Cieza León, Dante HartmanCampos Muñoz, Ronald RoberthCampos Muñoz, Yony Yover2026-08-252026-08-252026-08-05Campos, Y. & Campos, R. (2026). Análisis de la carbonatación por intemperización según espesor de recubrimiento de las columnas de concreto armado en las viviendas de la ciudad de chota [Tesis para optar el título profesional de Ingeniería Civil]. Universidad Nacional Autónoma de Chota, Cajamarca, Perú.https://hdl.handle.net/20.500.14142/1085La carbonatación del concreto armado es un mecanismo de deterioro en edificaciones expuestas a intemperización, especialmente cuando el espesor de recubrimiento no garantiza la protección de la armadura. En la ciudad de Chota, donde gran parte de las viviendas presentan columnas descubiertas en azoteas, este fenómeno puede comprometer la resistencia del concreto. El objetivo de la investigación fue analizar la carbonatación por intemperización en relación con el espesor de recubrimiento de las columnas de concreto armado en viviendas de la zona urbana de Chota. El estudio adoptó enfoque cuantitativo, de tipo básico, con diseño no experimental. Se evaluaron 16 viviendas seleccionadas mediante muestreo probabilístico, realizando mediciones de recubrimiento, ensayos de fenolftaleína, esclerometría, análisis de pH y registro de condiciones ambientales (CO₂, temperatura y humedad). Los resultados demostraron que la profundidad promedio de carbonatación fue 2.15 cm, equivalente al 74.21% del recubrimiento, con velocidades medias de 0.68 cm/√año, identificándose condiciones críticas en recubrimientos ≤ 2.70 cm. Asimismo, la resistencia corregida del concreto mostró reducción significativa en columnas con mayor carbonatación, alcanzando valores mínimos de 101.43 kg/cm². El CO₂ ambiental fue el factor externo más influyente (r = 0.980), mientras que la antigüedad de la edificación presentó la mayor asociación interna con el deterioro (r = 0.974). La prueba de Kruskal–Wallis confirmó que el espesor de recubrimiento influye en el nivel de carbonatación significativamente (p = 0.000). Se concluye que los recubrimientos reducidos aceleran el avance del frente carbonatado y disminuyen la vida útil del concreto, lo que demanda estrategias de protección y mantenimiento en viviendas expuestas en Chota.ÍNDICE DE CONTENIDOS LISTA DE SIGLAS Y ABREVIATURAS ......................................................................... xiii RESUMEN............................................................................................................................. xiv ABSTRACT ............................................................................................................................ xv CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 16 1.1. Planteamiento del problema ........................................................................................ 16 1.2. Justificación................................................................................................................... 19 1.3. Formulación del problema........................................................................................... 20 1.4. Objetivos ........................................................................................................................ 20 1.4.1. Objetivo general ........................................................................................................... 20 1.4.2. Objetivos específicos ................................................................................................... 20 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO................................................................................... 21 2.1. Antecedentes ................................................................................................................. 21 2.1.1. Antecedentes internacionales ....................................................................................... 21 2.1.2. Antecedentes nacionales .............................................................................................. 26 2.1.3. Antecedentes regionales ............................................................................................... 26 2.2. Bases teóricas ................................................................................................................ 27 2.2.1. Ley de Difusión de Fick aplicada a la penetración de CO₂ en el concreto .................. 27 2.2.2. Carbonatación .............................................................................................................. 28 2.2.3. Factores para que se presente la carbonatación............................................................ 34 2.2.4. Influencia de la exposición a la intemperización en la carbonatación del concreto .... 36 2.2.5. Influencia de la carbonatación en la resistencia a la compresión del concreto ............ 37 2.2.6. Influencia del espesor de recubrimiento en la carbonatación del concreto .................. 37 2.2.7. Eficiencia del recubrimiento como protección frente a carbonatación ........................ 38 2.2.8. Recomendaciones técnicas sobre el espesor mínimo de recubrimiento ....................... 38 2.3. Definiciones conceptuales ............................................................................................ 39 2.3.1. Concreto armado .......................................................................................................... 39 2.3.2. Columnas de concreto armado ..................................................................................... 39 2.3.3. Espesor del recubrimiento del concreto ....................................................................... 39 2.3.4. Espesor del recubrimiento de columnas de concreto armado ...................................... 40 2.3.5. Resistencia a compresión del concreto armado por pruebas no destructivas............... 40 2.3.6. Intemperización ............................................................................................................ 41 2.3.7. Carbonatación en el concreto armado .......................................................................... 43 CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO ................................................................. 45 3.1. Tipo, diseño, nivel y enfoque de investigación ........................................................... 45 3.2. Ubicación, población, muestra, muestreo y unidad de análisis ................................ 