Inhibidores de corrosión migratorios: un paso adelante...
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Inhibidores de corrosión migratorios: un paso adelante en la prevención y reparación eficiente Ponente: Eva Barbas (Servicio Técnico BASF CC) e.mail: [email protected] Lugar: Salon de actos edificio Verrtex, UPC, Barcelona.
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Inhibidores de corrosión migratorios:
un paso adelante en la prevención y
reparación eficiente
Ponente: Eva Barbas (Servicio Técnico BASF CC)
e.mail: [email protected]
Lugar: Salon de actos edificio Verrtex, UPC, Barcelona.
Patologías en estructuras de hormigón armado
Carbonatación
Reacción del Ca(OH)2 con el CO2
de la atmósfera que provoca una bajada del pH del hormigón y por consiguiente la reducción de su
capacidad protectora de las armaduras.
Cloruros
Actúan como catalizadores de la reacción de oxidación. Una vez dentro de la masa del hormigón sólo pueden tratarse mediante
inhibidores de corrosión.
Sulfatos
Los sulfatos reaccionan con el aluminato tricálcico para formar
Ettringita, sal expansiva que rompe la masa del hormigón.
Ataque químico
Los ácidos producen un lavado de la pasta conglomerante. Los áridos pierden cohesión y perdemos masa
de hormigón.
Degradación
del
hormigón
armado
Distribución de las principales causas responsables del deterioro progresivo del hormigón armado
Source: WCO – World Corrosion Organization
Corrosión: principal causa de
degradación de las estructuras de
hormigón armado
CO2
Carbonatación del
hormigón que des-
pasiva las armaduras Presente en la atmosfera
ClorurosActivador de las
reacciones de
corrosión de la
armadura Ambientes marinos, costeros,
sales de deshielo
Pro
mo
tore
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a c
orr
osió
n
Agentes corrosivos
O2H2O
¿Cuál es el coste de la Corrosión?Según la World Corrosion Organization, el 3,1 – 3,5% del PIB
de los Estados se destina a sanear problemas generados por
la corrosión
El coste anual mundial asociado al sanemamiento de los problemas causados por la corrosión se estima en 1,3 – 1,4 trillones de €
Este valor solamente considera los costes directos (actuaciones de reparación)
Adicionalmente deben añadirse otros costes indirectos, especialmente los derivados de la interrupción del servicio (estimados hasta 10 veces superiores que los directos)
Hasta el 25% del coste
total podría evitarse si se
tratara el problema de
corrosión de forma
preventiva, según la WCO
El Coste de la CorrosiónEl coste de la corrosión se asocia al gasto directo en
operaciones de reparación, saneamiento y mantenimiento de
las estructuras afectadas
Costes directos
Operaciones de reparación
basadas en la reposición de
la sección afectada
(reparación convencional
con mortero)
Costes indirectos
Costes sociales,
ambientales y económicos,
relacionados con la
interrupción del servicio
El Coste de la CorrosiónLos Costes Indirectos causados por la corrosión se estiman
hasta 10 veces superiores a los costes directos
Costes ambientales asociados a la propia operación de reparación convencional
Costes sociales y económicos por interrupción del servicio prestado
Reparar 100 m2 con el método convencional genera 5 Tn de escombro
Consumo de recursos naturales (áridos) y emisiones de CO2
asociadas
Generación de ruido y emisión de polvo
Cortes de tráfico y restricciones en la movilidad
Pérdida de productividad en industria e infraestructuras
El Coste de la CorrosiónLos sistemas convencionales de reparación basados en
reponer sección con mortero tienen una durabilidad limitada
Solamente el 40% de las
estructuras reparadas con el
sistema convencional tiene una
durabilidad superior a 10 años(Fuente: Estadísticas CONREPNET)
Prolongar excesivamente el periodo
entre reparaciones puede conllevar
la demolición final de la estructura
Coste de la Vida Útil Total de una
estructura de hormigón armado
Coste
Total
Vida Útil=
Coste
construcción +Costes de
reparaciónƩ
Forest Service, U.S. Department of Agriculture, USA, 2006
La acumulación de costes de
mantenimiento es generalmente
superior al coste inicial de
construcción
ReparaciónReparación de
la reparación
Reparación de la
reparación de la
reparación
Reparación de la
reparación de la
reparación de la
reparación
Reparación de la
reparación de la
reparación de la
reparación de la
reparación….
