Como ya todos sabemos, el concreto armado es el material más utilizado en la industria de la construcción. El excelente complemento de las propiedades del concreto con las del acero de refuerzo, para formar un material mixto el concreto armado ha permitido su espectacular difusión y utilización durante el último siglo, lo cual ha conllevado a que los problemas asociados a la durabilidad de estas estructuras tengan una gran trascendencia técnica, económica y social.

Por todo esto,  se ha dedicado mucho esfuerzo y dinero a conocer, prevenir y solucionar los riesgos que limitan la vida útil de un material que comenzó promocionándose como de durabilidad ilimitada y con mínimos requerimientos de mantenimiento.

La situación está, lamentablemente, lejos de ser satisfactoria, persistiendo aún controversias en cuestiones fundamentales. Sin embargo, está fuera de duda que la corrosión del acero de refuerzo es, con mucha diferencia, el principal factor que limita la durabilidad de las estructuras de concreto armado. En esta separata se analizan, con un enfoque netamente práctico, las causas, efectos, métodos de medida, modos de inspección y diagnóstico de la corrosión en este sistema: acero/concreto.

En nuestra realidad, no existe un reconocimiento generalizado de la importancia que pueden llegar a adquirir los daños por corrosión del acero de refuerzo, de manera que la inmensa mayoría de las inspecciones se realizan sobre estructuras donde los deterioros se han hecho ya aparentes,cuando sería deseable que se hicieran de manera rutinaria, sobretodo en ambientes de elevada agresividad.

La falta de acceso visual al acero de refuerzo contribuye a este estado de cosas, debido a que la sintomatología visible suele preceder a la solicitud de inspección y además ésta se hace aparente, en la mayoría de casos, cuando los daños son ya importantes.

En la Figura anterior se comparan los volúmenes relativos que pueden alcanzar los productos de corrosión del hierro con respecto al volumen de metal destruido. Resulta evidente que si los productos de corrosión no migran a través de los poros, pequeñas cantidades de metal corroído pueden generar tensiones considerables. Los efectos de la corrosión, en resumen se manifiestan en los tres componentes fundamentales del concreto armado: sobre el acero, sobre el concreto y sobre la adherencia acero/concreto, tal como se esquematiza en la figura siguiente:

La acumulación de todos los efectos de la corrosión es la principal causa de deterioro de las estructuras de concreto armado y la que limita, por tanto, su durabilidad. No existe un límite máximo tolerable de corrosión, que puede variar según la finalidad de las estructuras, ni un índice numérico de aceptación general para el cálculo de la durabilidad, pues se estima con relación a distintos parámetros: la adherencia entre el concreto y las armaduras, la pérdida de capacidad portante, la reducción de sección de las armaduras, el tiempo necesario para que las sustancias agresivas del medio penetren hasta las armaduras o, incluso, la sintomatología visible de deterioro.

En cualquier caso, sea cual sea el parámetro elegido para la estimación, son siempre los efectos de la corrosión la causa de la variación de dicho parámetro. Desde hace tiempo, la corrosión de las armaduras es un aspecto al que se concede la mayor importancia en el mantenimiento de las estructuras existentes, porque ha contribuido a colapsos estructurales de amplísima repercusión.

Viga de concreto armado afectada por un proceso de corrosión

El concreto armado, como el resto de los materiales de construcción, se proyecta con la idea de que permanezca estable a lo largo del tiempo, sin perder ninguna de las propiedades físicas y químicas que le caracterizan. Debido a su constitución, el concreto contiene poros, algunos de ellos interconectados entre sí, que pueden resultar de importancia crítica en su durabilidad, ya que los agentes agresivos externos tienen una vía de penetración a través de ellos, por capilaridad o difusión.

Frecuentemente el fallo prematuro es atribuible a la baja calidad del hormigón (relaciones agua/cemento demasiado altas, relaciones cemento/áridos demasiado bajas, puesta en obra inadecuada, etc.). En la Tabla 1 se ofrece una lista de los factores físico-químicos que más contribuyen a que el cemento pierda sus propiedades conglomerantes, junto a una sucinta descripción de los fenómenos que producen y de las medidas eficaces para contrarrestarlos o prevenirlos. En general la calidad del concreto, expresada en términos de permeabilidad o penetrabilidad, es la característica principal a la hora de determinar su durabilidad.

Un mejor panorama del efecto corrosivo en la estructura de C° A°

Debido a la baja resistencia a la tracción del concreto la inmensa mayoría de las estructuras se proyectan en concreto armado, la durabilidad del cual resulta limitada esencialmente por la corrosión de las acero de refuerzo.

 Todas las excelentes propiedades del concreto como material de construcción, resultarían baldías si no fuera por una propiedad adicional, su capacidad de proteger el acero de refuerzo contra la corrosión. Dicha capacidad la confiere el elevado pH del concreto, impuesto por el Ca(OH)2  formado en la hidratación de los componentes mayoritarios del cemento, los silicatos tricálcico y bicálcico, que garantiza un estado pasivo del acero de refuerzo y, con ello, su larga vida en servicio.

La acumulación de todos los efectos de la corrosión es la principal causa de deterioro de las estructuras de concreto armado y la que limita, por tanto, su durabilidad.

No existe un límite máximo tolerable de corrosión, que puede variar según la finalidad de las estructuras, ni un índice numérico de aceptación general para el cálculo de la durabilidad, pues se estima con relación a distintos parámetros: la adherencia entre el concreto y las armaduras, la pérdida de capacidad portante, la reducción de sección de las armaduras, el tiempo necesario para que las sustancias agresivas del medio penetren hasta las armaduras o, incluso, la sintomatología visible de deterioro.

En cualquier caso, sea cual sea el parámetro elegido para la estimación, son siempre los efectos de la corrosión la causa de la variación de dicho parámetro. Desde hace tiempo, la corrosión de las armaduras es un aspecto al que se concede la mayor importancia en el mantenimiento de las estructuras existentes, porque ha contribuido a colapsos estructurales de amplísima repercusión.

Aquí muestro una tabla de los principales factores de deterioro en las estructuras de concreto armado , las fenomenologías comunes y las medidas que se dan a fin de que no tengamos estos problemas.

 En general la calidad del concreto, expresada en términos de permeabilidad o penetrabilidad, es la característica principal a la hora de determinar su durabilidad. Para finalizar, en el siguiente post se tratará de las causas de la corrosión en el acero de refuerzo y a la corrosión localizada por presencia de iones cloruro, junto con la carbonatación del concreto, otro tema muy importante a tratar.

Algunas referencias:

Garcés Terradillos, Pedro ; Climent Llorca, Miguel ; Zornoza Gómez, Emilio .Corrosión de armaduras en estructuras de hormigón armado. Editorial Club Universitario, 2008

González Sandoval, Federico. Manual de supervisión de obras de concreto. Editorial Limusa, 2000

González Fernández,  Miranda Vidales .Corrosión en las estructuras de hormigón armado fundamentos, medida, diagnosis y prevención. CSIC, 2007

Publicaciones del Instituto de Corrosión y Protección. Pontificia Universidad Católica del Perú.