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.. El
concreto armado es uno de los materiales de construcción
modernos más utilizados. Es barato, fácil de conseguir, posee una
serie de propiedades y características atractivas y es adecuado para
una gran variedad de aplicaciones en el campo de la
construcción. Es común que, debido a que suele utilizarse en
condiciones muy diversas, se ponga de manifiesto una de sus
principales debilidades: la posibilidad de que se corroan las
armaduras de acero (varillas y barras corrugadas), lo que puede
originar que el concreto que las cubre se manche, agriete y falle.
El concreto es un material poroso, repleto de
pequeños poros y capilares, a través de los cuáles penetran diversos
elementos corrosivos, tales como agua, iones de cloruro, oxígeno,
dióxido de carbono y otros gases, que pueden llegar hasta las barras
de acero que forman la armadura. En la mezcla de concreto, a partir
de ciertos niveles críticos de elementos corrosivos, el acero se
despasiva y comienza la corrosión. Cuando el hierro se corroe, los
productos de corrosión que se forman son de 2 a 10 veces más
voluminosos que el acero original, lo que genera tensiones que
cuando sobrepasan la resistencia a la tracción del concreto
circundante, provocan su agrietamiento y fragmentación. Una vez que
se ha producido el agrietamiento, la capacidad estructural del
elemento en cuestión puede verse amenazada y puede ser necesario
llevar a cabo costosas reparaciones para prolongar su vida útil.
Durante más de 50 años la
galvanización en caliente (por inmersión en baño de zinc
fundido) se ha utilizado en todo el mundo como una forma de
protección económica y efectiva contra la corrosión de las
barras de acero que formas las armaduras.
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PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN DE LAS
ARMADURAS |
.. El método
más económico y efectivo para minimizar el riesgo de corrosión de
las armaduras de acero (además de procurar que el recubrimiento del
concreto tenga el espesor adecuado y sea denso e impermeable), es
proteger las barras de acero mediante la galvanización en caliente.
Los revestimientos galvanizados obtenidos por inmersión en baño de
zinc fundido constituyen una barrera impermeable de zinc metálico y
aleaciones de zinc que aíslan la superficie del acero del concreto
que los rodea. Las barras de acero galvanizadas ofrecen muchas
ventajas con respecto a las barras convencionales sin protección,
entre las que se encuentran las siguientes:
- El inicio de la corrosión provocada por la llegada de los
iones de cloruro hasta la superficie de las armaduras galvanizadas
se retrasa considerablemente en comparación con las
convencionales.
- Los productos de corrosión que forma el zinc no provocan
tensiones internas tan perjudiciales como las que produce el acero
cuando se corroe dentro del concreto.
- Si se produce algún desperfecto en el recubrimiento de zinc
que deje al descubierto el acero base, la corrosión se concentrará
preferentemente en la capa de zinc circundante, proporcionando así
una protección electroquímica al acero expuesto.
- El revestimiento de zinc proporciona protección frente a la
corrosión a las armaduras de acero antes de que éstas sean
embebidas en el concreto.
.. Estas
características de las armaduras galvanizadas reducen sensiblemente
el riesgo de que éstas se vean afectadas por la corrosión, que es la
responsable de la aparición de manchas de óxido, fisuras y
fragmentación en el concreto. La galvanización de las barras
de acero prolonga los intervalos de mantenimiento de las estructuras
de hormigón y reduce sustancialmente su costo de conservación
global.
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ARMADURAS GALVANIZADAS EN
CALIENTE |
.. Durante la
inmersión de las barras de acero en baño de zinc fundido, se produce
una reacción metalúrgica entre el acero y el zinc, que da lugar a la
formación de un recubrimiento constituido por una serie de capas de
aleaciones hierro-zinc en la interfase acero/zinc y una capa externa
de zinc puro.
.. El galvanizado en caliente ofrece muchas
ventajas importantes con respecto a otros recubrimientos. Su
adherencia es de magnitud superior a la de, por ejemplo, los
recubrimientos de resinas epoxi aplicadas por fusión. Además, las
capas de aleaciones hierro-zinc del recubrimiento son más duras que
el acero subyacente y, en combinación con la capa externa blanda de
zinc puro, dan lugar a un recubrimiento extraordinariamente duro
y resistente a la abrasión.
.En general, las barras de acero galvanizadas
pueden tratarse del mismo modo que las no galvanizadas y no
requieren precauciones especiales para proteger el revestimiento
durante su manipulación, transporte e instalación en la obra. En
cuanto a la fuerza de adherencia al concreto de las barras de acero
galvanizadas, no es inferior a la de las barras sin recubrimiento, y
en muchos casos resulta incluso algo más elevada. Esto permite
utilizar las mismas especificaciones de diseño del concreto armado
(tamaño de las barras, longitudes de superposición, etc.) que se
aplican en el caso de las armaduras de acero exentas de
revestimiento protector.
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APLICACIONES DE LAS ARMADURAS
GALVANIZADAS |
.. El uso de estructuras de acero galvanizadas
(varillas, mallas, tuberías, pernos, ataduras, anclajes, espigas, y
acero estructural y de refuerzo en general) está ampliamente
generalizado ya, y resulta una decisión muy rentable en casos como:
~ Infraestructuras de
transporte, incluidos puentes, pavimentos de carreteras y barreras
de seguridad, entre otros.
