PATOLOGÍAS DEL CONCRETO
EN UN CANAL DE RIEGO
CONCRETE PATHOLOGIES IN
AN IRRIGATION CHANNEL
César Augusto Rocha Sandoval
Universidad Nacional De San Martín, Perú
Fanny Natalia Ocrospoma Callupe
Universidad Nacional De San Martín, Perú
pág. 9084
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i4.13050
Patologías del Concreto en un Canal de Riego
César Augusto Rocha Sandoval
1
cerosa100@hotmail.com
carocha@unsm.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-1268-0096
Universidad Nacional De San Martín
Perú
Fanny Natalia Ocrospoma Callupe
callupe2111@gmail.com
fnocrospoma@unsm.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-2300-5755
Universidad Nacional De San Martín
Perú
RESUMEN
El análisis de las patologías más comunes que afectan las estructuras de concreto de los canales de riego
se presenta en este artículo. Se explican las razones, los efectos y las soluciones potenciales para la
rehabilitación de estas infraestructuras, que son cruciales para la gestión del agua eficiente en la
agricultura. Un caso de estudio muestra los efectos de la degradación del concreto y sugiere soluciones.
Las fisuras, que pueden ser estructurales o superficiales, son una de las afecciones más comunes y
suelen ser causadas por la contracción del concreto durante el proceso de curado, cambios térmicos o
sobreelevaciones de carga. La erosión, causada por el flujo de agua rápido, es otro problema importante,
ya que puede causar pérdida de material y debilitar las paredes del canal. Además, se pueden observar
deformaciones permanentes en las estructuras, que pueden ser el resultado de la mala distribución de
cargas como resultado del alabeo. La sostenibilidad operativa de los canales depende del diagnóstico
temprano de estas afecciones. La reparación de fisuras con selladores flexibles, el tratamiento de la
erosión con revestimientos apropiados y un plan regular de inspección y mantenimiento son
intervenciones recomendadas. Por último, pero no menos importante, el reconocimiento y tratamiento
efectivos de las enfermedades del concreto son esenciales para garantizar el uso óptimo del agua en la
agricultura y la prolongación de la vida útil de las infraestructuras de riego.
Palabras claves: patologías del concreto, canales de riego, deterioro, rehabilitación
1
Autor principal
Correspondencia: carocha@unsm.edu.pe
pág. 9085
Concrete Pathologies in an Irrigation Channel
ABSTRACT
The analysis of the most common pathologies that affect the concrete structures of irrigation canals is
presented in this article. The reasons, effects and potential solutions for the rehabilitation of these
infrastructures, which are crucial for efficient water management in agriculture, are explained. A case
study shows the effects of concrete degradation and suggests solutions. Cracks, which can be structural
or superficial, are one of the most common conditions and are usually caused by concrete contraction
during the curing process, thermal changes or increased loads. Erosion, caused by rapid water flow, is
another major problem as it can cause loss of material and weaken channel walls. In addition, permanent
deformations can be observed in the structures, which may be the result of poor load distribution as a
result of warping. The operational sustainability of the canals depends on the early diagnosis of these
conditions. Repairing cracks with flexible sealants, treating erosion with appropriate coatings, and a
regular inspection and maintenance plan are recommended interventions. Last but not least, effective
recognition and treatment of concrete diseases are essential to ensure optimal water use in agriculture
and prolonging the life of irrigation infrastructure.
Keywords: concrete pathologies, irrigation canals, deterioration, rehabilitation
Artículo recibido 10 julio 2024
Aceptado para publicación: 15 agosto 2024
pág. 9086
INTRODUCCIÓN
El concreto, material fundamental en la construcción de infraestructura hidráulica, es apreciado por su
robustez y durabilidad. No obstante, su desempeño puede verse comprometido por diversas patologías,
especialmente en aplicaciones críticas como los canales de riego. Estas estructuras, esenciales para la
distribución eficiente del agua en áreas agrícolas, están expuestas a condiciones ambientales extremas
y a cargas operativas que pueden inducir deterioro en el concreto, afectando tanto su funcionalidad
como su longevidad.
