Corrosión en estructuras marinas e instalaciones portuarias

Corrosión en Estructuras Marinas

La corrosión no suele ser uniforme a lo largo de un elemento estructural y generalmente se concentra en la parte central o los extremos. En el caso de los pilotes, la corrosión puede ser severa por encima de la línea de flotación y leve o inexistente por debajo. Esta zona de máxima corrosión suele estar alejada de las secciones de máxima resistencia al anclaje y fuerzas cortantes, aunque la armadura puede ser uniforme en todo el elemento.

A medida que avanza la corrosión, se produce la falla. El resultado estructural final depende de la cantidad de acero que se pierde mientras la armadura permanezca embebida en el hormigón. Sin embargo, la corrosión, en particular la corrosión por picaduras, provoca un aumento de las concentraciones de tensión, lo que conlleva una pérdida de ductilidad y una reducción de la elongación máxima en el momento de la falla. Bajo cargas de impacto y dinámicas, la falla final también puede ser frágil.

Corrosión en estructuras pretensadas

En las estructuras pretensadas, a pesar de su excelente desempeño en ambientes marinos debido a la baja permeabilidad del hormigón y la ausencia de microfisuras, la corrosión de los cables de pretensado agrava los efectos estructurales debido a su pequeño diámetro y a la alta tensión a la que están sometidos. Esta situación se produce cuando la estructura está expuesta a la zona de salpicaduras y el hormigón presenta una alta permeabilidad (por ejemplo, debido a una relación agua-cemento descontrolada).

Áreas más propensas a la corrosión

La ubicación y el tipo de estructura también influyen en la tasa de corrosión. Los elementos estructurales de hormigón situados en la zona de mareas y en la zona de salpicaduras suelen sufrir la mayor tasa de corrosión. En estas áreas, los elementos están constantemente expuestos a los tres principales factores que impulsan la corrosión: oxígeno, cloruros y humedad. Los pilotes son más susceptibles a la corrosión que otros elementos estructurales, ya que se encuentran en zonas con alto potencial de corrosión; sin embargo, las partes sumergidas de los pilotes son menos susceptibles debido a la falta de oxígeno en el agua.

Daños máximos por corrosión

Los elementos estructurales como cabezas de pilotes, vigas y cubiertas en entornos marinos activos, donde se producen olas y salpicaduras, suelen sufrir daños más graves que en entornos menos agresivos. Por esta razón, en las estructuras de muelles costeros, los elementos más cercanos a la costa son más susceptibles a sufrir daños que los que se encuentran más alejados de la orilla. De hecho, cuando las olas chocan contra la pendiente y el muro de contención, se proyectan salpicaduras cargadas de iones cloruro que impactan directamente en estos elementos.

El tipo de estructura también influye significativamente en la progresión de la corrosión. Por ejemplo, los muelles de cubierta plana, cuyas partes inferiores carecen de cabezas de pilotes o vigas claramente visibles, son menos susceptibles a la corrosión que los muelles convencionales con cabezas de pilotes y vigas. Esto se debe a la reducción de esquinas expuestas. Las esquinas estructurales son más propensas a la corrosión, los daños y el deterioro debido a la mayor penetración de cloro desde ambos lados y a la menor presión necesaria para destruir la estructura, al no estar completamente cerradas.

Corrosión por deterioro del hormigón

El deterioro de las estructuras de hormigón en alta mar puede deberse a los efectos físicos o químicos del agua de mar. Afortunadamente, la descomposición del hormigón por sí sola no ha provocado daños extensos en las estructuras modernas, pero en cualquier caso, la pérdida y el deterioro del recubrimiento de hormigón en las barras de refuerzo es el factor principal que agrava la corrosión del acero sobre el hormigón. El deterioro del hormigón es un asunto muy complejo, ya que depende de varios parámetros que no se pueden separar fácilmente y que actúan con distintos grados e intensidades según la composición de los materiales y el entorno.

Corrosión por procesos físicos

Si la estructura está completamente sumergida, el daño a los materiales por el agua de mar se relaciona principalmente con procesos químicos. En la zona de salpicaduras, el deterioro y el daño son de naturaleza química y física. La acción mecánica de las olas, la hinchazón y contracción debidas a la alternancia de humectación y secado, las condiciones atmosféricas (viento, luz solar directa, heladas) y la corrosión electroquímica de las barras de acero son procesos físicos que se combinan con procesos químicos destructivos. La degradación del hormigón sumergido en agua se limita a factores como la formación de etringita, la reacción álcali-sílice y la corrosión. El hormigón en la zona de salpicaduras y en la zona atmosférica también está expuesto a ciclos de congelación y descongelación.

Fuente: Instituto de Materiales Compuestos de Irán - Revista de Materiales Compuestos