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Proyecto bsico: Corrosin de estructuras de acero
SS021a-ES-EU
Proyecto bsico: Corrosin de estructuras de acero
Este documento describe el fenmeno, los ambientes interiores y
exteriores y las estrategias para evitar anticipadamente los
problemas de corrosin y los mtodos de proteccin para estructuras de
acero. Se proporciona una gua que especifica las pinturas y los
revestimientos metlicos.
Contenido
1. Generalidades 2
2. Fundamentos de la corrosin 2
3. Especificaciones de proteccin para corrosin para construccin
en general 3
4. Ambientes interiores y exteriores 4
5. Mtodos de proteccin 5
6. Referencias 18
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1. Generalidades EN 1993-1-1 establece que las estructuras de
acero deben ser diseadas contra la corrosin, dependiendo del tipo
de accin que afecte a la durabilidad y la vida til de diseo. En
2.1.3, se tratan la vida til de diseo y los problemas de
durabilidad.
El objetivo del presente documento es proporcionar una visin
general de la corrosin de las estructuras de acero. Se describen
los principales mtodos de proteccin: la influencia en el diseo, la
preparacin del rea, los revestimientos de pintura y los
revestimientos metlicos. Finalmente, se enfatiza la importancia del
ambiente y los procedimientos de proteccin, mediante revestimientos
de pintura, en estructuras de acero tanto en el interior como en el
exterior.
2. Fundamentos de la corrosin La corrosin de metales es
consecuencia de un proceso natural. Los metales se presentan en la
naturaleza en la forma de varios componentes qumicos (minerales).
Estos minerales requieren cierta cantidad de energa a fin de
liberar el metal. La cantidad de energa necesaria vara de metal a
metal. Es en este proceso donde se ubica la fuerza que origina la
corrosin en los metales. La explicacin de la corrosin est
firmemente basada en la teora electroqumica, y se han desarrollado
varias frmulas que describen las reacciones qumicas que representan
la mayora de los procesos de corrosin. Este proceso se representa
en la Figura 2.1.
Leyenda: 1 transferencia de electrones 2 nodo 3 ctodo
Figura 2.1 Representacin esquemtica del mecanismo de corrosin De
esta teora, se deduce que, para que se corroa el acero y el hierro,
es necesaria la presencia simultnea de agua y oxgeno. En ausencia
de cualquiera, la corrosin no podr ocurrir.
Adems del proceso de corrosin general, puede ocurrir el fenmeno
de corrosin localizado, por ejemplo corrosin crateriforme
(perforaciones), corrosin de hendidura (en grietas o hendiduras) y
corrosin galvnica o bimetlica. Esta ltima corrosin ocurre cuando un
metal est en contacto con un metal diferente y ambos estn en una
solucin corrosiva. La direccin
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de la corriente elctrica generada entre ambos metales determina
cul se corroe, y se establece dependiendo de los potenciales de los
metales involucrados.
El potencial de un metal es relativo a la energa liberada cuando
el metal se corroe. Tras medir el potencial de todos los metales,
se ordenan en lo que se llama series galvnicas. La Figura 2.2
muestra una serie galvnica general. Cuando dos de estos metales
estn en contacto, la corrosin del metal, ms alto en la serie,
probablemente sea acelerada, mientras que la corrosin del metal de
ms bajo se reducir o se detendr completamente.
Extremo andico (mayor tendencia a la
corrosin)
Magnesio cinc Aluminio Carbn y aceros de baja aleacin Hierro
fundido Plomo Estao Cobre, bronce estaado Nquel Titanio pasivo
Aceros inoxidables (430, 304, 316)
Extremo catdico (Menor tendencia a la
corrosin)
Figura 2.2 Serie galvnica general
3. Especificaciones de proteccin para corrosin para construccin
en general
Este captulo tiene el objetivo de ofrecer una gua rpida para el
resto del documento. Los temas tratados y las secciones relevantes
se resumen en la Tabla 3.1.
Tabla 3.1 Referencias de temas y secciones
Seccin Tema
Clasificacin de ambientes exteriores e interiores Seccin 4
Diseo de durabilidad Seccin 5.1
Especificacin para la preparacin de superficies de acero. Seccin
5.2.1
Seccin 5.3.3 para imprimaciones de prefabricacin Especificacin
para revestimientos de pintura para la clasificacin
ambiental relevante 5.3.5Seccin para seleccin de sistema de
pintura
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Seccin 5.3.4 para aplicacin de especificaciones
4. Ambientes interiores y exteriores El acero expuesto en
ambientes interiores y exteriores puede estar sujeto a corrosin,
dependiendo de las caractersticas especficas del entorno.
La clasificacin de ambiente puede ser determinada por el valor
de la prdida de masa del acero al carbono estandarizado o de
muestras de cinc a lo largo de un ao (para ms detalles de muestras,
vea ISO 9226). La extrapolacin de los datos de prdida de masa para
perodos de corta duracin no son fiables y su uso no es permitido.
Un mtodo alternativo es calcular la categora a partir de los
ejemplos dados en EN ISO 12944-2 para esas categoras. Esos ejemplos
son:
Tabla 4.2 Ejemplos de ambientes exteriores y su categora
C1 Se considera que ningn ambiente exterior corresponde a esta
categora
C2 reas rurales con baja polucin de contaminantes
C3 Atmsferas industriales y urbanas con polucin moderada de
dixido de azufre. reas costeras con baja salinidad
C4 reas costeras e industriales con salinidad moderada
C5I reas industriales con alta humedad y atmsferas agresivas
C5M reas costeras y fuera de la costa con alta salinidad
NOTA: Estos ejemplos son slo informativos y pueden ser
ocasionalmente engaosos.