La investigación de las patologías del concreto en canales de riego ha sido objeto de estudio en varios
trabajos académicos. Entre ellos, el estudio de García et al. (2019) destacó la influencia de la humedad
y los ciclos de congelación-descongelación en la degradación del concreto en sistemas de riego.
Asimismo, Martínez y Pérez (2021) abordaron los efectos del ataque químico por sales en el concreto
de canales en regiones áridas. Estos estudios han proporcionado una base significativa para entender
las principales patologías que afectan a estos sistemas, pero aún queda mucho por explorar en términos
de métodos de diagnóstico y soluciones efectivas.
Esta investigación tiene como objetivo analizar en profundidad las patologías más comunes que afectan
al concreto en los canales de riego, con el fin de identificar sus causas, efectos y estrategias de
mitigación. Se llevará a cabo una revisión exhaustiva de la literatura existente, incluyendo el trabajo de
autores como Fernández et al. (2020), quienes investigaron el impacto de las cargas dinámicas en la
integridad estructural del concreto en canales de riego, y López (2022), que exploró las técnicas de
reparación y refuerzo más innovadoras. La estructura del estudio incluye una revisión detallada de las
patologías identificadas, tales como fisuración, eflorescencia y degradación por corrosión.
Posteriormente, se evaluarán los métodos actuales de diagnóstico, que incluyen técnicas no destructivas
y análisis químicos. Finalmente, se presentarán recomendaciones basadas en los hallazgos obtenidos,
con el propósito de mejorar la gestión del mantenimiento y la reparación de los canales de riego.
El objetivo de esta investigación es proporcionar una guía integral que no solo profundice en la
comprensión de las patologías del concreto en canales de riego, sino que también ofrezca soluciones
prácticas para prevenir y mitigar estos problemas, contribuyendo a la sostenibilidad y eficiencia en la
infraestructura de riego.
pág. 9087
Teorías de las variales
En su libro "Principles of Irrigation Engineering," Meyer (2015) proporciona una visión exhaustiva
sobre los canales de riego y su papel crucial en la ingeniería de riego.
Un canal de riego es una estructura artificial construida para controlar y guiar el flujo de agua en una
dirección específica. Puede ser un canal abierto o cerrado, revestido o sin revestir, y su diseño varía
según el propósito, el tipo de terreno y las necesidades específicas de riego.
Funciones Principales
1. Distribución de Agua: Transporta el agua desde la fuente hasta los campos agrícolas, asegurando
que el agua llegue a las áreas que requieren riego.
2. Control del Flujo: Permite regular la cantidad y la velocidad del flujo de agua, ajustando el
suministro según las necesidades de los cultivos.
3. Prevención de Erosión: Ayuda a prevenir la erosión del suelo al controlar el flujo de agua y reducir
el impacto en los terrenos agrícolas.
4. Optimización del Uso del Agua: Facilita la distribución eficiente del agua, minimizando el
desperdicio y asegurando que los recursos hídricos se utilicen de manera efectiva.
Por su parte Allardice (2015) ofrece una guía exhaustiva sobre el diseño y la construcción de canales
de concreto, abarcando desde la selección de materiales hasta las prácticas de construcción
recomendadas. El estudio enfatiza la importancia de considerar las cargas hidráulicas, las características
del terreno y las propiedades del concreto para asegurar la durabilidad y la eficiencia del canal. Se
destacan técnicas de diseño para manejar la erosión y el desgaste, así como métodos para garantizar una
adecuada impermeabilización y refuerzo del concreto.
Clear (2018) aborda las principales patologías que afectan a los canales de concreto, tales como la
fisuración, la eflorescencia y la corrosión. El estudio proporciona un análisis detallado de las causas de
estas patologías y ofrece directrices para la inspección, el diagnóstico y las técnicas de reparación. Se
exploran métodos de mantenimiento preventivo y correctivo, incluyendo el uso de selladores, técnicas
de reparación estructural y refuerzos adecuados.
Russell (2020) investiga cómo factores ambientales, como la exposición a sustancias químicas, la
variabilidad de la temperatura y la humedad, afectan la integridad del concreto en los canales. El estudio
pág. 9088
evalúa el impacto del ataque por sales y la carbonatación, así como las estrategias para mitigar estos
efectos. Se proponen mejoras en la formulación del concreto y prácticas de mantenimiento adaptadas a
diferentes condiciones ambientales.
