El hormigón ( y en general las pastas de cemento), por su capacidad de adaptarse a un molde, por su impermeabilidad una vez endurecido y por la posibilidad de ser inyectado es el material universal de construcción de obras enterradas: cimientos, muros de contención, pantallas, etc.

Otros materiales empleados en épocas anteriores hoy están en desuso y posiblemente su recuperación presentaría graves inconvenientes al no igualar las grandes prestaciones que ofrece el hormigón y, sobre todo, al no ajustarse a las demandas sociales que se han establecido en este siglo (las de tipo ecológico serían unas de ellas). Hoy sería inadmisible plantearse una cimentación masiva a base de sillares o de ladrillos, pero aún sería menos justificable devastar una región como la del Friuli para cimentar por estacas de compactación una ciudad como Venecia ( tal como sucedió durante el periodo que va desde el gótico al barroco).

a) El primero, (que por otro lado también es el más colateral y el más antiguo y que está resuelto a nivel de información, entre otros, por la Guía de Durabilidad del CEB) es el de la inestabilidad de las pastas de cemento Portland cuando se aplican directamente en contacto con los diferentes compuestos químicos que puede tener el suelo. Sabemos que las agresiones más habituales son los ataques ácidos (recordemos que las pastas de cemento son extraordinariamente básicas y que en presencia de ácidos proporcionan sales solubles o expansivas) y el ataque por sulfatos (en España hay áreas en las que el suelo tiene unos contenidos extraordinariamente elevados de sulfatos cálcicos y magnésicos).

Muchas de las soluciones habituales de cimentación están armadas con redondos de acero. Entonces los problemas mencionados ( sobre todo el del ataque ácido) se combinan y amplían debido a la corrosión de estas armaduras.

Las carencias de durabilidad de los hormigones armados no son un problema estrictamente ecológico en las primeras épocas de la construcción pero si que lo acaban siendo en un plazo no demasiado largo. Si un edificio dura la mitad de lo que ha de durar en condiciones normales implicará un grave problema económico al haberlo de amortizar según un ritmo no previsto pero sobre todo, si se ha de derribar, originará una gran cantidad de residuos a gestionar. (véase más arriba: "ESTUDIOS CUANTITATIVOS DE LOS RESIDUOS DE DEMOLICIÓN QUE SE ORIGINAN EN TRES MODELOS DE CONSTRUCCIÓN"). Si se considera a nivel global, doblar la cantidad de residuos previstos por el sector de la construcción durante un cierto periodo en que se haya construido especialmente mal, puede significar el colapso de los sistemas de gestión (vertederos, plantas de tratamiento, etc.) previstos. ( Lo que está pasando en barrios de Barcelona como "La Pau" y en muchos otros).

Aún reconociendo la importancia del tema que hemos comentado, lo dejaremos estacionado ya que su desarrollo suele realizarse en otras áreas del conocimiento.

b) En los análisis de ciclo de vida de las diversas soluciones constructivas (agrupadas en el capítulo anterior) se ha hecho patente que la incorporación de pastas de cemento a una solución constructiva implica, inmediatamente, el incremento de su tasa de impacto en el medio ambiente: eutrofía, ecotoxicidad, acidificación, residuos sólidos y smog. Si pensamos que una gran parte de los cimientos se realizan en contacto (actual o futuro) con las aguas del subsuelo no es necesario especular demasiado con las ideas para darse cuenta que los riesgos de alteración de las aguas son muy elevados.

Hay precedentes importantes, muy próximos a nosotros, de esta situación: En la ciudad de Barcelona, por vía normativa, se ha generalizado la construcción de subterráneos para ubicar en ellos aparcamientos de coches. Es relativamente habitual que los edificios construidos a lo largo de los últimos 20 años cuenten con dos o tres plantas por debajo del nivel de la calzada, construidas con tecnología tradicional o por pantallas (donde el muro se hormigona en un pozo que se ha preexcavado). Como consecuencia de esta práctica, las aguas de los diferentes niveles freáticos presentan una basicidad muy elevada que incluso las hacen inadecuadas para el riego de algunas especies de plantas. Es obvio que por su elevado nivel de Escheriquia coli estas aguas no se pueden destinar al consumo humano. Durante la construcción de un túnel de la Autopista del Maresme, en la realización de un gunitado (shotcrete) se llego a una tasa de contaminación básica de un freático que suministraba agua a diversas poblaciones, de tal nivel que hubo que cerrar las fuentes y pozos para evitar problemas con el consumo humano.