Tabla 4.3 Ejemplos de los ambientes interiores y su
categora.
C1 Edificios con calefaccin con atmsferas limpias, ej.:
oficinas, tiendas, colegios, hoteles.
C2 Edificios sin calefaccin donde puede ocurrir condensacin,
ej.: almacenes, centros deportivos.
C3 Edificios de fabricacin con alta humedad y cierta polucin en
el aire, ej.: plantas de elaboracin de alimentos, lavanderas,
C4 Plantas qumicas, piscinas de natacin, astilleros.
C5I, C5M Edificios con condesaciones casi permanentes y alta
polucin. Estos edificios tienen atmsferas con un riesgo altos de
corrosin.
NOTA: Estos ejemplos son slo informativos y pueden ser
ocasionalmente engaosos.
Segn lo declarado en la Seccin 5.1.2.1 de EN ISO 12944-5, las
estructuras expuestas a la categora de entornos C1 no requieren
proteccin contra la corrosin. Si se requiere pintar por razones
estticas, se pueden usar sistemas de revestimiento para categora
C2.
El alcance de este documento est enfocado a edificios de una
sola planta, situados en entornos industriales benignos y entornos
interiores de bajo riesgo (por ejemplo, tiendas). Para entornos
especficos (ej.: edificios de fabricacin en entornos exteriores
agresivos), se recomienda a los proyectistas buscar recomendaciones
especializadas.
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5. Mtodos de proteccin 5.1 La influencia en el diseo En la etapa
de diseo del proyecto, debe tenerse un cuidado especial para
asegurar una adecuada durabilidad de la estructura. Los aspectos ms
importantes que se deben tener en cuenta estn enumerados a
continuacin:
1. Se recomienda una forma simple de los elementos estructurales
y evitar una excesiva complejidad. Los procedimientos de
transporte, la manipulacin y el montaje de la estructura no deben
reducir la eficiencia de los mtodos de proteccin.
2. Reducir al mnimo el contacto entre las superficies de acero
con el agua o suciedad Evitar la formacin de depsitos de agua,
permitiendo una fcil evacuacin e
impidiendo el flujo del agua sobre las juntas.
Evitar las cavidades o hendiduras donde el agua pueda ser
retenida. Para interiores accesibles, se deben adoptar medidas para
una ventilacin y desages
adecuados.
Los interiores inaccesibles deberan sellarse para no permitir el
ingreso de aire y humedad. Debera darse un espesor adicional para
equilibrar los efectos de la corrosin durante la vida til prevista
de la estructura.
3. Prevenir, si fuera posible, la formacin de pares galvnicos
(conexiones bimetlicas) o aislar las superficies metlicas.
4. El diseo de productos, los cuales deben ser galvanizados,
debe permitir el desage apropiado de todas las secciones. Los
perfiles huecos se deben llenar rpidamente con cinc fundido. Los
gases deben escapar y el cinc debe drenar completamente, a fin de
proporcionar un revestimiento continuo y uniforme.
5. Debe proporcionarse acceso para realizar un trabajo adecuado
de pintura y rociado trmico (metal)
Agua atrapada y suciedad
Adecuado Inadecuado
Discontinuidad
Figura 5.1 Ejemplos de cmo evitar la retencin de agua y suciedad
(Fuente: EN ISO 12944-3)
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Dificultad para preparar la
superficie por limpieza a chorro
y para pintar Fcil de preparar
Diseo de soldaduras
Hendidura Inadecuado (la hendidura es difcil de proteger)
Soldaduras en ngulo Hendidura cerrada
Mejor
ptimo (componente slido)
Figura 5.2 Soldadura y tratamiento de las hendiduras. Fuente: EN
ISO 12944 PART 3
5.2 Preparacin de la superficie La preparacin de la superficie
no es un mtodo de proteccin en s mismo, sino que es un proceso
crucial para obtener la adherencia necesaria entre el substrato de
acero y los sistemas de revestimiento.
5.2.1 Generalidades Antes del proceso del laminado, el acero se
calienta por debajo de su punto de fusin en hornos donde el oxgeno
de la atmsfera del horno se combina con el metal caliente para
formar xidos de hierro y elementos de aleacin. Durante el
enfriamiento, dichos xidos se convierten en una capa dura,
quebradiza, adhesiva y generalmente negra. Esta capa se denomina
generalmente cascarilla de laminacin. Dicha capa se expande menos
que el hierro y se rompe al enfriarse. Con el tiempo, el agua
penetra a travs de las grietas y el acero se oxida. El proceso de
corrosin desprende progresivamente la cascarilla de laminacin, lo
que da como resultado una superficie no uniforme, que no es
adecuada para recibir un revestimiento, motivo por el cual la
superficie debe de ser limpiada.