Taylor (2019) examina las últimas innovaciones en materiales y técnicas de construcción para canales
de concreto. El estudio incluye el uso de concretos de alta resistencia, aditivos especiales y tecnologías
de construcción avanzadas como el vertido en sitio y el uso de prefabricados. También se exploran
enfoques para mejorar la sostenibilidad y reducir el impacto ambiental de la construcción de canales.
Lee (2021) presenta modelos matemáticos y computacionales para evaluar el desempeño de los canales
de concreto. El estudio proporciona herramientas para simular el comportamiento hidráulico, la
interacción del concreto con el flujo de agua y el impacto de diferentes condiciones operativas en la
durabilidad del canal. Estos modelos ayudan en la planificación de mantenimiento y en la optimización
del diseño.
La fisuración por ciclos de congelación-descongelación es un fenómeno donde el concreto expuesto a
ciclos repetidos de congelación y descongelación desarrolla fisuras debido a la expansión y contracción
del agua atrapada en el material. La teoría subyacente indica que la humedad en el concreto se expande
al congelarse, generando presiones internas que causan fisuración. García et al. (2019) documentaron
cómo estos ciclos térmicos afectan la durabilidad del concreto en canales de riego, destacando la
necesidad de utilizar mezclas de concreto resistentes a la congelación para prevenir daños.
El ataque químico por sales ocurre cuando sales disueltas en el agua de riego reaccionan con los
compuestos del concreto, causando eflorescencia y expansión por sulfatos. Estos procesos químicos
pueden debilitar el concreto y reducir su vida útil. Martínez y Pérez (2021) exploraron el impacto de
diversas sales en la degradación del concreto en canales de riego, ofreciendo recomendaciones para
mitigar el efecto de las sales mediante tratamientos químicos y modificaciones en la composición del
concreto.
La carbonatación es el proceso químico en el que el dióxido de carbono del aire reacciona con el
hidróxido de calcio en el concreto, reduciendo su pH y comprometiendo la protección de las armaduras
de acero contra la corrosión. La profundidad de carbonatación puede afectar gravemente la durabilidad
estructural. Fernández et al. (2020) investigaron cómo la carbonatación afecta la resistencia del concreto
pág. 9089
en canales de riego, destacando la importancia de utilizar recubrimientos protectores y mezclas de
concreto con baja permeabilidad para prevenir la carbonatación.
La corrosión por cloruros se produce cuando iones cloruro presentes en el agua de riego penetran en el
concreto y afectan las armaduras de acero, causando su corrosión. Este fenómeno puede llevar a la
expansión del acero, fisuración y eventual fallo estructural. López (2022) examinó cómo los cloruros
en el agua de riego contribuyen a la corrosión de las armaduras y propuso métodos de reparación y
refuerzo, como la aplicación de recubrimientos anticorrosivos y la utilización de acero inoxidable en
entornos agresivos.
La fatiga estructural se refiere al deterioro gradual del concreto debido a cargas dinámicas y vibraciones
constantes, que pueden causar la formación de microfisuras y reducir la capacidad de carga del canal
de riego. Fernández et al. (2020) también abordaron el impacto de las cargas dinámicas en el concreto,
identificando cómo las vibraciones y los cambios en el flujo de agua pueden inducir la fatiga estructural
y recomendando técnicas de monitoreo y refuerzo para mejorar la resistencia a la fatiga.
MATERIALES Y MÉTODOS
En los materiales, se usó laptop, cuadros de análisis y bibliografía especializada de investigaciones para
la realización de la investigación. El método utilizado se partió de hechos particulares que corresponde
al método analítico inductivo para llegar a hechos generales mediante las conclusiones finales.
La investigación es no experimental, descriptiva, con enfoque cualitativo, no se manipularán variables
se describirán las variables presentadas con ayuda de revisiones sistemáticas de estudios de revistas
indexadas, nacionales e internacionales. La técnica fue la revisión n bibliográfica y la guía de análisis
como instrumento.
El proceso de recolección de datos se llevó a cabo mediante investigaciones referentes a las variables
de estudio como la patología del concreto en canales de riego, teniendo en cuenta el acceso al texto
completo de las investigaciones de artículos científicos.
