Corrosión de corrugados en probetas de mortero expuestas en medio marino

La capacidad del hormigón para actuar como barrera efectiva contra la acción del medio es de vital importancia en las estructuras de ingeniería civil. La mayor parte de los fenómenos de degradación del hormigón suponen de una forma u otra el transporte de iones a través de la estructura de poros interna. Del mismo modo, la velocidad de corrosión de las armaduras está condicionada por la penetración de agentes oxidantes o despasivantes a través de la microestructura porosa del recubrimiento. En este trabajo se estudian de modo sistemático el efecto de la temperatura y la presencia de contaminantes (cloruros) en el comportamiento tanto del hormigón, como de las barras de refuerzo (acero al carbono y aceros inoxidables) en él embebidas. El estudio abarca condiciones de exposición natural y de laboratorio. La primera parte del trabajo estudia la dependencia del potencial de corrosión de las armaduras con la temperatura del medio. Se observan variaciones del potencial de corrosión con la temperatura (mV/ºC) en un rango superior al esperado según la ecuación de Nernst. Estas variaciones siguen ritmos circadianos en exposición natural que se han reproducido en laboratorio a frecuencias de oscilación mayores. Un análisis elemental de la química de las películas pasivas en función de la temperatura ha permitido establecer la causa de la variación observada en el potencial: la contribución de la película pasivante a la reacción catódica del proceso de corrosión. Este enfoque en el análisis y su interpretación es novedoso y resulta ser de suma importancia desde el punto de vista de la comprensión del comportamiento electroquímico de las armaduras de acero. Esta interpretación facilitará la metodología de los trabajos de inspección y estimación de durabilidad de estructuras de hormigón armado. Siguiendo con el comportamiento de las armaduras, se estudió el efecto combinado de presencia de cloruros y temperatura en la cinética del proceso de corrosión utilizando la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica. Se ha podido demostrar que la ecuación de Eyring es un buen modelo para estudiar la dependencia que ha mostrado la velocidad de corrosión frente a la temperatura. Se ha establecido la existencia de un punto de inflexión en la representación de Arrhenius en el entorno de 30 ºC que marca un cambio en el mecanismo del proceso de corrosión. 30 ºC es la temperatura a la que, debido a la solubilidad de la Portlandita, el electrolito en los poros alcanza un pH de 12, límite termodinámico de la estabilidad de la capa de óxidos. Este valor de temperatura es menor en presencia de cloruros por su efecto en el pH (actividad de los protones). También mediante el empleo de la técnica de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica se indagó en el efecto de la temperatura sobre el comportamiento electroquímico de probetas de mortero reforzado contaminadas con cloruros. Los resultados reflejan una dependencia exponencial de la resistividad del recubrimiento de mortero con la temperatura, la cual fue interpretada como resultado de una interacción electrostática entre los iones en movimiento y las paredes de la red de poros cargados, integrados en una estructura tipo gel (gel CSH en la terminología de la química del cemento). En hormigones contaminados con cloruros la resistividad es una medida de la velocidad de entrada de cloruros, por lo que el estudio realizado es relevante en el ámbito de la durabilidad de estructuras. La penetración de cloruros en el hormigón es la principal causa de despasivación de las armaduras de acero, pero en cuanto al mecanismo de transporte la mayor parte de los estudios se centran en la difusión, cuando en determinadas situaciones son los fenómenos de absorción los predominantes. En hormigones o morteros expuestos a zonas de mareas o ambiente marino atmosférico, se ha constatado en este estudio que repetidos ciclos de humectación/secado debido a fluctuaciones de la temperatura ambiental, resulta ser el mecanismo más significativo de absorción y profundidad de penetración de iones cloruro. Mientras que en las probetas totalmente sumergidas el transporte por difusión es el factor principal en la transferencia de cloruros a través de la red de poros del mortero, no ocurre lo mismo en las muestras expuestas a la atmósfera en el mismo sitio. Por lo tanto, el efecto de la exposición y las condiciones ambientales que influyen en la porosidad efectiva del hormigón (que define su resistividad eléctrica) deben ser incluidos en los modelos de predicción de la penetración de iones cloruro y, por lo tanto, de la vida útil.