La superficie de xido en la superficie de acero depende del
tiempo de exposicin a un entorno hmedo. La norma EN ISO 8501-1
describe cuatro categoras para los grados de corrosin en las
estructuras de acero:
A Superficie de acero en gran parte cubierta con la cascarilla
de laminacin, con cierta corrosin, si es que hay alguna
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B Superficie de acero que ha empezado a corroerse y de la cual
la cascarilla de laminacin ha empezado a desprenderse
C Superficie de acero en la cual la cascarilla de laminacin se
ha oxidado o puede rasparse, con ligeras picaduras que se
distinguen a simple vista
D Superficie de acero en la cual la cascarilla de laminacin se
ha desprendido y con picaduras en toda el rea que se distinguen a
simple vista
Las estructuras de acero relativamente nuevas figuran en A, B y
ocasionalmente C. La condicin de grado D generalmente aparece en
las estructuras de acero que han sido almacenadas en el exterior
durante largos perodos de tiempo.
La especificacin de la preparacin de la superficie se trata en
EN ISO 12944-4. Hay dos tipos de preparacin de superficie:
Preparacin de la superficie de acero primaria (total): para
substratos de acero sin revestimiento y substratos de acero despus
de eliminar todos los revestimientos previos, el grado de corrosin
puede combinarse con los grados de limpieza a partir del mtodo de
limpieza de la superficie correspondiente, a fin de especificar la
condicin de preparacin de la superficie (ej.: A Sa 2 ).
Preparacin de la superficie secundaria (parcial): en este caso,
se deben aplicar los grados definidos en EN ISO 8501-2. Estos
grados vienen indicados por el grado del mtodo de limpieza
precedido por la letra P, por ejemplo: P Sa 2 .
Figura 5.3 Referencia fotogrfica de EN ISO 8501-1 (Corrosin
grado B) e imagen real de un
perfil laminado
5.2.2 Tratamientos preliminares Los contaminantes, tales como
los residuos de aceite, grasa, marcas de tinta, etc. Estn
generalmente presentes en las estructuras de acero. Los mtodos de
limpieza que se presentan desde 5.2.3 a 5.2.8 no estn destinados a
eliminar dichos contaminantes. Deben utilizarse disolventes
orgnicos, emulsiones desengrasantes o equivalentes para eliminar
los contaminantes mencionados anteriormente, antes de la aplicacin
de cualquier mtodo de limpieza. Mayor informacin se puede encontrar
en EN ISO 12944-4 Anexo C.
5.2.3 Herramientas manuales y elctricas para limpieza (grados
St) Este mtodo de limpieza se utiliza para componentes que van a
ser pintados.
La limpieza manual se utiliza cuando el trabajo es pequeo,
cuando los equipos elctricos no estn disponibles, o cuando el
trabajo es inaccesible para este tipo de equipo. Ejemplos de
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herramientas manuales incluyen cepillos de alambre, cinceles,
rasquetas y cuchillos de forma especial. Estas herramientas no son
efectivas cuando se debe eliminar una cascarilla de laminacin u
xido muy adheridos.
El uso de equipo electromecnico requiere una seleccin adecuada
de la amplia variedad de herramientas.
Los grados estndares de limpieza para herramientas manuales y
electromecnicas definidos en EN ISO 8501 son:
St 2 Limpieza profunda manual o mecnica
St 3 Limpieza muy profunda manual o mecnica
5.2.4 Limpieza con chorro abrasivo (grados Sa) Este es el mtodo
ms importante para la preparacin de la superficie, en particular
para superficies que van a ser pintadas.
Se introducen partculas abrasivas en un sistema de aire
comprimido o expulsadas por mquinas centrfugas, con el fin de
impactar en la superficie de acero. La preparacin de la superficie
por este mtodo permite obtener una base para el sistema de pintura,
obteniendo una superficie limpia, de rugosidad uniforme y un
revestimiento con vida til larga.
A continuacin se enumeran los grados estndar de EN ISO 8501:
Sa 1 Limpieza con chorro ligera
Sa 2 Limpieza con chorro completa
Sa 2 Limpieza con chorro a fondo
Sa 3 Limpieza con chorro para obtener acero limpio
5.2.5 Limpieza por llama (grados Fl) Este mtodo tambin es
aconsejable para superficies que van a ser pintadas.
Este mtodo eliminar toda la escamacin suelta, el xido y otras
materias extraas perjudiciales, con llamas de oxiacetileno
aplicadas a alta temperatura y velocidad sobre toda la superficie.
Se recomienda un exceso de oxgeno (25%) para evitar el holln. La
expansin diferencial entre la escamacin y la superficie de acero
origina que el xido se desprenda. Luego, el xido suelto se puede
eliminar mediante cepillos de alambre. Se debe tener especial
cuidado cuando se utiliza limpieza con llama, ya que puede daar los
revestimientos (si hubiera alguno) en el lado opuesto de la
superficie que se est limpiando.
5.2.6 Limpieza con chorro abrasivo hmedo Mtodo recomendado para
la limpieza y eliminacin de revestimientos anteriores.
El proceso es bsicamente el mismo que el de limpieza con chorro
abrasivo, con la diferencia que el agua se introduce en el flujo
del chorro abrasivo. El uso de agua tiene la ventaja de mejorar el
control de la suciedad. Por otro lado, cuando se utilizan equipos
de baja presin, pueden quedar partculas finas en la superficie del
acero, que se deben eliminar con agua.
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Algunos procesos utilizan inhibidores para prevenir la corrosin
producida por el agua. Finalmente, con este mtodo se puede lograr
un alto nivel de limpieza a simple vista y es adecuado para
eliminar grandes cantidades de sales solubles.
5.2.7 Chorro de agua a muy alta presin Mtodo recomendado para
limpieza y eliminacin de revestimientos antiguos.
