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 ACEROS PARA HORMIGÓN – ACERO DE REFUERZO PARA ARMADURAS
- Barras corrugadas
- Alambrón
- Alambres trefilados (lisos y corrugados)
- Mallas electro soldables de acero – Mallazo
- Armaduras básicas en celosía.
- Alambres, torzales y cordones para hormigón pretensado.
- Armaduras pasivas de acero
- Redondo liso para Hormigón Armado
- Aceros para estructuras en zonas de alto riesgo sísmico.
Para estructuras de hormigón se utilizan barras lisas y corrugadas, con diámetros
que oscilan entre los 6mm y los 40mm, aunque lo común en una armadura de
hormigón es que difícilmente superen los 32mm. Además el acero de refuerzo se
utiliza en las mallas electro soldadas o mallazo constituidos por alambres de
diámetros entre 4mm a 12mm.
 IMPUREZAS DEL ACERO:
• Se denomina impurezas a todos los elementos indeseables en la composición
de los aceros. Se encuentran en los aceros y también en las fundiciones como
consecuencia de que están presentes en los minerales o los combustibles. Se
procura eliminarlas o reducir su contenido debido a que son perjudiciales para
las propiedades de la aleación. En los casos en los que eliminarlas resulte
imposible o sea demasiado costoso, se admite su presencia en cantidades
mínimas.
 LÍMITE DE FLUENCIA O ELÁSTICO
• El límite de fluencia es la zona máxima en la cual el módulo de Young es
constante. También es la zona límite a partir de la cual el material se deforma
plásticamente.
• También denominado límite elástico aparente, indica la tensión que soporta
una probeta del ensayo de tracción en el momento de producirse el fenómeno
de la cedencia o fluencia. Este fenómeno tiene lugar en la zona de transición
entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido
incremento de la deformación sin aumento apreciable de la carga aplicada.
El límite elástico, también denominado límite de elasticidad y límite de fluencia, es la
tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones
permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta
deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. En
general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es
deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke.
Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un
comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material
alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo
elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto comporta que en una situación
de tensión uniaxial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra
en la superficie de fluencia del material.
Determinación del límite elástico
Determinación del límite elástico convencional.
Si se disponen las tensiones en función de las deformaciones en un gráfico se observa
que, en un principio y para la mayoría de los materiales (los elastómeros no lo cumplen,
por ejemplo), aparece una zona que sigue una distribución casi lineal, donde la
pendiente es el módulo de elasticidad E. Esta zona se corresponde a las deformaciones
elásticas del material hasta un punto donde la función cambia de régimen y empieza a
curvarse, zona que se corresponde al inicio del régimen plástico. Ese punto es el límite
elástico.
Debido a la dificultad para localizarlo exactamente y con total fidelidad, ya que en los
gráficos experimentales la recta es difícil de determinar y existe una banda donde podría
situarse el límite elástico, en ingeniería se adopta un criterio convencional y se considera
como límite elástico la tensión a la cual el material tiene una deformación plástica del
0.2% (o también ε = 0.002).
El alargamiento en tecnología de materiales también conocido como elongación es una
magnitud que mide el aumento de longitud que tiene un material cuando se le somete a
un esfuerzo de tracción antes de producirse su rotura. El alargamiento se expresa en
como tanto por ciento (%) con respecto a la longitud inicial.
En un material elástico, cuando el alargamiento no supera el límite elástico del material
este recupera su longitud inicial cuando cesa el esfuerzo de tracción pero si supera el
límite elástico ya no recupera su longitud inicial.
Ala de gran alargamiento, de superficie alar A
Ala de poco alargamiento, con la misma superficie alar A
En el caso de la tecnología aeronáutica, el alargamiento o "aspect ratio" de un
ala es el cociente de dividir la envergadura por la cuerda media. Es decir es la
proporción entre la longitud y la anchura media del ala. Este valor es decisivo en
el valor de la resistencia inducida, y por tanto del coeficiente de planeo o
equivalente la eficiencia del ala.
