La durabilidad y la vida útil de puentes son dos temas que cada vez están tomando más protagonismo. En este sentido los problemas ocasionados por la corrosión de las armaduras en las estructuras de hormigón ocupan el primer lugar en las afecciones a la durabilidad.
Primero hablaremos sobre el fenómeno de la corrosión de las armaduras en el hormigón. La corrosión del acero de refuerzo consiste en la oxidación destructiva del acero debido al medio que lo rodea; las consecuencias de la acción destructiva de la oxidación se presentan como una disminución de la sección de la barra de armadura, fisuramiento en el hormigón e incluso laminación del hormigón, debido a las presiones que ejerce el óxido expansivo y a la disminución o desaparición de la adherencia entre el refuerzo y el hormigón.
Según Mª Dolores García Alonso y Gerardo Ruiz Palomeuqe de la Universidad Politecnia de Madrid, la corrosión metálica cuando tiene lugar en un medio acuoso, es un proceso electroquímico en el que coexisten una reacción de oxidación, otra de reducción, la circulación de electrones a través del metal y la circulación de iones a través del electrólito. En los aceros embebidos en hormigón, la reacción anódica se define como:
Fe → Fe+2 + 2 e–
Los electrones liberados emigran a través del metal hacia otra región donde reaccionan produciendo una reducción de alguna sustancia existente del electrólito; las dos reacciones más probables en la región catódica son:
- En el caso de medios ácidos, en vez del oxígeno disuelto son los iones hidrógeno los que reaccionan con los electrones liberados:
2 H+ + 2e– → H2
- En el caso de medios alcalinos y neutros en presencia de oxígeno:
2 H2O + O2 + 4e– → 4(OH)–
El proceso de corrosión supone la formación de una pila electroquímica. La corrosión a través del metal y a través del electrólito entre el ánodo y el cátodo considera el funcionamiento de un circuito cerrado. Si el circuito se interrumpe en alguno de sus puntos la pila no puede funcionar y la corrosión se detiene.
Al tener lugar la corrosión en medios acuosos, se pueden originar iones en disolución, los cuales pueden participar en reacciones de equilibrio con otros del medio, incluidos los del agua. Por tanto, la corrosión depende de una serie de reacciones químicas en las que intervienen directa o indirectamente los iones del agua, es decir, depende del pH del medio.
En principio, las armaduras embebidas en hormigón pueden permanecer inalteradas durante tiempo indefinido, ya que la elevada alcalinidad del hormigón, un pH entre 12 y 14, y las condiciones termodinámicas en que se encuentran garantizan su pasividad (las armaduras se recubren de una película de óxidos imperceptible que actúa de barrera impidiendo la posterior oxidación). Debido a efectos de carbonatación (corrosión generalizada) o la entrada de cloruros (corrosión localizada), se produce un descenso de la alcalinidad, y al alcanzar valores de pH inferiores a 9 el hormigón de recubrimiento pierde su papel de capa pasivante.
Con lo anterior queda claro que un elemento clave en el proceso de corrosión de las armaduras en el hormigón, es el agua. De cara a mejorar la durabilidad del hormigón y consecuentemente prolongar la vida útil, parece lógico tener que evitar la presencia del agua en todo lo posible.
Por otra parte, no es algo nuevo si miramos por ejemplo la publicación por el entonces Ministerio de Obras Públicas de la Colección Oficial de Puentes de Tramo Recto en el año 1942, donde ya se definían detalles constructivos de las juntas entre el dintel y estribos enfocados a evitar filtraciones de agua sin control.
En los planos que acompañan la publicación, se detalla muy bien los bordes de la propia junta con perfiles metálicos, adecuadamente anclados con pletinas de fijación, tapados con una cubrejuntas a base de una placa metálica de libre movimiento en uno de los bordes. La propia junta se rellena con betún sobre un “encofrado” a base de una lámina de cierre flexible de cobre, plomo o zinc y una placa de corcho.
Hoy en día hay materiales más modernos que puedan hacer el mismo papel. Desde hace mucho tiempo se conoce el efecto destructivo del agua en contacto con estructuras de hormigón armado, y como siempre es mejor prevenir que tener que hacer un mantenimiento correctivo costoso. En concordancia es primordial cuidar mucho los detalles en los proyectos constructivos, en especial aquellos detalles relacionados con la evacuación del agua y el impedimento de su entrada a la estructura.
Los datos anteriores complementan el temario de los Temas 3 y 4 sobre Conservación y mantenimiento de puentes y estructuras del Módulo VI sobre Operaciones de conservación.
En general, los dos temas del Máster sobre la conservación y el mantenimiento de puentes y estructuras, ofrecen información valiosa para poder relacionar la degradación con daños, causas y las posibles intervenciones tanto preventivas como correctivas; garantizando las condiciones de servicio exigidas.
Autor: Leendert de Haan. Docente del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras de EADIC.