Este proceso puede eliminar tambin grandes cantidades de sales
solubles y tiene la ventaja de no consumir abrasivos. Las altas
presiones dejan la superficie caliente en la cual el agua residual
se seca, pero la temperatura alcanzada no es tan grande para que
produzca una tensin trmica en la superficie de acero.
Actualmente, est en desarrollo un nuevo estndar, relacionado con
el chorro de agua a alta presin, EN ISO 8501-4.
5.2.8 Decapado con cido Este mtodo se aplica generalmente cuando
las superficies tienen que ser galvanizadas.
El decapado con cido es la inmersin de objetos en cidos
diluidos. Este bao disuelve o elimina los xidos o escamaciones.
Algunos cidos usados en el decapado comercial son: cido sulfrico,
hidroclorhdrico o muritico, fosfrico y mezclas de estos cidos. Los
cidos adecuados para el decapado deben eliminar slo la escamacin
del metal base, pero se puede gastar una gran cantidad disolviendo
el propio metal. El desperdicio puede prevenirse con inhibidores
adecuados.
5.2.9 Consideraciones sobre la amplitud de la superficie Aparte
del grado de limpieza, la especificacin del tratamiento de la
superficie debe tener en cuenta la rugosidad superficial previa a
la pintura. Los chorros abrasivos son adecuados para revestimientos
finos, como imprimaciones de prefabricacin, mientras que los
abrasivos de arena producen una superficie spera angular, necesaria
para revestimientos de pintura y revestimientos metlicos rociados
trmicamente.
5.2.10 Tratamientos de superficie adicionales Cuando se termina
la limpieza con chorro abrasivo, es posible evaluar las
imperfecciones de la superficie de acero originadas durante el
proceso de fabricacin. Estas imperfecciones aparecen en las
soldaduras, filos de corte, etc. El tratamiento de tales
imperfecciones se define en EN ISO 8501-3.
En entornos de bajo riesgo, es posible que dichas imperfecciones
no daen la calidad de la pintura. Para necesidades especficas de
una estructura, puede ser necesario eliminar las imperfecciones de
la superficie en general.
5.3 Revestimientos con pintura Los revestimientos con pintura
son el mtodo ms importante para la proteccin del acero estructural
contra la corrosin. El conocimiento disponible de la amplia
variedad de pinturas es necesario para entender sus posibilidades y
limitaciones. De esta forma, el proyectista ser capaz de
seleccionar la pintura especfica que cumpla mejor con las
condiciones del entorno y la pintura.
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Las pinturas estn compuestas por pigmentos dispersos en un
aglutinante, el cual a su vez est disuelto en un disolvente o
emulsificado en agua. Dichos componentes se describen a
continuacin:
Pigmentos: son partculas insolubles dispersas que proporcionan
muchas de las propiedades de la pintura: color, opacidad, dureza,
durabilidad e inhibicin de la corrosin.
Aglutinante: es el componente formador de pelcula en la pintura.
Las aglutinantes son resinas, aceites o silicatos solubles que unen
el pigmento con la pelcula de pintura y hacen que la pintura se
adhiera a la superficie (acero o un revestimiento previo)
Disolvente: la principal funcin de los disolventes es permitir
que la viscosidad de la pintura baje lo suficiente como para
facilitar la aplicacin con brocha, rodillo o spray. Estos
disolventes pueden seleccionarse de acuerdo a su velocidad de
evaporacin durante la aplicacin. Por ejemplo, el rociado se mejora
con un disolvente de rpida evaporacin, mientras que las
aplicaciones con pintura o rodillo requieren velocidades bajas de
evaporacin.
Cuando se aplican pinturas, antes de la evaporacin del
disolvente producen una pelcula hmeda. Cuando el disolvente se
evapora, el aglutinante y los pigmentos se mantienen en la
superficie como una pelcula seca. La especificacin del espesor de
la pelcula se da generalmente en trminos del espesor de la pelcula
seca.
5.3.1 Clasificacin de las pinturas Las pinturas se aplican en
varias capas, una sobre la otra. Generalmente, estas capas son la
imprimacin, las capas intermedias y la capa de acabado o acabado
final.
Con respecto a su clasificacin, las imprimaciones para acero
generalmente se clasifican de acuerdo a los pigmentos que inhiben
la corrosin, por ejemplo imprimaciones a base de fosfato de cinc e
imprimaciones de cinc metlico. Adems, cada uno de estos pigmentos
puede utilizarse con una variedad de resinas aglutinantes que
producen imprimaciones alqudicas de fosfato de cinc, imprimaciones
epxicas de fosfato de cinc, etc.
Las capas intermedias y de acabado se clasifican de acuerdo a su
aglutinante, por ejemplo alqudicas, epxicas,
5.3.2 Sistemas de pinturas Los sistemas de pintura no se deben
considerar slo como varias capas superpuestas Deben considerarse
los siguientes aspectos:
Condiciones de la superficie antes de aplicar la pintura
(limpieza y preparacin mecnica) Seleccin de materiales de
recubrimiento y composicin del sistema. Lmites superior e inferior
para el espesor de la pelcula seca. Condiciones ambientales durante
la aplicacin y secado de los materiales de
recubrimiento.
Condiciones de exposicin previstas, vida til y coste. La
imprimacin se aplica sobre la superficie limpia de acero y su
funcin es humedecer la superficie, asegurar una buena adhesin para
las siguientes capas e inhibir la corrosin.