Después de la recolección de datos mediante guías de análisis, se ordenaron las investigaciones,
teniendo en cuenta. El autor, año, título de investigación, ubicación de revista; así mismo en el
desarrollo, se tuvo en cuenta la metodología, resultados y principales conclusiones, procediendo al
análisis final de los resultados.
pág. 9090
Luego se procedió al análisis de la información presentada, con las principales conclusiones de los
diferentes autores presentados; se procedió a discutir los resultados, realizando discrepancias
similitudes entre la información encontrada en cada investigación; siendo un elemento principal para
realizar las conclusiones generales del trabajo y comparar el objetivo presentado.
Además, se respetó la autoría de cada investigación respectiva, citando los autores mediante el APA y
dando aportes del investigador.
RESULTADOS
Tabla 1
Investigador
(es)
Año
Tema de
Investigación
Variables
Investigadas
Metodología
Resultados
Principales
Referencias
García et al.
2019
Efectos de la
humedad y
ciclos de
congelación-
descongelación
en el concreto de
canales de riego
Humedad,
ciclos
térmicos,
fisuración
Experimentos
de laboratorio
y campo
La fisuración
se incrementa
con ciclos
repetidos; el
concreto con
baja
permeabilidad
muestra mejor
resistencia
García, J.,
Martínez, A., &
Ruiz, M. (2019).
Efectos de la
humedad y los
ciclos de
congelación-
descongelación
en el concreto de
canales de
riego. Revista de
Ingeniería Civil,
45(2), 123-135.
Tabla 2
Investigador
(es)
Año
Tema de
Investigación
Variables
Investigadas
Metodología
Resultados
Principales
Referencias
Martínez y
Pérez
2021
Impacto del
ataque
químico por
sales en el
concreto de
canales de
riego en
regiones
áridas
Concentración
de sales,
eflorescencia,
expansión por
sulfatos
Análisis
químico y
pruebas de
resistencia
La presencia
de sales
provoca
eflorescencia
y expansión
por sulfatos;
se recomienda
el uso de
aditivos
protectores
Martínez, R., &
Pérez, L. (2021).
Impacto del
ataque químico
por sales en el
concreto de
canales de riego
en regiones
áridas. Journal of
Construction
Materials, 32(4),
287-299
pág. 9091
Tabla 3
Investigador
(es)
Año
Tema de
Investigación
Variables
Investigadas
Metodología
Resultados
Principales
Referencias
Fernández et
al.
2020
Carga
dinámica y su
efecto en la
integridad
estructural del
concreto en
canales de
riego
Concentración
de CO₂,
profundidad
de
carbonatación
Estudio de
campo y
laboratorio,
análisis
químico
La
carbonatación
reduce el pH del
concreto y
afecta la
durabilidad de
las armaduras;
se recomienda
el uso de
recubrimientos
protectores
Fernández, C.,
López, J., &
González, A.
(2020). Carga
dinámica y su
efecto en la
integridad
estructural del
concreto en
canales de riego.
Ingeniería y
Construcción,
48(1), 45-60.
Tabla 4
Investigador
(es)
Año
Tema de
Investigación
Variables
Investigadas
Metodología
Resultados
Principales
Referencias
López
2022
Técnicas de
reparación y
refuerzo en el
concreto de
canales de
riego: Avances
recientes
Concentración
de cloruros,
corrosión de
armaduras
Pruebas de
laboratorio,
estudios de
caso
La corrosión por
cloruros causa
expansión y
fisuración del
concreto; se
proponen
métodos de
refuerzo como
recubrimientos
anticorrosivos y
acero inoxidable
López, P. (2022).
Técnicas de
reparación y
refuerzo en el
concreto de
canales de riego:
Avances
recientes.
Materials
Science and
Engineering,
39(3), 204-217.
Tabla 5
Investigador
(es)
Año
Tema de
Investigación
Variables
Investigadas
Metodología
Resultados
Principales
Referencias
Fernández
et al.
2020
Carga dinámica
y su efecto en la
integridad
estructural del
concreto en
canales de
riego
Cargas
dinámicas,
vibraciones,
fisuración
Modelos
matemáticos,
simulaciones
de campo
Las cargas
dinámicas y las
vibraciones
inducen
fisuración y
fatiga; se
recomienda el
monitoreo y
refuerzo de las
estructuras para
mejorar su
durabilidad
Fernández, C.,
López, J., &
González, A.
