oxidacion 2

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 Pgina 12


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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.

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


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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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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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/


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

oxidacion 2

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