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Las capas intermedias constituyen el volumen del espesor del
sistema de recubrimiento. Estas capas pueden ser capas selladoras
que reducen la penetracin de la humedad, o capas formadas que
incrementan la proteccin en general al incrementar el espesor.
La capa final o capa de acabado es la primera barrera contra el
entorno. Proporciona el color requerido, el brillo y una superficie
resistente del sistema de recubrimiento.
5.3.3 Imprimaciones de prefabricacin Cuando se ha limpiado una
superficie de acero, es deseable pintarla tan pronto como sea
posible para mantenerla libre de xido hasta que se efecte el
pintado final. Esto se efecta aplicando imprimaciones de
prefabricacin inmediatamente despus del proceso de limpieza a
chorro automtica.
El proceso de fabricacin no debera verse obstaculizado por estas
imprimaciones. El fabricante de la imprimacin debe suministrar un
certificado de soldadura. Adems de este certificado, debera
disponer de un certificado de sanidad para asegurar que el humo
emitido por la imprimacin no exceda los lmites apropiados de
exposicin.
En general, los tipos genricos de imprimaciones de prefabricacin
son los siguientes:
Imprimaciones anticorrosivas: las imprimaciones anticorrosivas
son productos a base de butiral polivinlico.
Imprimaciones epxicas: las pinturas poliamidas son las ms
populares. Imprimaciones epxicas de cinc: cauchos clorados, resinas
fenlicas o resinas epxicas
catalizadas.
Imprimaciones a base silicatos de cinc
5.3.4 Aplicacin de las pinturas El sistema de revestimiento no
se completa hasta que se efecte la aplicacin de la pintura Por
consiguiente, la aplicacin de la pintura es esencial para un buen
resultado. En esta seccin, se tratan ambos factores que afectan a
las pinturas y los mtodos de aplicacin.
Factores que afectan:
Temperatura: se debe tener cuidado para evitar porosidades y la
formacin de ampollas. Cuando se aplica la pintura, ya sea en climas
clidos o fros, se debe verificar el espesor obtenido. Se recomienda
una temperatura de por lo menos 3C por encima del punto de
condensacin.
Humedad (ambiente): la pintura no debe aplicarse bajo lluvia,
viento, nieve, neblina o niebla.
Humedad (pintura): las pinturas cuyo curado se produce mediante
la absorcin de la humedad atmosfrica necesitan una humedad mnima
para completar el curado.
Cubierta: en clima fro, el acero debe pintarse bajo cubierta, a
fin de proporcionar una condicin adecuada de ventilacin y
temperatura.
Deterioro: las superficies de acero que presentan deterioro en
la pintura deben prepararse nuevamente y repintarse.
Continuidad: cada capa debe ser continua, sin porosidad y con
espesor uniforme.
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Espesor: se debe cumplir con el espesor de pelcula seca
especificado. Mtodos de aplicacin: en obra se aplica con brocha y
rodillo, mientras que en fbrica se aplica con rociador de spray
(principalmente con pistolas a presin o rociadores "sin aire")
Aplicacin con brocha: este es el procedimiento ms lento y
costoso. Es particularmente adecuado para reas pequeas.
Aplicacin con rodillo: los rodillos son bastante utilizados en
reas planas grandes. Los rodillos no requieren tanta destreza como
la necesaria para la aplicacin con spray y es ms rpida que la
brocha. La mayor desventaja es que no es tan efectiva como la
brocha en la aplicacin de pintura en superficies hmedas o
difciles.
Aplicacin con spray: puede ser con spray o pistola a presin. La
pistola a presin disminuye las prdidas que pueden darse con la
aplicacin con spray (aproximadamente 20% a 40% en acero
estructural).
5.3.5 Especificaciones de los mtodos de pintura En esta seccin
se determina un sistema de pintura mediante un ejemplo, siguiendo
EN ISO 12944-5.
Datos bsicos
Almacenes de una sola planta, utilizando perfiles comerciales
laminados en caliente en su estructura
Ambiente exterior: rea industrial con polucin moderada de dixido
de azufre Ambiente interior: entorno de bajo riesgo, donde puede
haber condensacin Durabilidad >15 aos
Las categoras de corrosin son C3 para el entorno exterior y C2
para el entorno interior. En trminos de durabilidad, EN ISO 12944-1
considera una duracin de 15 aos o ms, como alta.
La Tabla A.1 de EN ISO 12944-5 Anexo A est representada en la
Tabla 5.2 (vase la siguiente pgina). Esta tabla proporciona
ejemplos de sistemas de revestimiento para categoras de corrosin
entre C2 y C4. Las casillas sombreadas de la tabla indican los
sistemas que proporcionan suficiente durabilidad; en cambio, las
cajas ligeramente sombreadas indican los sistemas que no seran
utilizados normalmente para esa categora de corrosion. Los sistemas
disponibles para este ejemplo se resaltan con un smbolo verde. El
diseador debe tener acceso a la documentacin del proveedor de
pintura, que confirme la idoneidad y durabilidad del sistema de
revestimiento para la categora de corrosin correspondiente.
Un sistema de pintura se especifica como sigue:
Para sistemas con el mismo aglutinante (ej.: S1.10): ISO
12944-5/S1.10 Para sistemas con diferentes aglutinantes (ej.:
S1.15): ISO 12944-5/S1.15-AK/AY
Todos los espesores secos de pintura indicados en estas tablas
son para aplicacin con pistola a presin.