47 3.2.1. Ubicación ..................................................................................................................... 47 3.2.2. Población ...................................................................................................................... 48 3.2.3. Muestreo ....................................................................................................................... 48 3.2.4. Muestra ......................................................................................................................... 49 3.2.5. Unidad de análisis ........................................................................................................ 49 3.3. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ....................................................... 51 3.3.1. Técnicas de recolección de datos ................................................................................. 51 3.3.2. Instrumentos de recolección de datos .......................................................................... 51 3.4. Hipótesis ........................................................................................................................ 53 3.5. Operacionalización de variables ................................................................................. 53 3.5.1. Variable independiente: Espesor de recubrimiento de las columnas ........................... 53 3.5.2. Variable dependiente: Carbonatación por intemperización ......................................... 53 3.5.3. Matriz de operacionalización de variables ................................................................... 54 3.6. Procedimientos de recolección de datos ..................................................................... 55 3.6.1. Selección e inspección visual de las viviendas de estudio ........................................... 55 3.6.2. Encuesta a los propietarios de las viviendas ................................................................ 56 3.6.3. Determinación de la columna de análisis por proceso aleatorio .................................. 57 3.6.4. Verificación y registro del espesor de recubrimiento .................................................. 58 3.6.5. Registro de las condiciones climáticas del entorno (CO₂, temperatura y humedad) ... 59 3.6.6. Análisis de carbonatación en columnas ....................................................................... 60 3.6.7. Resistencia a compresión en columnas de concreto con esclerómetro ........................ 64 3.6.8. Análisis de pH en laboratorio del polvo de concreto ................................................... 66 3.7. Procedimientos de análisis de datos ............................................................................ 67 3.7.1. Procesamiento de datos ................................................................................................ 67 3.7.2. Análisis de datos .......................................................................................................... 67 3.8. Material y equipos (descripción del uso) .................................................................... 68 3.9. Aspectos éticos .............................................................................................................. 69 CAPÍTULO IV: RESULTADOS.......................................................................................... 71 4.1. Descripción de resultados ............................................................................................ 71 4.1.1. Tasa y profundidad de carbonatación en columnas de concreto armado expuestas a intemperización según espesor de recubrimiento .................................................................... 71 4.1.2. Efecto de la carbonatación en la resistencia a compresión del concreto ...................... 81 4.1.3. Influencia de las condiciones ambientales en la carbonatación del concreto .............. 94 4.1.4. Influencia de los factores propios de la edificación en la carbonatación de las columnas de concreto armado ................................................................................................................ 109 4.2. Contrastación de hipótesis ......................................................................................... 120 4.3. Discusión ...................................................................................................................... 126 CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................... 131 5.1. Conclusiones ................................................................................................................ 131 5.2. Recomendaciones ........................................................................................................ 134 REFERENCIAS ................................................................................................................... 135 ANEXOS ............................................................................................................................... 145 Anexo 1. Matriz de consistencia ............................................................................................ 145 Anexo 2. Panel fotográfico .................................................................................................... 146 Anexo 3. Inspección de viviendas con las características idóneas para el estudio en la ciudad de Chota ................................................................................................................................. 158 Anexo 4. Cuestionario a los propietarios de las viviendas .................................................... 164 Anexo 5. Cuestionario a los propietarios de las viviendas .................................................... 167 Anexo 6. Registro de parámetros ambientales ....................................................................... 168 Anexo 7. Resultados de los ensayos in situ (Carbonatación y esclerometría) y en laboratorio (pH del concreto) ................................................................................................................... 169 Anexo 8. Planos ..................................................................................................................... 265application/pdfspainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/RecubrimientoIntemperizaciónResistencia a compresiónDióxido de carbonoProfundidad de carbonataciónhttp://purl.org/coar/resource_type/c_46echttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.00