Métodos de reparación y prevención de
la corrosión del hormigón armado
Método tradicionalReparación con mortero,
por reposición de sección
previo saneamiento de la
armadura oxidada
Método lento, engorroso y de
durabilidad limitada. Poco
sostenible. Gran afectación
en la interrupción de servicios
y productividad. Efectividad y
durabilidad muy ligada a la
calidad de la intervención. No
apto como método preventivo
Ánodos de sacrificioSe instalan embebidos en
el hormigón y en contacto
con las armaduras a
razón de 1 ánodo por m2
Durabilidad limitada y
predecible, en función del tipo
y número de ánodos y del
potencial de corrosión. Su
reposición es muy compleja y
costosa. Apto para nueva
obra pero poco adecuado
para reparaciones puntuales
Protección catódicaAporte continuo de
corriente eléctrica
mediante mallas y
morteros conductivos
Gran efectividad, pero muy
sensible a la calidad de la
instalación. Alto coste de
instalación y mantenimiento.
Puede usarse para reparación
pero más adecuado para la
protección duradera a modo
preventivo.
Agentes inhibidores
de corrosiónProductos líquidos de
aplicación superficial que
paralizan la corrosión
Muy fácil y rápida aplicación,
que minimiza las
interrupciones del servicio.
Método más sostenible. Apto
tanto para reparaciones
puntuales como para
protección duradera a modo
de prevención
Inhibidores de corrosión migratorios:
MasterProtect 8000 CI
¿Qué es un inhibidor de corrosión
migratorio?
Material aplicado por el exterior de la estructura que es capaz de:
Difundir a través de la estructura
Reducir o parar la corrosión (carbonatación, cloruros) existente
Naturaleza química
Aminoalcohol Aminocarboxilato
Silicatos
Organo-alquilsilanos
Proceso de anclaje de los agentes
inhibidores de corrosión basados
en organosilanos
Liberación del alquilsilanol mediante hidrólisis y posterior reacción de condensación que provoca el anclaje:
Con la matriz cementante (Si, Al)
Con la fase férrica de la armadura (Fe)
Formación in
situ de un
siloxano
Inhibición de corrosión basado en
incremento de resistividad y efecto
hidrorepelente
Producto anclado en la superficie de la armadura:
Provoca la expulsión de agua en la zona alrededor de la armadura
Genera un incremento drástico de la resisitividad que no permite el movimiento de electrones
En condiciones de alta resistividad los procesos de corrosión se detienen y no progresan
Producto anclado en el interior de los poros del hormigón :
Aporta hidrofobia superficial, mejora la impermeabilidad y reduce absorción
Reduce la entrada de humedad y agua (vehículo para los agentes agresivos como el cloruro)
Reduce la difusión de CO2 y de O2
Actúa como antioxidante a modo de primera protección contra la oxidación
Aplicación y características
MasterProtect 8000 CI
MasterProtect 8000 CI es una composición de silanos que provocan la reducción
de la corrosión.
Líquido transparente e incoloro (no modifica el aspecto de la superficie sobre la
que se aplica).
Baja viscosidad (10 veces menos viscoso que el agua).
Fácil aplicación aplicación (air-less a ↓P, brocha o rodillo).
Elevada permeabilidad al vapor de agua.
Refuerza la capa pasivantesobre la superficie del acero
(aumenta la resistividad)
Reduce la entrada de agua y de cloruros
(hidrofuga)
Reduce la velocidad de oxidación futura de las
armaduras (>90%)
Objetivo: Velocidad de
corrosión < 0,1µA/cm2
Tintado del producto para control en obra:
Se puede emplear Rodamina B (colorante fotosensible de color rosa).