Alternativamente, el diseador puede referirse a la tabla
relativa al ambiente especfico (Tabla A.2 para categora C2 y Tabla
A.3 para categora C3). Estas tablas especficas no se presentan
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en este documento. Se debe observar que todos los ejemplos dados
en las Tablas A.2, A.3 y A.4 se han agrupado en la Tabla A.1.
Como se puede observar en la Tabla 5.2, el proyectista puede
encontrar varios sistemas idneos. En este punto, es importante
seleccionar la mejor opcin de acuerdo a las necesidades especficas,
para el caso en estudio. La Tabla 5.1 proporciona las propiedades
generales de los principales tipos de pintura. Se encuentra
disponible amplia informacin en EN ISO 12944-5 Anexo C. Tambin se
recomienda verificar la idoneidad del producto con el fabricante de
pintura.
Tabla 5.1 Propiedades generales de los tipos de pintura genricos
(x=deficiente, =aceptable, =buena, = muy buena)
Alqudica Vinlica Caucho clorado Epoxy Poliuretano Alquitrn
Acrlica
Adecuada como imprimacin
Capa de acabado Capa de cuerpo x Tolerancia para una preparacin
de superficie deficiente
x x x
Retencin del brillo x x x Retencin del color x x x Resistencia
al calor x x x x x Inmersin en agua x x Resistencia al cido x x x x
x Resistencia a la alcalinidad x
Resistencia a la abrasin x x x x
Resistencia al impacto x Aplicacin con brocha
Aplicacin con rodillo x x x Aplicacin con "spray" Nota: En
ocasiones, el caucho clorado y el alquitrn no son aceptables,
debido a problemas con el medio ambiente, la salud y seguridad.
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Tabla 5.2 Tabla A.1 de EN ISO 12944-5 Anexo A
Durabilidad esperada (vase 5.5 e ISO 1294-1)
Nmero de sistema de pintura correspondiente
Nmero de
sistema de
pintura
Grado de preparacin de
la superficie
Imprimacin Capa (s) final(es), incluyendo
Capas intermedia(s)
Sistema de pintura
C2 C3 C4 A.2 A.3 A.4
St 2 Sa 21/2 Aglutinante Tipo de imprimacin
Nmero de capas
DFT m Aglutinante Nmero de capas
DFT m Nmero de capa
Total DFT m
L M H L M H L M H
S1.01 X AK, AY Misc. 1-2 100 - 100 1-2 100 S2.08/11 S1.02 X EP,
PUR Zn (R) 1-2 80 - 80 1-2 80 S2.17 S3.20 S1.03 X ESI Zn (R) 1
80
- - 80 1 80 S2.18 S3.25
S1.04 X 1 40 1 80 2 80 S2.01 S1.05 X 1 40 1 80 2 80 S2.02 S1.06
X 2 80 1 120 3 120 S2.03 S3.01 S1.07 X 1-2 80 1 120 2-3 120 S2.04
S3.02 S1.08 X 2 80 1-2 160 3-4 160 S2.05 S3.03 S1.09 X 1-2 80 1-2
160 2-4 160 S2.06 S3.04 S1.10 X 1-2 80 2-3 200 3-5 200 S2.07 S3.05
S1.11 X
AK Misc.
1-2 80
AK
2-3 200 3-5 200 S3.06 S4.01 S1.12 X AY 1 80 1 120 2 120 S2.12
S1.13 X EP
Misc. 1 160
AY 1 200 2 200 S3.15 S4.10
S1.14 X 2 80 1-2 160 3-4 160 S2.09/13 S3.11 S1.15 X
AK, AY, CR Misc. 1-2 80 1-2 160 2-4 160 S2.10/14 S3.12
S1.16 X EP, PUR 1 80 1-2 160 2-3 160 S3.23 S4.16 S1.17 X ESP
Zn (R) 1 80 1-2 160 2-3 160 S3.26 S4.24
S1.18 X AK, AY, CR Misc. 1-2 80 2-3 200 3-5 200 S3.07/13
S4.04/08 S1.19 X ESI 1 80 2-3 200 3-4 200 S3.27 S1.20 X EP, PUR
Zn (R) 1 40 2-3 200 3-4 200 S3.24 S4.17
S1.21 X AK, AY, CR Misc. 1-2 80 2-3 240 3-5 240 S3.08/14
S4.05/09 S1.22 X ESI 1 80 2-3 240 3-4 240 S4.26 S1.23 X EP, PUR
Zn (R) 1 40 2-3 240 3-4 240 S4.18
S1.24 X EP Misc. 1 160
AY
CR
PVC
1 280 2 280 S4.11 S1.25 X 1-2 80 2 240 3-4 240 S3.09/10 S4.02/06
S1.26 X
AK, AY, CR Misc. 1-2 80
BIT 2-3 280 3-5 280 S4.03/07
S1.27 X 1-2 80 1 120 2-3 120 S2.15 S3.16 S1.28 X
EP Misc. 1-2 80 1-2 160 2-4 160 S2.16 S3.17
S1.29 X EP, PUR 1 40 1-2 160 2-3 160 S3.21 S4.19 S1.30 X ESI
Zn (R) 1 80 1-2 160 2-3 160 S3.28 S4.27
S1.31 X EP Misc. 1-2 80 2-3 200 3-5 200 S3.18 S4.12 S1.32 X EP,
PUR 1 40 2-3 200 3-4 200 S3.22 S4.20 S1.33 X ESI
Zn (R) 1 80 2-3 200 3-4 200 S3.29 S4.28
S1.34 X EP Misc. 1-2 80 2-3 240 3-5 240 S3.19 S4.13 S1.35 X EP,
PUR 1 40 2-3 240 240 240 S4.21 S1.36 X ESI
Zn (R) 1 80 2-3 240 240 240 S4.29
S1.37 X EP Misc. 1-2 80 2-3 280 280 280 S4.14 S1.38 X EP, PUR 1
40 2-3 280 280 280 S4.22 S1.39 X ESI
Zn (R) 1 80 2-3 280 280 280 S4.30
S1.40 X EP Misc. 1-2 80 3-4 320 320 320 S4.15 S1.41 X EP, PUR 1
40 3-4 320 320 320 S4.23 S1.42 X ESI
Zn (R) 1 80
EP
PUR
3-4 320 320 320 S4.31
-
(cont)
Pinturas (lquido) Pinturas (lquido)
Nmero de componente Nmero de componente
Aglutinantes para capa(s) de imprimacin
1 componente 2 componentes