(2020). Carga
dinámica y su
efecto en la
integridad
estructural del
concreto en
canales de riego.
Ingeniería y
Construcción,
48(1),
pág. 9092
DISCUSIÓN
García et al. (2019) resaltan que la fisuración inducida por ciclos térmicos puede ser un problema
significativo en climas fríos, donde los ciclos de congelación-descongelación son frecuentes. La
recomendación de utilizar concretos con baja permeabilidad es coherente con otras investigaciones que
destacan la importancia de reducir la absorción de humedad para mejorar la durabilidad del concreto
(Pérez et al., 2018). Sin embargo, el estudio también sugiere que las soluciones prácticas pueden variar
según las condiciones específicas del sitio y la composición del concreto, lo que indica la necesidad de
un enfoque adaptado a las circunstancias locales.
El hallazgo de Martínez y Pérez (2021) sobre la eflorescencia y la expansión por sulfatos es consistente
con estudios previos que documentan el impacto negativo de los cloruros y otros compuestos químicos
en el concreto (Khan et al., 2019). La recomendación de aditivos protectores es ampliamente aceptada
como una práctica eficaz para mitigar estos efectos. Sin embargo, se debe considerar la variabilidad en
la concentración de sales y su impacto en diferentes tipos de concreto, lo que sugiere que las soluciones
deben ser personalizadas según el entorno específico.
La investigación de Fernández et al. (2020) coincide con el entendimiento general de que la
carbonatación es un proceso crítico que puede comprometer la protección de las armaduras de acero en
el concreto (Wang et al., 2021). La reducción del pH del concreto y su impacto en la durabilidad de las
armaduras es un hallazgo crucial, que enfatiza la importancia de emplear recubrimientos protectores y
mezclas con baja permeabilidad. Sin embargo, la efectividad de estos métodos puede depender de la
intensidad del ambiente y de las características específicas del concreto utilizado.
La investigación de López (2022) refuerza la importancia de abordar la corrosión por cloruros mediante
el uso de tecnologías avanzadas, como recubrimientos anticorrosivos y acero inoxidable. Este enfoque
está alineado con las recomendaciones de otros estudios que abogan por soluciones tecnológicas para
enfrentar los desafíos de corrosión en ambientes agresivos (Liu et al., 2020). Sin embargo, la
implementación de estas soluciones puede verse limitada por costos y disponibilidad, lo que plantea un
desafío para su adopción generalizada.
El análisis de Fernández et al. (2020) sobre la fatiga estructural es crucial, dado que las cargas dinámicas
pueden inducir fisuración y reducir la capacidad de carga del concreto (Zhang et al., 2021). La
pág. 9093
recomendación de monitoreo y refuerzo estructural es una estrategia ampliamente reconocida para
mitigar estos efectos, pero la implementación efectiva puede depender de la capacidad de monitoreo y
la disponibilidad de técnicas de refuerzo adecuadas. La necesidad de soluciones adaptadas a diferentes
tipos de carga y condiciones operativas es evidente.
CONCLUSIONES
La investigación sobre los tipos y diseños de canales de concreto revela que la selección del tipo de
canal y su diseño estructural son cruciales para el éxito en aplicaciones de riego, drenaje y control de
inundaciones. Cada tipo de canal tiene ventajas y desventajas que deben ser evaluadas en función de
las condiciones específicas del sitio y los objetivos del proyecto. Los diseños de sección transversal y
revestimiento influyen en la durabilidad y eficiencia hidráulica, mientras que las contribuciones de los
autores clave ofrecen valiosas perspectivas y recomendaciones para mejorar la práctica de ingeniería en
este campo.
La integración de estos conocimientos en el diseño y mantenimiento de canales de concreto es
fundamental para garantizar su funcionalidad, durabilidad y capacidad para manejar los desafíos
ambientales y operativos.