A estas circunstancias se suma que en los alrededores de Barcelona hay tal concentración humana y las pérdidas endémicas de pozos negros, fosas sépticas y alcantarillado es de tal nivel que ya hace años que los freáticos se han tenido que abandonar como base del suministro de agua de consumo debido a la elevada contaminación bacteriana.

En cualquier caso, la simbiosis de un material muy básico y lixiviable (sobre todo durante la construcción) con un nivel freático próximo no es especialmente favorable para controlar el incremento de la toxicidad del medio ambiente.

En lo que acabamos de decir quedan implícitas ciertas situaciones que vienen a agravar el problema:

a) cuando las pastas de referencia quedan sumergidas en aguas en circulación.

b) cuando el hormigón incluye compuestos lixiviables (metales pesados, por ejemplo) en alguno de sus componentes, se puede producir un elevado nivel de contaminación. Es el caso de las adiciones y aditivos. Sería necesario revisar, desde este punto de vista, los productos destinados a rectificar las propiedades de las pastas.

Muy a menudo el hormigón incorpora ( algunas veces para mejorar las prestaciones, a veces para eliminar un residuo, frecuentemente por ambas razones) algún residuo industrial susceptible de contener metales pesados. Las cenizas volantes, los humos de sílice o las escorias de alto horno pueden ser críticas al respecto.

Algunos aditivos químicos (plastificantes, aireantes, superplastificantes, etc.) pueden contener compuestos claramente contaminantes de los freáticos. Recordamos que muchos tensoactivos son "eutrofizadores" por definición.

c) Cuando el hormigón tiene una porosidad alta la disolución de los componentes de su interior es mucho más rápida. Sabemos que esta porosidad es función de la calidad del hormigón (cantidad de cemento, granulometría cerrada, etc.) pero también es función de la cantidad de agua (es correcta la teoría que plantea que la porosidad la causa la migración hacia el exterior de los accesos de agua que no han sido empleados en la hidratación de las sales del cemento). En cimientos los excesos de agua son frecuentes ya que a menudo sólo se puede conseguir un buen llenado de los pozos en base a una consistencia fluida. Tampoco, según lo que acabamos de decir, debería hacerse en base a plastificantes. En estos casos será necesario velar por la utilización de los materiales menos contaminantes dentro de la misma gama y, si es posible, revisar los métodos habituales.

d) Cuando la puesta en obra es inadecuada.

La puesta en obra del hormigón tienen una incidencia fundamental. Si se trata de un pilote prefabricado (poca sección y poco permeable) que se coloca por impacto, su grado de contaminación de las aguas será muy bajo, muy inferior al de un pilote construido in situ y infinitamente menos que una inyección. Por otra parte, hay una gran posibilidad de causar una incomodidad considerable a los vecinos debido a la polución acústica que se produciría.

De todo lo dicho podemos deducir que en el ámbito de las soluciones de cimentaciones, hay un campo interesante de análisis, ya que si conocemos los materiales y las acciones que causan impacto en el medio ambiente podremos adoptar soluciones alternativas o medidas correctoras adecuadas.

1. En el Planteamiento.

Adecuar el tipo edificatorio a las posibilidades de cimentación del suelo.
Es completamente absurdo plantear una edificación residencial de poca altura en un suelo blando que no admita una cimentación superficial sencilla. Aparte de las cuestiones económicas, un bosque de pilotes o de cualquier otra intervención profunda con hormigón es susceptible de causar una contaminación básica considerable de los freáticos.