Posible uso en agua
Aglutinantes para capa(s) de acabado
1 componente 2 componentes
Posible uso martimo
AK = Alqudico X X AK = Alqudico X X CR = Caucho clorado X CR =
Caucho clorado X AY = Acrlico X X AY = Acrlico X X PVC = Cloruro
polivinlico X PVC = Cloruro polivinlico X EP = Epxico X X EP =
Epxico X X ESI = Silicato etlico X X PUR = Poliuretano X X PUR =
Poliuretano X BIT = Alquitrn X
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Proyecto bsico: Corrosin de estructuras de acero
SS021a-ES-EU
5.4 Revestimientos metlicos 5.4.1 Generalidades Para el acero
estructural, los mtodos ms representativos de aplicacin de
revestimientos metlicos son la proyeccin trmica (no es econmico
para todos los elementos) y la inmersin galvnica caliente
(especialmente adecuada para elementos completos, vase la Figura
5.4). Hay otros mtodos, como la amalgamacin con cinc o la
electrodeposicin , pero se utilizan generalmente para otros tipos
de componentes (como conectores y sujeciones).
5.4.2 Inmersin galvnica caliente El proceso consiste en la
aplicacin de una capa de cinc mediante inmersin de los elementos de
acero en un bao de cinc fundido. El proceso al detalle se describe
a continuacin:
1. Se debe eliminar cualquier resto de grasa o aceite, con
agentes desengrasantes, tales como soluciones alcalinas o agentes
cidos desengrasantes. Generalmente no se utilizan los agentes
orgnicos.
2. Despus de eliminar la grasa, se lavan los componentes en un
bao con agua, que evitan que las soluciones desengrasantes estn
presentes en las siguientes etapas del proceso.
3. Limpieza con cido: en esta etapa se elimina el xido y la
escamacin. Se utilizan comnmente inhibidores de cido clorhdrico.
Esta etapa se realiza a temperatura ambiente.
Figura 5.4 Celosas galvanizadas en bao caliente. Fuente: ATEG
(Asociacin Tcnica Espaola de Galvanizado)
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Proyecto bsico: Corrosin de estructuras de acero
SS021a-ES-EU
4. Se limpian los componentes en agua nuevamente, para evitar la
presencia de residuos de cido en las siguientes etapas.
5. A continuacin se sumerge el acero en un agente fundente para
asegurar un buen contacto entre el cinc y el acero durante el
proceso de galvanizado.
6. Se secan los elementos en un horno o con aire caliente 7. El
acero es sumergido en un bao de cinc fundido a una temperatura que
vara entre 440
C y 460 C. A estas temperaturas el cinc reacciona con el acero
formando una aleacin integral de cinc/hierro con la superficie de
acero
8. Finalmente, el acero galvanizado puede ser enfriado en agua o
al aire.
Las especificaciones de los estndares para el bao galvanizado en
caliente para acero estructural se indican en EN ISO 1461. En esta
norma se especifica el espesor medio mnimo de acuerdo al espesor
del producto de acero.
Tabla 5.3 Espesor del revestimiento de cinc para muestras no
centrifugadas (EN ISO 1461)
Espesor Valor mnimo en un punto (m)
Valor promedio mnimo (m)
Acero 6 mm 70 85
3 mm Acero < 6 mm 55 70
1,5 mm Acero < 3mm 45 55
Acero < 1,5 mm 35 45
Moldes 6 mm 70 80
Moldes 6 mm 60 70
EN ISO 14713 proporciona informacin adicional sobre el diseo de
los elementos de acero que se sometern a un bao galvanizado
caliente (vase la Tabla 5.3, la Tabla 5.4 y la Figura 5.5).
Bao de
agua Limpieza con cido
Bao de agua
Bao de agua
Flux Bao desengrasante
Horno Bao de cinc
Figura 5.5 Proceso de galvanizado en bao caliente. Fuente: ATEG
(Asociacin Tcnica Espaola
de Galvanizado)
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Proyecto bsico: Corrosin de estructuras de acero
SS021a-ES-EU
Tabla 5.4 Espesor del sistema para la proteccin del acero sin
mantenimiento durante ms de 20 aos
Categora de entorno
Velocidad de la corrosin del cinc (g/m Espesor del sistema
1 (m) 2/ao)
C2 < 5 25 - 85
C3 5 15 45 85
C4 15 30 85
C5I 30 40 115
C5M 40 60 150 200 1 Bao galvanizado caliente de acuerdo a EN ISO
1461
Se puede utilizar un bao galvanizado en caliente sin proteccin
adicional. Sin embargo, para obtener una larga durabilidad o donde
haya exigencias decorativas, se deben utilizar revestimientos
duplex. Los revestimientos duplex son el resultado de la combinacin
de un bao galvanizado caliente y revestimientos con pintura.