Permite un control en obra de dónde se ha aplicado el producto (al cabo de unos días el colorante
desaparece por acción del sol).
Procedimiento de aplicación
Aplicación sobre soportes:
Sin patologías aparentes: directamente sobre la superficie de hormigón preparada.
Con patologías aparentes:
Fisuras (sin pérdida de adherencia entre el hormigón y el armado): directamente sobre la
superficie de hormigón preparada.
Rotura del recubrimiento de hormigón: como tratamiento complementario a una reparación
estructural.
Procedimiento de aplicación
Aplicable A brocha
Con rodillo de pelo corto
Por proyección a baja presión (no pulverización)
Consumo Horizontal: 2 manos* de 300g/m2
Vertical, techos y/o soportes con humedad visible hasta 8%: 3 manos* de 200g/m2
* Tiempo entre manos 15’
Efectividad del producto contrastada
MasterProtect 8000 CI es el único inhibidor de corrosión con una certificación DIT-Plus emitida por el Instituto Eduardo Torroja (IETcc)
Este DIT-Plus certifica que MasterProtect 8000 CI es una solución efectiva y durable para el tratamiento de estructuras de hormigón armado afectadas por corrosión.
En el mismo se han tenido en cuenta monitorizaciones de estructuras reales a lo largo de 10 años.
Procedimiento de aplicación
CONDICIONES DE APLICACIÓN:
Condiciones ambientales: No aplicar si se prevé lluvia en las siguientes 4 horas, ni bajo la acción fuertes de los rayos
solares.
Soporte: Limpio, firme y libre de revestimientos y/o sustancias (sales, polvo, etc.) que puedan reducir la penetración
del producto. Preferentemente seco para favorecer la absorción, pero admite hasta 8% de humedad (hormigón
saturado)
Temperatura de aplicación: de 5 a 35ºC.
Humedad relativa del aire: < 85%.
Velocidad del viento: < 10m/s.
¿Dónde aplicarlo?
Estructuras nuevas de hormigón armado.
Estructuras no nuevas de hormigón armado con fisuras
y evidencias de corrosión activa.
Estructuras no nuevas de hormigón armado donde la
oxidación haya roto el revestimiento de hormigón y sea
necesario reparar estructuralmente con mortero.
Tratamiento en
probeta de hormigón
fisurado
Reducción de la corrosión
comparando con probetas
de control
Sin corrosión
preexistente99%
Con corrosión
preexistente92%
MasterPortect 8000 CI:
Procedimiento de aplicación
RAPIDA
POCO INVASIVA:
REDUCIDA O NULA
NECESIDAD DE
ELEMENTOS AUX.
SENCILLA
DURADERA
BAJO COSTE?
EFICAZ
Comparativa de costes frente a la
reparación convencional con morteroEjemplo en una reparación de un paramento con espesor de recubrimiento de 2,5 cm
PartidaReparación por el método convencional
con morteroTratamiento MasterProtect 8000 CI
Consumo de materialMortero: 2,5 cm/m2
Sin considerar el puente de uniónMasterProtect 8000 CI: 0,600 kg/m2
Medios auxiliares
(andamios, equipos)
Andamios o plataforma, martillo percutor,
mezcladora, cubilote, grúa, herramientas
para la puesta en obra del mortero
Andamios o plataforma, air-less (a baja
presión) o rodillo para aplicación superficial de
MasterProtect 8000 CI
Operarios para
realizar la aplicación
Mínimo 2 operarios (amasado + puesta en
obra). Sin considerar el tratamiento del
soporte ni el uso de puente de unión
1 operario – no requiere tratamientos
complejos de soporte ni mezclas previas
Rendimiento (con
idénticos medios
auxiliares)
100 m2/día – aplicación por proyección, con
preparación de soporte
400 m2/día – con la mitad de operarios
(aplicación por pulverizado en dos manos)
Reducción del plazo entre 4 y 5 veces (menor
coste de alquiler de equipos)
Emisión de residuos y
contaminación
acústica
Hormigón picado: 2,5 m3 ; 5 Tn/100m2
Generación de polvo y ruido
Costes de gestión/tratamiento de residuo
Sin emisión de residuos ni polvo y sin
generación de ruido
Sin costes adicionales de residuos
Durabilidad del
tratamiento
Aprox. 10 años (confirmado por estadísticas
reales)
Superior a 15 años (confirmado con
certificados externos en casos reales)
Coste unitario 150 – 180 €/m2 60 – 80 €/m2
¿Cómo llevamos a cabo una
reparación eficiente?