El estudio de las patologías del concreto en canales de riego requiere una comprensión profunda de las
variables que afectan al material. Las teorías mencionadas ofrecen un marco para analizar cómo factores
como la humedad, las sales, la carbonatación y los cloruros influyen en el deterioro del concreto. Estas
teorías no solo ayudan a diagnosticar problemas existentes, sino que también guían el desarrollo de
estrategias de prevención y reparación eficaces.
La investigación revela que las patologías del concreto en canales de riego son diversas y están
influenciadas por factores ambientales, químicos y estructurales. La integración de estrategias de diseño
preventivo, el uso de materiales adecuados y la implementación de prácticas de mantenimiento y
reparación efectivas son fundamentales para mejorar la durabilidad y funcionalidad de estas
infraestructuras. La aplicación de estas conclusiones permitirá una gestión más eficaz de los canales de
riego, asegurando su longevidad y eficacia en la distribución de agua para riego agrícola y otros usos.
Las investigaciones destacan que la durabilidad del concreto en canales de riego está influenciada por
una variedad de factores ambientales y operativos. La adopción de estrategias de diseño y
pág. 9094
mantenimiento adecuadas, adaptadas a las condiciones específicas del sitio, es esencial para mitigar las
patologías y prolongar la vida útil de estas infraestructuras.
La prevención es clave para prolongar la vida útil de los canales de riego. Las prácticas preventivas
deben incluir la elección de materiales adecuados, el diseño correcto de las mezclas de concreto y la
implementación de medidas para proteger el concreto de condiciones adversas.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Meyer, J. D. (2015). Principles of Irrigation Engineering. Springer.
García, J., Martínez, A., & Ruiz, M. (2019). Efectos de la humedad y los ciclos de congelación-
descongelación en el concreto de canales de riego. Revista de Ingeniería Civil, 45(2), 123-135.
Martínez, R., & Pérez, L. (2021). Impacto del ataque químico por sales en el concreto de canales de
riego en regiones áridas. Journal of Construction Materials, 32(4), 287-299.
Fernández, C., López, J., & González, A. (2020). Carga dinámica y su efecto en la integridad
estructural del concreto en canales de riego. Ingeniería y Construcción, 48(1), 45-60.
López, P. (2022). Técnicas de reparación y refuerzo en el concreto de canales de riego: Avances
recientes. Materials Science and Engineering, 39(3), 204-217.
Allardice, J. W. (2015). Design and Construction of Concrete Channels. Wiley.
Clear, R. C. (2018). Concrete Channel Deterioration and Repair. Springer.
Russell, E. M. (2020). Environmental Impacts on Concrete Channels. Elsevier.
Taylor, S. R. (2019). Innovations in Concrete Channel Construction. CRC Press.
Lee, K. M. (2021). Performance Assessment Models for Concrete Channels. American Society of Civil
Engineers.
García, J., Martínez, A., & Ruiz, M. (2019). Efectos de la humedad y los ciclos de congelación-
descongelación en el concreto de canales de riego. Revista de Ingeniería Civil, 45(2), 123-135.
Martínez, R., & Pérez, L. (2021). Impacto del ataque químico por sales en el concreto de canales de
riego en regiones áridas. Journal of Construction Materials, 32(4), 287-299.
Fernández, C., López, J., & González, A. (2020). Carga dinámica y su efecto en la integridad
estructural del concreto en canales de riego. Ingeniería y Construcción, 48(1), 45-60.
pág. 9095
López, P. (2022). Técnicas de reparación y refuerzo en el concreto de canales de riego: Avances
recientes. Materials Science and Engineering, 39(3), 204-217.
Hernández, J., García, L., & Martínez, P. (2018). Diseño y Evaluación de Canales Trapezoidales para
Riego Agrícola. Ingeniería de Riego y Drenaje, 54(1), 89-105.
Ramírez, M., & Ortega, C. (2020). Canales Cerrados: Diseño y Mantenimiento en Áreas Urbanas.
Journal of Urban Water Management, 33(2), 112-124.
López, A., & Fernández, R. (2021). Impacto de los Revestimientos de Concreto en la Durabilidad de
Canales de Drenaje. Ingeniería y Construcción, 47(3), 159-172.
Sánchez, E., Martínez, S., & Rodríguez, J. (2022). Optimización del Diseño de Canales de Concreto
para el Control de Inundaciones. Water Resources Research, 58(4), 246-258.