Para estructuras galvanizadas, si se requiere un revestimiento
doble, la Tabla A.9 de EN ISO 12944-5 Anexo A proporciona ejemplos
de sistemas de revestimientos para categoras de corrosin variables
entre C2 a C5I y C5M.
6. Referencias The prevention of corrosion in structural
steelwork, Corus Construction and Industrial
A corrosion protection guide for steelwork exposed to
atmospheric environments, Corus Construction and Industrial
A corrosion protection guide for steelwork in building interiors
and perimeter walls, Corus Construction and Industrial
European General Galvanizers Association (www.egga.com)
ATEG (Spanish Galvanizing Technical Association) (www.ateg.es)
EN 1993-1-1: Design of steel structures Part 1-1: General rules and
rules for buildings
ISO 9226: Corrosion of metals and alloys; corrosivity of
atmospheres; determination of corrosion rate of standard specimens
for the evaluation of corrosivity
EN ISO 12944: Paints and varnishes. Corrosion protection of
steel structures by protective paint systems
EN ISO 8501: Preparation of steel substrates before application
of paints and related products Visual assessment of surface
cleanliness
EN ISO 1461: Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and
steel articles. Specifications and test methods
EN ISO 14713: Protection against corrosion of iron and steel
structures. cinc and aluminium coatings. Guidelines.
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http://www.egga.com/http://www.ateg.es/
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Proyecto bsico: Corrosin de estructuras de acero
SS021a-ES-EU
Registro de calidad TTULO DEL RECURSO Proyecto bsico: Corrosin
de estructuras de acero
Referencia(s)
DOCUMENTO ORIGINAL
Nombre Compaa Fecha
Creado por Francisco Rey LABEIN Marzo 05
Contenido tcnico revisado por Jose A. Chica LABEIN Junio 05
Contenido editorial revisado por
Contenido tcnico respaldado por los siguientes socios de
STEEL:
1. Reino Unido G.W. Owens SCI 07/04/06
2. Francia A. Bureau CTICM 07/04/06
3. Suecia A. Olsson SBI 07/04/06
4. Alemania C. Mueller RWTH 07/04/06
5. Espaa J. Chica Labein 07/04/06
Recurso aprobado por el Coordinador tcnico
DOCUMENTO TRADUCIDO
Traduccin realizada y revisada por: eTeams International Ltd.
20/06/06
Recurso de traduccin aprobado por: J. Chica Labein 10/07/06
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1. Generalidades2. Fundamentos de la corrosinFigura2.1
Representacin esquemtica del mecanismo de corrosinFigura2.2 Serie
galvnica general
3. Especificaciones de proteccin para corrosin para construccin
en generalTabla3.1 Referencias de temas y secciones
4. Ambientes interiores y exterioresTabla4.2 Ejemplos de
ambientes exteriores y su categoraTabla4.3 Ejemplos de los
ambientes interiores y su categora.
5. Mtodos de proteccin5.1 La influencia en el diseoFigura5.1
Ejemplos de cmo evitar la retencin de agua y suciedad (Fuente: EN
ISO 12944-3)Figura5.2 Soldadura y tratamiento de las hendiduras.
Fuente: EN ISO 12944 PART 3
5.2 Preparacin de la superficie5.2.1 GeneralidadesFigura5.3
Referencia fotogrfica de EN ISO 8501-1 (Corrosin grado B) e imagen
real de un perfil laminado
5.2.2 Tratamientos preliminares 5.2.3 Herramientas manuales y
elctricas para limpieza (grados St)5.2.4 Limpieza con chorro
abrasivo (grados Sa)5.2.5 Limpieza por llama (grados Fl)5.2.6
Limpieza con chorro abrasivo hmedo5.2.7 Chorro de agua a muy alta
presin5.2.8 Decapado con cido5.2.9 Consideraciones sobre la
amplitud de la superficie5.2.10 Tratamientos de superficie
adicionales
5.3 Revestimientos con pintura5.3.1 Clasificacin de las
pinturas5.3.2 Sistemas de pinturas5.3.3 Imprimaciones de
prefabricacin5.3.4 Aplicacin de las pinturas5.3.5 Especificaciones
de los mtodos de pinturaTabla5.1 Propiedades generales de los tipos
de pintura genricos (x=deficiente, (=aceptable, ((=buena, (((= muy
buena)Tabla5.2 Tabla A.1 de EN ISO 12944-5 Anexo A
5.4 Revestimientos metlicos5.4.1 GeneralidadesFigura5.4 Celosas
galvanizadas en bao caliente. Fuente: ATEG (Asociacin Tcnica
Espaola de Galvanizado)
5.4.2 Inmersin galvnica calienteFigura5.5 Proceso de galvanizado
en bao caliente. Fuente: ATEG (Asociacin Tcnica Espaola de
Galvanizado)Tabla5.3 Espesor del revestimiento de cinc para
muestras no centrifugadas (EN ISO 1461)Tabla5.4 Espesor del sistema
para la proteccin del acero sin mantenimiento durante ms de 20
aos
6. Referencias