UNIVERSIDAD DE CARTAGENA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA PROGRAMA INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
CORROSIÓN EN EL ACERO DE REFUERZO
Presentado por: PÉREZ TOVAR FREDIS JUNIOR
Presentado a: ING. WALBERTO WALBERTO RIVERA RIVER A
VIII SEMESTRE
CARTAGENA DE INDIAS D.T. y C.
Corrosión del acero del refuerzo Para entender el fenómeno de la corrosión, es necesario conocer la naturaleza del mismo. Conozcamos la opinión del experto
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La ASTM define la corrosión como la “reacción química o electroquímica entre un material, usualmente un metal y su medioambiente, que produce un deterioro del material
y de sus propiedades”. Para el acero de refuero en el concreto, la corrosión da como resultado la formación de ó!ido con de " a # $eces m%s $olumen que el acero ori&inal, con la correspondiente p'rdida de sus óptimas propiedades mec%nicas, produciendo una reducción en la capacidad resistente del acero y consecuentemente del elemento de concreto armado. ¿Porque la corrosión del acero de refuerzo es una preocupación?
(l acero en el concreto reforado aporta las propiedades de resistencia a la tensión tan necesarias en el concreto estructural, lo que e$ita el da)o en estas estructuras, su*etas a cualquier ni$el de esfuero que se &enere por acciones de posible ocurrencia. Sin embar&o, cuando el acero de refuero se corroe, este ó!ido pro$oca la p'rdida de ad+erencia entre el acero de refuero y el concreto, produci'ndose la e!foliación y la de laminación, +ec+o que podría afectar la estabilidad de la estructura, al reducirse el %rea del acero en su sección trans$ersal y consecuentemente su capacidad resistente. (sta situación es especialmente importante en cables de alto límite el%stico de elementos presforados. Las p'rdidas económicas causadas por la corrosión del acero de refuero en las estructuras de concreto se calculan en billones de dólares por a)o, nicamente en los (stados -nidos en que la Administración ederal de /aminos +a e$aluado en "00 millones de dólares el costo anual de reparación de puentes en el sistema inter1estatal, monto que se cuadriplica al considerar todos los puentes e!istentes en el país.
Por otra parte, la A&encia de Protección del Ambiente 2(PA3, con sede en los (stados -nidos de 4orteam'rica, indica que el costo total por reparación de la red $ial deteriorada por corrosión, ori&inada por el empleo de sales de des+ielo, es de apro!imadamente 500 millones de dólares al a)o. ¿Qué produce la corrosión del acero de refuerzo?
Las causas m%s frecuentes por las que se produce la corrosión del acero de refuero son6 la carbonatación del concreto, el ataque de cloruros y de sulfatos, y la acción de medioambientes a&resi$os. Clasificación de los procesos de corrosión
La corrosión se puede clasificar se&n su morfolo&ía o se&n el medio en que se desarrolla 2i&. 73. Clasificación según la forma
/uando se quieren e$aluar los da)os producidos por la corrosión resulta con$eniente la clasificación se&n la forma, presentada como se puede $er en la i&. 7 en uniforme y localiada. (n la corrosión uniforme el ataque se e!tiende en forma +omo&'nea sobre toda la superficie met%lica, y la penetración media es i&ual en todos los puntos. (sta es la forma m%s beni&na de corrosión pues permite calcular f%cilmente la $ida til de los materiales corroídos. La corrosión en placas incluye los casos intermedios entre la corrosión uniforme y la corrosión localiada. (n este caso el ataque se e!tiende m%s en al&unas onas8 pero se presenta an como un ataque &eneral. 9especto a la corrosión por picado se refiere a que el ataque se localia en puntos aislados de superficies met%licas pasi$as, propa&%ndose +acia el interior del metal en forma de canales cilíndricos. Tanto este tipo de ataque, como el inter&ranular y el fisurante, son las formas m%s peli&rosas ba*o las cuales se puede presentar la corrosión. (n los concretos con superficies sometidas a procesos de +umedecimiento y secado en donde e!ista ataque e!terno de cloruro, se puede presentar un enriquecimiento de los cloruros al interior de la masa de concreto. (n &eneral, durante el +umedecimiento el a&ua que penetra por succión capilar deposita los cloruros, y durante el secado el a&ua se e$apora permitiendo un nue$o ciclo con un posterior +umedecimiento. Sin darnos cuenta, +ablamos de la corrosión e!clusi$amente cuando nos referimos a estructuras de concreto reforado8 es natural si es el campo principal de nuestras acti$idades cotidianas. Sin embar&o, la corrosión suele ser la eterna “compa)era” de los metales, pudiendo estar presente en todos los lu&ares donde e!ista al&n instrumento, mueble o equipo que conten&a al&n tipo de metal, sobre todo en las onas donde el ambiente es a&resi$o, como puede ser, al&una ona marítima o industrial. Asimismo, en
