos.
- Evaluar la pérdida de sección. Si es significativa, corresponde verificación estructural y eventual refuerzo, no solo reparación superficial.
- Aplicar imprimación pasivante sobre el acero expuesto.
- Reponer con mortero de reparación compatible con el hormigón existente en módulo elástico y comportamiento frente a la retracción.
- Proteger la superficie con un revestimiento que reduzca el ingreso de CO₂.
- Registrar y monitorear la zona intervenida.
Los pasos 2 y 4 concentran la mayoría de las reparaciones que fracasan. Retirar solo lo que se ve deja el mecanismo funcionando bajo el parche; omitir la evaluación de sección convierte un problema estructural en una reparación estética.
Cuando el daño es extenso, existen alternativas a la demolición parcial —realcalinización o protección catódica—, que deben evaluarse caso a caso.
¿Qué entornos aceleran la carbonatación?
Tres condiciones agravan el fenómeno y rara vez se evalúan en conjunto:
Exposición costera. En estructuras próximas al litoral, la carbonatación coexiste con el ataque por cloruros. El diagnóstico debe contemplar ambos mecanismos o subestimará la velocidad real de deterioro.
Entornos industriales y mineros. Ciclos de mojado y secado, atmósferas con CO₂ elevado y presencia de agentes químicos aceleran el proceso en estructuras que, además, no pueden detenerse para ser intervenidas.
Zonas de demanda sísmica. Este es el punto que más se pasa por alto. El desprendimiento del recubrimiento reduce la sección efectiva y compromete la adherencia entre hormigón y armadura. Un elemento con armadura corroída no solo está deteriorado: tiene comprometida su capacidad de respuesta frente al evento para el que fue diseñado.
En resumen
La carbonatación reduce la alcalinidad del hormigón y despasiva la armadura, provocando corrosión, fisuras paralelas a las barras y desprendimiento del recubrimiento. El criterio que define la gravedad es la profundidad de carbonatación comparada con el espesor de recubrimiento, y se determina combinando ensayo de fenolftaleína con medición del recubrimiento real. La reparación exige retirar todo el hormigón carbonatado en contacto con el acero —no solo el material visiblemente dañado— y evaluar la pérdida de sección antes de reponer. En ambientes costeros debe descartarse además la presencia de cloruros.
