Corrosion

1. Generalidades
Antes de hablar sobre la corrosión del acero de refuerzo en estructuras es importante tener una idea clara sobre cómo está formado este elemento y porque es altamente usado en estructuras de concreto. Así mismo, se pretende hacer una breve aclaración sobre la diferencia entre concreto reforzado y pretensado, los cuales comprenden las estructuras de concreto sobre las cuales seanalizará el efecto de la corrosión del acero.
El acero es una aleación de hierro, cantidades pequeñas de carbono (aproximadamente 2%) y de otros elementos. Para su fabricación, el hierro es fundido, formando lo que se conoce como hierro colado, a temperaturas cercanas a los 1370 ºC; de este proceso se separan las excesivas impurezas que contiene de carbono, silicio, fósforo y azufre quedisminuyen la resistencia del acero.
Para modificar las características de los aceros se dejan enfriar en diferentes periodos de tiempo. Por ejemplo, si se sumergen rápidamente en agua u otras sustancias frías, se crean aceros de alta elasticidad, caso contrario, si se deja enfriar el hierro colado lentamente, surge un acero poco elástico pero se aumenta su tenacidad. Es de esta manera que surgen variasclases de acero utilizados en la actualidad, donde además para algunos se cambian su composición química, entre los aceros fabricados hoy en día sobresalen los aceros ordinarios al carbono, aceros de aleación, aceros de baja aleación y alta resistencia, aceros inoxidables y aceros para herramientas.
De las diferentes clases de aceros los más utilizados en estructuras metálicas o como refuerzo deestructuras de concreto son los aceros al carbono. Los elementos creados mediante este material se caracterizan por ser maleables y dúctiles, cualidades por las que se utilizan en el área de la construcción. El problema de estos aceros, así como de la mayoría de los demás, es que son materiales corrosivos.
Además de ser maleable y dúctil, el acero se utiliza en estructuras de concreto por sualta resistencia a tensión, lo cual permite compensar la deficiencia en este sentido del hormigón. Las estructuras que combinan hormigón y acero para mejorar sus características mecánicas, se les conoce como estructuras de concreto reforzado.
Cuando se requieren elementos de concreto de características especiales en cuanto al comportamiento mecánico, como vigas de grandes luces, se ha desarrolladoun método en el cual se tensan elementos de acero (cables o varillas de alta resistencia) de manera que el concreto desarrolle toda su resistencia a compresión. A las estructuras de hormigón creadas a través de este procedimiento se les conoce con el nombre de estructuras de concreto presforzado y se dividen en pretensadas o postensadas. Las pretensadas son aquellas en las que los elementos deacero se tensan antes de colocar el concreto y las postensadas se refieren a las que primero se chorrea el concreto y luego se tensan los cables o varillas.
En la siguiente figura se puede observar el perfil de una viga reforzada y la nomenclatura utilizada para su descripción, donde As se refiere al acero en tensión, As’, acero en compresión, d, distancia de la fibra a compresión más externa al As,d’, distancia de la fibra a compresión más externa al As’, H, la altura de la viga y b, el ancho de la viga.
As’

b
d’
d
H
As
Recubrimiento acero a tensión
Recubrimiento acero a compresión

Figura 1.1 Viga de concreto reforzado
Fuente: Autor, 2010

2. Procesos de corrosión en el acero de refuerzo.

La corrosión en materiales según la ASTM G15 es “La reacción química oelectroquímica entre un material, usualmente un metal y su medio ambiente, que produce un deterioro del material y de sus propiedades”.

La corrosión puede atacar de diferentes maneras a los materiales, de esta manera se han diferenciado tres tipos de corrosión. La corrosión global o generalizada, la cual ataca uniformemente todo el elemento y se considera como leve por la capa protectora que se forma...