Estructura de acero patinable y galvanizado/ Fotografía: Archiexpo

Acero Patinable y Galvanizado, usos y limitaciones

Estructura de acero patinable y galvanizado/ Fotografía: Archiexpo

Al hablar de evitar daños por corrosión en el acero, surgen dos alternativas: aceros patinables (Corten), que no necesitan un recubrimiento de pintura, y por otro lado, los aceros galvanizados por inmersión en caliente, que están revestidos con una capa de zinc que protege al acero y extiende la vida útil.

Acero Patinable

En un inicio se aplicaron en la fabricación de vagones de tren debido a su buena resistencia a la corrosión y la abrasión. Son aceros de alta resistencia y baja aleación, que bajo condiciones atmosféricas normales tienen un comportamiento contra la corrosión mejorado en comparación con un acero ordinario al carbono manganeso.

La diferencia metalúrgica entre un acero patinable y un acero ordinario está en la adición de elementos aleantes como cromo, cobre y níquel, que brindan este comportamiento mejorado contra la corrosión.

La humedad y el aire oxidan a todos los aceros, aunque la velocidad de esto dependerá de la presencia de oxígeno, humedad y contaminantes atmosféricos en la superficie del metal. A medida que este proceso avanza se forma una capa de óxido, que actúa como una barrera que impide el ingreso de agentes externos y así la velocidad de oxidación disminuye.

En un acero ordinario la capa de óxido es porosa y se separará de la superficie después de algún tiempo. Así, el ciclo de corrosión comenzará nuevamente for-mando una nueva capa de óxido. En un acero patinable el proceso de oxidación es igual, pero los elementos de aleación producen una capa de óxido más esta-ble, menos porosa y más adherente a la superficie, conocida como pátina. Para la formación de esta última el acero requie-re ciclos alternos de humedad y secado.

Acero galvanizado

Se obtiene cuando una pieza de acero es sumergida en un baño de zinc fundido a una temperatura de aproximadamente 450°C. Durante la inmersión se da una reacción metalúrgica entre el hierro del acero y el zinc líquido, formándose un recubrimiento aleado y fuertemente adherido al acero lo que le dará una característica de protección superior frente a la corrosión.

Este recubrimiento no solo crea una barrera de protección que aísla al acero del ambiente, sino que también ofrece una protección catódica, lo que significa que la capa se sacrifica asimisma para proteger al acero de la corrosión, incluso, en caso de que el recubrimiento sea dañado, la acción del zinc salvaguarda al acero expuesto hasta ¼ de pulgada.

Es necesario destacar que el recubrimiento de zinc expuesto a ciclos húmedos y secos, desarrolla también una pátina de zinc natural. Este fenómeno toma entre seis y 12 meses en desarrollarse. La pátina de zinc es delgada, estable y adherente al recubrimiento, por lo que se corroe lentamen-te, extendiendo aún más la vida útil de la estructura.

Resistencia a la Corrosión

El desempeño de los aceros patinables presenta limitaciones en condiciones ambientales exigentes, por lo que debe evitarse su uso en casos como:

  • Ambientes marinos, que se caracterizan por la alta concentración de cloruros o de niebla salina.

  • Condiciones de humedad constante o permanen-te, como, por ejemplo, estructuras sumergidas en agua, enterradas o cubiertas por vegetación, de-bido a que la pátina protectora adherente no se formará provocando una corrosión acelerada.

  • Condiciones de contaminación atmosférica, don-de existan altas concentraciones de químicos co-rrosivos o humos industriales (SO2).

En términos de diseño no podemos despreciar la pérdida del espesor para formar la pátina, por lo tanto se suele proporcionar un espesor adicional, por encima de lo especificado, en cada superficie expuesta, para cumplir así con los requisitos estructurales de diseño y no comprometer la resistencia.

En los aceros galvanizados la resistencia a la corrosión de una estructura es proporcional al espesor del recubrimiento, pero varía en función del tipo de ambiente. Los espesores típicos del recubrimiento de zinc en un proceso por inmersión en caliente van desde 55 micras (2.2 mil) hasta 100 micras (3.9 mils).

En la figura se observan los tiempos estimados en ser-vicio de un acero galvanizado hasta el momento del primer mantenimiento. Es posible obtener tiempos superiores a 70 años en varios tipos de am-bientes corrosivos. El tiempo en servicio se-ñalado en la gráfica corresponde al tiempo para que ocurra el primer mantenimiento, donde se considera que se ha alcanzado un 5 % de oxidación de la super-ficie. Cuando se llega a este punto, aún resta suficiente recubrimiento de zinc, pero se necesitará una reparación. Es por ello que los costos de mantenimiento son prácticamente nulos o muy bajos para un acero galvanizado.

Relación de la vida en servicio del acero galvanizado y el espesor del recubrimiento
Comparación de desempeño entre galvanizados y patinables/ Fuente: American Galvanizers Association

Fuente: Héctor Muñoz Castillo, desarrollo de productos y asistencia técnica NEXA Resources

Fotografía: steelconstruction / arquitectura en acero / archiexpo

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