En particular, debería ser prescriptivo no edificar en las proximidades de cauces de ríos o de freáticos muy superficiales.

Por una cuestión de duración, por tanto de no generación de gran cantidad de escombros en épocas no previstas, no hay que construir en suelos susceptibles de tener cierta dinámica que puedan dejar obsoleto el edificio antes de su amortización. Es el caso de vertientes inestables, de frentes regresivos por erosión, de fallas, etc.

Es fundamental en la planificación la información geotécnica previa y su consideración. Si se define como edificable (en base a cierto tipo constructivo) un solar que no debería serlo, la experiencia demuestra que, por desinformación y por presión económica aquel solar se acaba construyendo y generando problemas desde entonces.

Ya se ha hablado de la problemática que generan las grandes excavaciones. En su consideración habría que revisar (a nivel urbanístico) los principios que han promovido que todos los aparcamientos sean subterráneos.

2. En el Proyecto.

En el proyecto de cimientos y de sistemas de contención se han de tener claros una serie de conceptos:

- En función del impacto que causan en el medio, podemos ordenar los sistemas de cimentación ( de menor a mayor impacto ) de la siguiente manera:

Cimientos superficiales no armados o muy poco armados.

Pozos de cimentación en suelos secos y cohesivos. (*)

Pilotes prefabricados clavados. (**)

Losas generalizadas de cimentación. (*)

Pilotes de hormigón apisonados dentro de una camisa de acero.

Pozos excavados y hormigonados in situ (*)

Inyecciones (sobre todo a gran presión: Jet Grouting)

En el caso de cimentar por zapatas bajo pilares se ha de poner un especial cuidado en no adoptar espesores innecesarios de hormigón ya que éstos implican, por los conceptos de cuantía mínima y/o de seguridad suficiente a la adherencia, la utilización de una armadura de sección mayor que la estrictamente necesaria para el equilibrio de las secciones a flexión. En el caso de suelos blandos (hasta 2 T/m², para un asentamiento de 2,5 cm) se recomienda utilizar zapatas armadas de canto mínimo (alfa = 30 grados), para resistencias más elevadas del suelo se ha de recomendar la utilización de pozos o zanjas de cimentación sin armar. Véase figura 1.

Teniendo en cuenta la posible contaminación futura, por causa de accesos de agua durante el uso de la construcción, los cimientos y muros de contención han de estar impermeabilizados ( por ejemplo con una lámina de polietileno de alta densidad que los circunde) siempre que el suelo tenga una permeabilidad k<1E-7 m/s y éste no tenga discontinuidades (fisuras, kars, niveles más granulares, etc.) que favorezcan circulaciones locales.

3. En la Construcción.

Durante las obras de construcción de los cimientos se considerará:

No realizar excavaciones con exceso de volumen y con la ayuda del proyecto se considerará minimizar los sobrantes de tierras con una buena programación y control de los volúmenes de excavación y de relleno. En cualquier caso es muy importante realizar una buena gestión de los volúmenes de suelo excedentes.

No se actuará sobre los freáticos. Se preservarán de cualquier contaminación y no se desviarán.

Se controlarán los sobrantes de todos los materiales de construcción. Se cuidará que los residuos tengan una gestión de acuerdo con la normativa que esté en uso.

SOLUCIONES DE CIMENTACIÓN RÍGIDA

Figura 1

a) Cimentación bajo pared:

1- Pared
2- Riostra (mínima sección y armadura) (para absorber la retracción de la masa de hormigón)
3- Zanja de hormigón (con la menor cantidad de armadura posible. No retracción)
4- Lámina de polietileno continua

b) Cimentación bajo pilar:

1- Pilar
2- Sistema de riostras (mínima sección y armadura) (dimensionar para resistir el cortante a pie de pilar)
3- Dado de cimentación (no armado)
4- Lámina de polietileno continua

SOLUCIÓN DE CIMENTACIÓN FLEXIBLE

1- Lámina de polietileno continua