Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

El colapso de las infraestructuras de concreto armado en reacción con el ambiente contaminado


Dr. Jorge Uruchurtu Chavarín / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Investigaciones en Ingeniería y Ciencias Aplicadas -UAEM

Archivo: Ingeniería de corrosión

¿Por qué se cae una estructura de concreto armado? Hay muchas causas: malas prácticas de construcción, los esfuerzos cíclicos a los que está sometida la estructura especialmente las construcciones con 20 años o más de vida útil, al diseño y los cálculos de ingeniería que se hicieron para construir la estructura. Todo esto no contenía los avances tecnológicos ni los materiales que se cuentan en la actualidad. Por lo tanto, muchas de estas estructuras están deficientes u obsoletas y que requieran mantenimiento, reparación y adecuación. Estas son parte de las muchas razones solas o combinadas pero no son sólo esas.
La mayoría de las estructuras de concreto armado como puentes y edificios, están hechas de una combinación de concreto y acero. Esto produce un sistema que presenta excelentes propiedades mecánicas a la tensión y compresión. Además la alcalinidad del concreto (mayor a 12) ofrece condiciones ideales para la formación de una película de óxido estable y protectora a la corrosión por el medio llamada pasividad del acero.

Para que se inicie la corrosión del acero en el concreto es necesaria la presencia de un electrólito, solución capaz de conducir corriente eléctrica. Cualquier concreto húmedo o mojado contiene electrólito en sus poros para hacerlo y causar corrosión. Este es un problema de la degradación del metal que pierde sus propiedades mecánicas. Generalmente el electrolito contiene especies agresivas como el oxígeno, principal oxidante en la naturaleza; cloruros, sulfatos, bióxido de carbono presentes en atmósferas marinas y/o urbanas, y otras. Mientras más seco este el concreto menor será su conductividad dificultando el paso de la corriente eléctrica.
Las estructuras de concreto reforzado se encuentran expuestas al medio de servicio en diferentes condiciones: enterradas o sumergidas como en el caso de muelles o cimentaciones y expuestas a la atmósfera. En el primer caso estas son atacadas debido a las especies presentes bajo tierra o en el agua cuando están sumergidas y en la atmósfera en presencia de humedad o lluvia. El oxígeno del aire, los sulfatos que son producto de la reacción del agua de lluvia ácida formada por la presencia de bióxido de azufre en la atmósfera y especialmente los cloruros en zonas costeras son importantes como especies agresivas, y que contribuye junto con el bióxido de carbono al descenso de la alcalinidad.

El acceso del agua de la lluvia ácida y del oxígeno disuelto a través del concreto por grietas y hendiduras permite alcanzar al acero, que de otra manera sería poco susceptible a la corrosión severa. Los cloruros son muy importantes especialmente en zonas costeras por su abundancia. Estos son de tamaño muy pequeño y pueden penetrar fácilmente a través de los poros llenos de agua y alcanzar en relativamente poco tiempo la superficie del acero. Debido a sus características tienen la propiedad de destruir la capa pasiva del metal en el sitio y producir corrosión localizada por picaduras, la cual es muy importante debido a que la velocidad a la que procede la corrosión bajo estas condiciones no puede calcularse de antemano con lo que no puede estimarse el espesor de diseño de los elementos metálicos y por ende su vida útil de servicio.

El bióxido de carbono es un producto de la combustión, especialmente en el caso de los combustibles fósiles utilizados extensamente desde el siglo XIX. Este contaminante se ha ido acumulando en la atmósfera del planeta y es responsable del calentamiento global. El bióxido de carbono es responsable de la disminución de la alcalinidad del concreto y cuando esta baja de 9, la capa pasiva del acero se vuelve inestable y desaparece produciendo la exposición de metal fresco a las especies agresivas promoviéndose la corrosión generalizada del metal, disminuyendo su espesor y degradándose las propiedades mecánicas del metal en particular, y del concreto armado en lo general.

Para controlar la corrosión del metal se utilizan una o varias alternativas de forma individual o combinada. Uso de metales más resistentes a la corrosión; modificando las propiedades eléctricas de la superficie metálica mediante el uso de fuentes de energía; por el uso de inhibidores que son substancias químicas que reaccionan con el medio modificando las propiedades fisicoquímicas de la superficie metálica o formando barreras entre el medio y el metal y finalmente el uso de recubrimientos metálicos y/o pinturas sobre la superficie metálica que actúan como barreras físicas separando al metal del medio agresivo.
En el Centro de Investigaciones en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAp) de la UAEM, se está trabajando en un proyecto de aplicación de inhibidores o recubrimientos “inteligentes”, para el control de la corrosión en varillas de acero embebidas en concreto. Estas investigaciones consisten en añadir compuestos químicos que respondan a un estímulo enviado a través del medio, por el metal cuando éste experimente el fenómeno de corrosión. Este estímulo será sensado por los iones presentes en solución y reaccionarán para ir a combatir el daño
En el caso de los recubrimientos, éstos se aplican sobre la superficie del metal como una barrera física frente al medio corrosivo. Cuando el recubrimiento se dañe por algunas causas o falle, la misma pintura reparará la falla por algún mecanismo de reacción del polímero con el medio.


El Dr. Jorge Uruchurtu Chavarín es ingeniero en comunicaciones y electrónica por el Instituto Politécnico Nacional. Cuenta con la maestría en contaminación y medio ambiente por la Universidad de Manchester, asimismo, cuenta con el doctorado en corrosión por la misma Institución. Es investigador nivel II del Sistema Nacional de Investigación además de ser profesor investigador del CIICAp-UAEM.