1• Evaluando la estructura y actuando con la solución más
adecuada en cada caso
2
• Herramientas:
• Ensayos destructivos (carbonatación, cloruros)
• Ensayos no destructivos (corrosión in situ)
3
• Soluciones disponibles:
• Método tradicional (hormigón, mortero, inyecciones….)
• Inhibidores de corrosión migratorios
• Otros tratamientos para combatir la corrosión
Las ideas claras
Lecturas de corrosión in situIdentificación del grado de corrosión de la estructura mediante
lecturas potenciométricas
Valores obtenidos:
Resistividad (kΩ·cm)
Velocidad de corrosión (µA/cm2)
Procesador
Punto fijo de contacto
directo con la armadura
Área de lectura directamente sobre la superficie
de hormigón por donde pasa la armadura
Consideraciones para la medición:
El hormigón no puede estar seco. Debe humedecerse lo máximo posible (recomendado empezar a empapar el día anterior)
Recomendado realizar las lecturas en los periodos de mayor humedad
Determinación del tipo de intervención
estructurasTratamiento integral medidas de corrosión in situ en estructuras
Velocidad de
corrosión
0,1 – 0,5
µA/cm2
Grado de
afectaciónLeve
Tiempo hasta
daño visible
> 10
años
Velocidad de
corrosión
0,5 – 1,0
µA/cm2
Grado de
afectaciónModerado
Tiempo hasta
daño visible
3 – 10
años
Velocidad de
corrosión
> 1,0
µA/cm2
Grado de
afectaciónGrave
Tiempo hasta
daño visible< 2 años
Corrosión avanzada que ha generado
daño visible. No es necesario realizar
ninguna medición porqué el daño visible
ya confirma la presencia de corrosión.
Requiere reponer la sección afectada
Grado de corrosión
grave que aun no ha
generado daño visible
pero lo hará en breve.
Puede repararse con
MasterProtect 8000 CI
como único tratamiento
Grado de corrosión
moderado que no provocará
daño inmediato pero seguirá
afectando a la estructura
hasta crear el daño visible.
Puede sanearse con
MasterProtect 8000 CI a modo
de tratamiento preventivo para
evitar mayores costes futuros
Grado de corrosión leve. Aunque no requiere
tratamiento inmediato, hay que establecer
monitorización (evaluar aplicación)
Monitorización de la efectividadEstudio de durabilidad : Único producto del mercado que
dispone de un estudio de durabilidad en una estructura local
Estudio realizado por el IETcc en el edificio de la Fundació Miró de Barcelona
Conclusión: el tratamiento inhibidor de corrosión con MasterProtect 8000 CI sigue siendo efectivo 10 años después de su aplicación
Amaduras en estado de pasivaciónSin afectación prevista en los próximos 10 añosI c
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/cm
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Referencias y conclusiones
MasterProtect 8000 CI de BASFAdemás de la certificación DIT-Plus, una larga lista de referencias de obras tanto
locales como internacionales avalan su efectividad para reparar y proteger contra
la corrosión
Edificio Torres Blancas. Alicante Fundación Miró, Barcelona Planta Gas Natural, Sagunto EDAR El Atabal, Málaga
Edificio Hispania, Murcia Escuela de pesca, Lanzarote Muelle Ercross, Huelva Centro de conservación, Teruel
Cementera Holcim, Jerez Parking Plaza, Valladolid Viaducto Paredones, Málaga Puerto deportivo, Tarragona
Reparación y protección de estructuras
de hormigón afectadas por corrosiónEdificios de la Fundació Miró - Barcelona
Construido en 1975 en la ladera de Montjuic.