&randes ciudades como la /iudad de M'!ico, donde no necesariamente el clima clasifica como a&resi$o, la llu$ia %cida consecuente del /:" medioambiental da)a las edificaciones8 lo que induce a que cada $e sea mayor la atención que se le debe poner en este fenómeno. /uando +ablamos de corrosión en el acero de refuero, casi todos lo asociamos principalmente a la ba*a del p; del concreto8 pero para entender me*or este fenómeno, debemos recordar que el p; es simplemente el lo&aritmo ne&ati$o de la concentración de iones +idró&eno. (ste concepto su&iere que un p; de < indica que se tiene 701< iones &ramo de +idró&eno por litro de solución, lo que corresponde a una solución neutra, mientras que un p; de 0 representa una solución muy %cida y uno de 7# una muy alcalina. (n el caso del concreto reforado, se +a comprobado que en el estado natural del concreto con un p; de apro!imadamente 7" 2alcalino3, el acero de refuero mantiene su capa de pasi$asión y, en consecuencia, queda prote&ido. Si el concreto cambia el p; y lle&a al ran&o de 70, la capa protectora del acero se pierde e inicia el proceso de corrosión. La corrosión es un proceso espont%neo de destrucción que e!perimentan los metales en contacto con el medioambiente, con$irti'ndose en ó!idos, lo que produce un &radual deterioro de ellos. (n los metales, la corrosión es un proceso permanente8 ya que estos siempre est%n en contacto con el a&ua, el o!í&eno del aire y en estos ltimos a)os, con la llu$ia %cida, que son los a&entes que principalmente influyen en el desarrollo de la corrosión. Al mismo tiempo, en las onas costeras el problema se intensifica debido al ambiente salino. La forma de corrosión m%s comn y destructi$a desde el punto de $ista económico, es la o!idación del +ierro. (ste problema si&nifica un derroc+e de ener&ía y de dinero8 lo que se e$idencia en el +ec+o de que en el mundo se &astan anualmente millones de dólares en la protección y reposición de los materiales de las estructuras corroídas. Para minimiar el problema de la corrosión, una de las $ías es prote&er los metales con pinturas anticorrosi$as o estructuras de +ierro &al$aniadas, esta)adas o bien a&re&ar a la estructura, %nodos de sacrificio de ma&nesio. La corrosión de los metales, y en particular del fierro, es un proceso electroquímico en el cual el elemento que contiene el metal que se corroe presenta onas anódicas y catódicas8 en que el +ierro, en presencia de +umedad, se o!ida al entrar en contacto con el o!í&eno del aire, dando como resultado un producto color caf' que carece de las propiedades estructurales del +ierro met%lico. (l producto de referencia se conoce como ó!ido de +ierro +idratado o +errumbre. (n &eneral los factores que desencadenan la corrosión del acero de refuero son6
Dosificación del concreto: (n &eneral debe ser sólido, compacto, +omo&'neo,
resistente y poco
poroso8
Espesor del recubrimiento: =epender% del ambiente. A mayor a&resi$idad ambiental,
mayor deber% ser el recubrimiento8 umedad ambiental: =ebe controlarse la capilaridad. /abe decir que en presencia de
cloruros el proceso es m%s comple*o por el car%cter +i&roscópico del mismo 2i&.>3. !emperatura: (l incremento de 'sta propicia la mo$ilidad de las mol'culas, facilitando el
transporte de sustancias. Su disminución puede dar lu&ar a condensaciones no deseadas. Carbonatación en el
concreto: (l dió!ido de carbono de la atmósfera reacciona con
los componentes alcalinos de la fase acuosa del concreto, dando lu&ar a la neutraliación y a la reducción abrupta del p; del concreto8 "i#i$iación por aguas puras: ?stas disuel$en el +idró!ido de calcio del concreto y
destruyen los restantes componentes del mismo. Coqueras % fisuras: Permiten el acceso de los a&entes a&resi$os.
¿Cómo disminuir los riesgos de corrosión en las estructuras de concreto reforzado?
Tal y como se +a referido, e!isten factores naturales que pro$ocan la corrosión del acero de refuero8 sin embar&o, e!isten pr%cticas recomendables que permiten proporcionar a las estructuras me*ores defensas, de forma que estas ten&an un me*or desempe)o ante las embestidas de los a&entes a&resores y consecuentemente ten&an una mayor durabilidad. A continuación, se refieren y describen bre$emente al&unas de estas pr%cticas. /ontrol de calidad en la fabricación de estructuras de concreto, 9ecubrimiento suficiente como protección del acero de refuero, @a*a relación a&ua1material cementante, /antidad suficiente de cemento, 9educción del contenido de a&ua, entre otras.
