Estudian la corrosión de nuevos aceros de refuerzo en concreto

Ángel Bacelis Jiménez en el Laboratorio de Concreto y Durabilidad

El concreto reforzado es uno de los materiales más usados en la infraestructura alrededor del mundo. Conocido también como hormigón armado, está compuesto de un esqueleto metálico interno hecho de acero, lo que incrementa su resistencia mecánica y de tracción; sin embargo, uno de sus problemas es la tendencia a la corrosión en condiciones de un clima húmedo, lo que induce a la formación de grietas en el concreto, seguido por el desprendimiento de trozos del material.

Por ello es fundamental evaluar el desarrollo del proceso de corrosión de estos metales usados como refuerzo, tema en el que Ángel Bacelis Jiménez, graduado de doctorado del Departamento de Física Aplicada del Cinvestav Mérida, aportó nuevo conocimiento en torno a la relación metal-concreto, a fin de aumentar la durabilidad de las estructuras.

Esta investigación fue reconocida recientemente con el Premio Estatal de Tesis 2022, entregado por el Estado de Yucatán al mejor trabajo en la categoría de ingenierías.

La corrosión es una fase que se lleva a cabo en la mayoría de los metales, sucede de forma natural una vez que están expuestos a ciertas condiciones; en el caso de las edificaciones con concreto reforzado, ocurre cuando los poros del hormigón entran en contacto con la humedad del ambiente y con ello se corroe el metal de su interior, provocando que las estructuras tengan una menor durabilidad y resistencia.

La evaluación del estado de corrosión y resistencia de una estructura de concreto reforzado en el campo presenta varios retos difíciles de ser controlados, pues a pesar de que se ha recurrido a múltiples estudios, el problema sigue sin ser entendido completamente, debido a las diferentes condiciones a la que está expuesto el concreto.

Para evitarlas, un enfoque alternativo propuesto por el egresado del Cinvestav es el uso de soluciones modelos que simulan el ambiente del poro de acero-concreto. Los resultados obtenidos permiten conocer el desarrollo de la corrosión del acero en un tiempo corto, bajo el control de parámetros experimentales.

En la investigación llevada a cabo por Ángel Bacelis Jiménez, bajo la dirección de Lucien Veleva Muleshkova, investigadora del Cinvestav Mérida, dos nuevos aceros comerciales, un acero al carbono italiano y otro inoxidable finlandés, propuestos como refuerzo de concreto, fueron expuestos por 30 días a la solución de extracto de cemento Portland (sustancia muy concentrada que se obtiene de este material), como un modelo para simular el ambiente del poro de acero-concreto.

Con la aplicación de diferentes técnicas y métodos, en el transcurso del tiempo se evaluó el desarrollo de la corrosión, y los resultados obtenidos sugieren que la resistencia a esta fase de los materiales de refuerzo en concreto depende del tiempo de exposición al extracto de cemento Portland y de la composición del acero.

Conforme los aceros presentaron deterioro, el estado del poro también tuvo cambios, demostrando que la resistencia a la corrosión del acero inoxidable se ha mantenido constante, mientras que la del acero al carbono ha disminuido drásticamente.

El uso de la solución modelo de extracto de cemento ha permitido, en un corto tiempo, comparar el comportamiento de corrosión de dos diferentes aceros, dando una indicación de los cambios que podrán ocurrir en el ambiente del poro de acero-concreto, durante un tiempo más largo de exposición en condiciones de campo.

Estos resultados sientan las bases para crear una metodología donde se realicen variaciones a la solución y añadan coberturas a los metales. “El plan es continuar los estudios en este aspecto para mejorar la resistencia a la corrosión de los aceros empleados como refuerzo, utilizando recubrimientos que serán aplicados en su superficie, expuestos a un medio de concreto o pasta de cemento”, puntualizó Bacelis Jiménez.

En este sentido, al conocer los cambios en el ambiente del poro acero-concreto y su comportamiento ante la corrosión, se pueden implementar estrategias de prevención y de control del daño en una estructura de concreto reforzado.