Exposición a vientos marinos.
Hormigón armado de baja calidad.
Afectación por corrosión generalizada con
diferentes grados de daños según la zona del
complejo, inducida por cloruros y carbonatación.
Reparación y protección de estructuras
de hormigón afectadas por corrosiónEdificios de la Fundació Miró - Barcelona
Reparación y protección de estructuras
de hormigón afectadas por corrosiónEdificios de la Fundació Miró - Barcelona
Proyecto de rehabilitación inicial: Repicado del 100% de la superficie, saneamiento de la armadura y aplicación. de mortero de reparación (método tradicional de reparación).
Protección a largo plazo con protección catódica.
Aplicación de pintura anticarbonatación para el acabado.
Proyecto modificado: Reparación con el método tradicional solamente en las zonas de alta afectación.
Tratamiento con inhibidor de corrosión en las zonas de menor afectación y resto de zonas no reparadas a modo de protección a largo plazo.
Aplicación de pintura anticarbonatación para el acabado.
DESVENTAJAS
Actuación de larga duración.
Emisión de ruidos y polvo, incompatible para mantener el museo abierto al público.
Protección catódica: alto costo, alta complejidad, y coste mantenimiento.
Elevado coste.
VENTAJAS
Reducción del periodo de actuación.
Menor generación de ruido y con. menor emisión de polvo.
Facilidad de aplicación.
Reducción de los costes de reparación.
Protección a largo plazo con mínimo mantenimiento.
Reparación y protección de estructuras
de hormigón afectadas por corrosiónEdificios de la Fundació Miró - Barcelona
Reparación con método tradicional solamente en
las zonas con lesiones severas
(la protección epoxi de las armaduras es
incompatible con el uso del inhibidor)
Aplicación MasterProtect 8000
CI en las zonas sin desperfecto
severo visible (en superficies
carbonatadas no reparadas)
Aplicación de pintura
anticarbonatación en
todas las superficies
Monitorización de la efectividad del tratamiento con inhibidor de corrosión MasterProtect 8000 CI durante 10 años, por el IETcc.
Reparación y protección de estructuras
de hormigón afectadas por corrosiónEdificios de la Fundació Miró - Barcelona
Monitorización de la efectividad del tratamiento con inhibidor de corrosión MasterProtect 8000 CI durante 10 años, por el IETcc:
Umbral de corrosión
Si tras 10 años de haberse aplicado el tratamiento, los
valores de velocidad de oxidación de las armaduras
están por debajo de 0,1µA/cm2, significa que durante al
menos 20 años, no habrá previsión de daño visible…
Reducción de costes de intervenciónReparaciones con métodos combinados en función del grado
de afectación observado
Ejemplo : Edificio residencial Torres Blancas (Alicante)
Reducción de costes de intervenciónReparaciones con métodos combinados en función del grado
de afectación observado
Ejemplo : Edificio residencial Torres Blancas (Alicante)
Optimización de los costes de
intervención en estructuras afectadasEdificio residencial Torres Blancas - Alicante
Conclusiones
Los agentes inhibidores de corrosión de aplicación superficial son una tecnología efectiva para el tratamiento de estructuras afectadas por corrosión:
Alternativa más efectiva y duradera que el método tradicional de reparación con mortero
Solución más sostenible y económica
Es posible emplear los agentes inhibidores de corrosión a modo de tratamiento preventivo:
En obra nueva para incrementar la vida útil de la estructura
Como tratamiento preventivo para sanear afectaciones por corrosión en su estado prematuro, antes del daño visible
Eficacia demostrada con certificaciones y mediante la monitorización de su efecto a largo plazo en estructuras reales
04.11.2004 46
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Gracias por su atención.
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Carles Reguera
Dpto. Técnico Comercial EBE Iberia
Cataluña, Aragón
Xavier Marín Cubells
Dpto. Especificación Técnica EBE Iberia
Cataluña, Aragón, Baleares
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