~ Paneles para fachadas y
otros elementos de construcción arquitectónicos.
~ Vigas y pilares
exteriores y forjados expuestos a la intemperie
~ Elementos sumergidos o
enterrados sometidos a la acción de las aguas subterráneas y la
fluctuación de las mareas.
~ Estructuras marítimas y
costeras, y estructuras de alto riesgo instaladas en ambientes
agresivos.
En el mundo hay multitud de
ejemplos de utilización con éxito de armaduras galvanizadas en
diversos tipos de edificaciones, estructuras y construcciones de
concreto armado, tales como las siguientes:
~ Pavimentos, tableros de puente, farolas y
postes de electricidad hechos de concreto armado.
~ Chimeneas y torres de
refrigeración.
~ Silos de almacenamiento
de carbón.
~ Revestimientos con
túneles de depósitos e instalaciones para almacenamiento de
agua.
~ Muelles, espigones y
plataformas marítimas.
~ Puertos deportivos, pontones flotantes y
fondeaderos.
~ Diques y balaustradas
costeras.
~ Fábricas de papel,
plantas de saneamiento y tratamiento de aguas
residuales.
~ Instalaciones
industriales y plantas químicas.
~ Equipamiento de
autopistas y barreras de seguridad.
Se ha demostrado que la
galvanización retarda el inicio de la corrosión en las armaduras de
acero y reduce el riesgo de daños físicos en las estructuras de
concreto por delaminación, agrietamiento y fragmentación, incluso en
situaciones de exposición a una alta concentración de
cloruros.
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CÓMO PROTEGE EL ZINC A LAS ARMADURAS DE ACERO EN EL
CONCRETO |
.. El umbral de cloruros que determina el inicio de
la corrosión es considerablemente superior (entre 2 y 4 veces más)
en el caso del acero galvanizado que en el del acero sin
revestimiento. Además el Zinc posee un intervalo de pH de
pasivación mucho más alto que el acero, lo que hace que las
armaduras galvanizadas resistan mejor los efectos de reducción del
pH producidos por la carbonatación a medida que envejece el
concreto. Incluso cuando se inicia la corrosión del recubrimiento de
zinc, su velocidad de corrosión es bastante más baja que la del
acero sin proteger. Los productos de corrosión del zinc son
compuestos minerales más pulverulentos y menos voluminosos que los
productos de corrosión del hierro, y son capaces de emigrar desde la
superficie de las armaduras galvanizadas y difundirse en la matriz
del concreto adyacente, creando así muy pocas perturbaciones físicas
en éste.
Existen diversas pruebas
que sugieren que la difusión de productos de corrosión del zinc
ayuda a rellenar los poros de la interfase entre el concreto y las
armaduras, lo que hace que esa zona sea menos permeable y contribuya
a reducir el transporte de sustancias agresivas (como son los
cloruros).
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.. En las
estructuras de concreto armado expuestas a ambientes agresivos,
tales como los de las zonas marítimas costeras y las zonas
industriales, o cuando se utilizan sales anti-hielo, el problema de
la corrosión de las armaduras de acero es grave y generalizado, y
requiere la adopción de una estrategia de lucha contra la corrosión.
La galvanización en caliente supone una
inversión pequeña pero importante. Se utiliza de forma exhaustiva en
todo el mundo para proteger millones de toneladas de acero frente a
la corrosión. Es un servicio fácilmente disponible que tiene un
costo muy competitivo con relación a otros sistemas de
protección de las armaduras de acero. En comparación con los costos
totales de la construcción o edificación, y los enormes potenciales
asociados a la reparación prematura del concreto dañado o al fallo
de la estructura, el sobrecoste que implica la galvanización de las
armaduras de acero es muy pequeño y está plenamente
justificado.
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La galvanización en caliente ha demostrado ser
una forma económica y fiable de protección del acero del concreto
armado, en una gran variedad de condiciones de exposición, además de
mejorar su durabilidad global. La facilidad de fabricación y
suministro del producto, su fácil manipulación, transporte e
instalación, su durabilidad demostrada y el hecho de que no exija
ningún requisito de diseño especial han tenido como consecuencia que
el acero galvanizado haya sido aceptado en muchos países del mundo
para una amplia gama de construcciones de
concreto.
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ANEXO 1. EJEMPLOS DE ESTRUCTURAS DE ACERO
GALVANIZADO ALREDEDOR DEL
MUNDO |
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ANEXO 2. NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN EN CALIENTE DE
ARMADURAS DE
ACERO |
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ANEXO 3. COMPARATIVO DE VIDA
ÚTIL |
. Este documento es de carácter meramente
informativo, y ha sido extraído del original de nombre ¡El Zinc
Protege! / Armaduras de Acero Galvanizadas en Caliente – Una
Inversión Concreta, editado por la Asociación Internacional de
Zinc, quien ha adoptado todas las precauciones razonables para
garantizar la exactitud de la información. Si desea más información
y datos adicionales sobre las armaduras de acero galvanizadas en
caliente, visite la página www.galvanizedrebar.com
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