13. CORROSION DEL ACERO Y SUS EFECTOS
La terminología de la ASTM (G15) define la corrosión como “la reacción química
o electroquímica entre un material, usualmente un metal y su medio ambiente,
que produce un deterioro del material y de sus propiedades”. Para el acero
embebido en el concreto (hormigón), la corrosión da como resultado la formación
de óxido que tiene 2 a 4 veces el volumen del acero original y la pérdida de sus
óptimas propiedades mecánicas.
La corrosión produce además descascara miento y vacíos en la superficie del
acero de refuerzo, reduciendo la capacidad resistente como resultado de la
reducción de la sección transversal.
La mayor parte de los procesos de corrosión del acero estructural son de
naturaleza electroquímica y suceden en etapas. El ataque inicial ocurre en las
áreas anódicas sobre la superficie, donde los iones ferrosos son disueltos. De las
áreas anódicas se liberan los electrones que se mueven a través de la estructura
metálica, a las áreas catódicas adyacentes existentes en la superficie, donde se
combinan con el oxígeno y con el agua, formando iones hidroxilos. Éstos
reaccionan con los iones ferrosos generados en el ánodo, produciendo hidróxido
ferroso que, a su vez, se oxida al aire produciendo el óxido de hierro hidratado,
conocido como herrumbre.
Todas estas reacciones pueden ser descriptas mediante la ecuación:
4Fe + 3O2 + 2H2O → 2Fe2O3 · H2O.
Dos puntos importantes son consecuencias directas de las consideraciones
anteriores: Para que el acero se corroa, es necesaria la presencia simultánea de
agua y de oxígeno. En ausencia de una de estas substancias, no se produce
corrosión. Toda la corrosión ocurre en el ánodo; en el cátodo no hay corrosión.
Pero después de un tiempo y debido a los efectos de polarización (tal como el
crecimiento de la capa de herrumbre en las regiones anódicas), la velocidad del
proceso de corrosión decae substancialmente. En ese momento se desarrolla un
nuevo proceso: las regiones catódicas pasan a comportarse como anódicas, y
viceversa. Los cátodos se transforman en ánodos y los ánodos en cátodos. De
este modo, se va corroyendo toda la superficie de modo uniforme en un proceso
conocido como «corrosión generalizada». La Figura 1 ilustra este fenómeno
a. TIPOS DE CORROSIÓN
Antes de analizar los efectos para la sociedad que tiene la corrosión, tenemos que ver los
diversos tipos de corrosión que existen. Los tipos de corrosión se pueden clasificar de la
siguiente manera:
1. General o Uniforme: Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento
uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. A su vez, esta clase de corrosión
se subdivide en otras:
a) Atmosférica: De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor
cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de metal de
automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo mismo se ven
atacados por oxígeno y agua. La severidad de esta clase de corrosión se incrementa
cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están
presentes. Para hablar de esta clase de corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los
ambientes atmosféricos son los siguientes:
 Industriales: Son los que contienen compuestos sulfurosos, nitrosos y otros agentes
ácidos que pueden promover la corrosión de los metales. En adición, los ambientes
industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas, lo que
produce un aumento en la corrosión.
 Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un ión
particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas metálicos.
 Rurales: En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica,
caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas.
Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. Ellos son la Temperatura, la
Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad.
b) Galvánica: La corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden
encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos
(con distinto para redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por
ejemplo, una solución conductiva).
El ataque galvánico puede ser uniforme o localizado en la unión entre aleaciones,
dependiendo de las condiciones. La corrosión galvánica puede ser particularmente severa
cuando las películas protectoras de corrosión no se forman o son eliminadas por erosión.
Esta forma de corrosión es la que producen las Celdas Galvánicas. Sucede que cuando la
reacción de oxidación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la
superficie del metal que actúa como el polo negativo de la pila (el ánodo) y así se va
produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la superficie del metal. Este
caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples.
Quizá la problemática mayor sobre corrosión esté en que al ser este caso bastante común
se presente en variadas formas y muy seguido. Por ejemplo, la corrosión de tuberías
subterráneas se puede producir por la formación de una pila galvánica en la cual una torre
de alta tensión interactúa con grafito solidificado y soterrado, con un terreno que actúe de
alguna forma como solución conductiva.
c) Metales Líquidos: La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de
los metales en presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc.
Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas, Aleaciones
Metal-a-Metal (por ej., el amalgamamiento) y otras formas.
d) Altas Temperaturas: Algunos metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de
muy altas temperaturas, pueden reaccionar directamente con ellos sin la necesaria
presencia de un electrolito. Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento,
Escamamiento o Corrosión por Altas Temperaturas. Generalmente esta clase de corrosión
depende directamente de la temperatura. Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto
el metal al gas oxidante, se forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la
combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o
“empañamiento” actúa como un electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la
corrosión de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie.
Algunas maneras de evitar esta clase de corrosión son las siguientes:
 Alta estabilidad termodinámica, para generar en lo posible otros productos para
reacciones distintas.
 Baja Presión de Vapor, de forma tal que los productos generados sean sólidos y no
gases que se mezclen con el ambiente.
La corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosión, como la
Oxidación, la Sulfatación, la Carburización, los Efectos del Hidrógeno, etc.
2. Localizada: La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en áreas
discretas o localizadas. Al igual que la General/Uniforme, la corrosión Localizada se subdivide
en otros tipos de corrosión. A continuación, veremos los más destacados.
a) Corrosión por Fisuras o “Crevice”: La corrosión por crevice o por fisuras es la que se
produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de
metal igual o diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no metálico. En
las fisuras de ambos metales, que también pueden ser espacios en la forma del objeto, se
deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza. Se dice, en estos casos, que es
una corrosión con ánodo estancado, ya que esa solución, a menos que sea removida,
nunca podrá salir de la fisura. Además, esta cavidad se puede generar de forma natural
producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza.
Algunas formas de prevenir esta clase de corrosión son las siguientes:
o rediseño del equipo o pieza afectada para eliminar fisuras.
o cerrar las fisuras con materiales no-absorventes o incorporar una barrera para prevenir
la humedad.
o prevenir o remover la formación de sólidos en la superficie del metal.
b) Corrosión por Picadura o “Pitting”: Es altamente localizada, se produce en zonas de
baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas
“picaduras” en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con
poca o casi nula corrosión generalizada. Ocurre como un proceso de disolución anódica
local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un
cátodo mucho mayor.
Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas:
 Corrosión por Fricción o Fretting: es la que se produce por el movimiento relativamente
pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son
metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que
son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es
removida.
 Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en la
superficie del metal (en contacto con un líquido). Es un fenómeno semejante al que le
ocurre a las caras posteriores de las hélices de los barcos. Genera una serie de picaduras
en forma de panal.
 Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por Descincado, en donde
piezas de cinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. En este caso, es
selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro. Quizá
la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal
involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído
como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al
someterlo a una fuerza mecánica.
3. Corrosión Microbiológica (MIC): Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son
la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado. La
MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o
flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión. Los organismos biológicos
presentes en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del oxígeno a
la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el proceso de la corrosión.
b. La Corrosión en la Industria y sus Procesos: Como se mencionó en un principio, la mayor
problemática de la corrosión es la destrucción del metal al que afecta. Ahora intentaremos ver un
enfoque desde la industria, el sector más afectado por la corrosión, a cerca de los ataques que
este proceso causa. Podemos hablar desde fracturas, hasta fugas en tanques, disminución de la
resistencia mecánica de las piezas y muchas otras maneras de efectos por los ataques. Aún así,
lo peor de todo es que si no son prevenidas estas clases de ataques por corrosión, la seguridad
de las personas es algo que se ve permanentemente afectado.
Existen dos clases de pérdidas desde el punto de vista económico.
o DIRECTAS: las pérdidas directas son las que afectan de manera inmediata cuando se
produce el ataque. Estas se pueden clasificar en varios tipos también, de las cuales las
más importantes son el Coste de las Reparaciones, las Sustituciones de los Equipos
Deteriorados y Costes por Medidas Preventivas.
o INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de los fallos debidos a los ataques de
corrosión. Las principales son la Detención de la Producción debida a las Fallas y las
Responsabilidades por Posibles Accidentes.
o En general, los costes producidos por la corrosión oscilan cerca del 4% del P.I.B. de los
países industrializados. Muchos de estos gastos podrían evitarse con un mayor y mejor
uso de los conocimientos y técnicas que hoy en día están disponibles.
13. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL DE
CONSTRUCCIÓN:
VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:
a. Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que
será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de
grandes claros.
b. Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el
tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.
c. Durabilidad.- Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado
duraran indefinidamente.
d. Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar
grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza
dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando
así fallas prematuras.
e. Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y
ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes
cantidades se denomina tenacidad.
Otras ventajas importantes del acero estructural son:
i. Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de
conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.
ii. Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.
iii. Rapidez de montaje.
iv. Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.
v. Resistencia a la fatiga.
vi. Posible rehuso después de desmontar una estructura.
DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:
 Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la
corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse
periódicamente.
 Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros
estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente
durante los incendios.
 Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y esbeltos sean los miembros a
compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indico previamente, el
acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como
columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo
para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.
 NOTA: El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran
variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades
físicas. Generalmente los miembros estructurales más convenientes son aquellos
con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas. Los perfiles I, T y L
tienen esta propiedad.
BIBLIOGRAFIA
1. Ing. Alberto Regal. Materiales de Construcción. Lima – Perú
2. Smith, C., (1993) Materials of construction, McGraw-Hill.
3. Diego Sánchez De Guzmán. Materiales de Construcción. Bhandar Editores Ltda.
2001 (Quinta edición)
4. Adam M. Neville. (1999). Tecnología del concreto. IMCYC. México.
5. Kumar Mehta y Paluo Monteiro (1998). Concreto, estructura, propiedades y
materiales. IMCYC. México.
6. Antonio Miguel Saad. (1984). Tratado de construcción. CECSA.Mexico
7. Donald R. Askeland, Pradeep P. Phulé. (2004). Ciencia e ingeniería de los
materiales. Thomson.

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acero para ormigon

  • 1.  ACEROS PARA HORMIGÓN – ACERO DE REFUERZO PARA ARMADURAS - Barras corrugadas - Alambrón - Alambres trefilados (lisos y corrugados) - Mallas electro soldables de acero – Mallazo - Armaduras básicas en celosía. - Alambres, torzales y cordones para hormigón pretensado. - Armaduras pasivas de acero - Redondo liso para Hormigón Armado - Aceros para estructuras en zonas de alto riesgo sísmico. Para estructuras de hormigón se utilizan barras lisas y corrugadas, con diámetros que oscilan entre los 6mm y los 40mm, aunque lo común en una armadura de hormigón es que difícilmente superen los 32mm. Además el acero de refuerzo se utiliza en las mallas electro soldadas o mallazo constituidos por alambres de diámetros entre 4mm a 12mm.  IMPUREZAS DEL ACERO: • Se denomina impurezas a todos los elementos indeseables en la composición de los aceros. Se encuentran en los aceros y también en las fundiciones como consecuencia de que están presentes en los minerales o los combustibles. Se procura eliminarlas o reducir su contenido debido a que son perjudiciales para las propiedades de la aleación. En los casos en los que eliminarlas resulte imposible o sea demasiado costoso, se admite su presencia en cantidades mínimas.  LÍMITE DE FLUENCIA O ELÁSTICO • El límite de fluencia es la zona máxima en la cual el módulo de Young es constante. También es la zona límite a partir de la cual el material se deforma plásticamente.
  • 2. • También denominado límite elástico aparente, indica la tensión que soporta una probeta del ensayo de tracción en el momento de producirse el fenómeno de la cedencia o fluencia. Este fenómeno tiene lugar en la zona de transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la deformación sin aumento apreciable de la carga aplicada. El límite elástico, también denominado límite de elasticidad y límite de fluencia, es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke. Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto comporta que en una situación de tensión uniaxial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material. Determinación del límite elástico Determinación del límite elástico convencional.
  • 3. Si se disponen las tensiones en función de las deformaciones en un gráfico se observa que, en un principio y para la mayoría de los materiales (los elastómeros no lo cumplen, por ejemplo), aparece una zona que sigue una distribución casi lineal, donde la pendiente es el módulo de elasticidad E. Esta zona se corresponde a las deformaciones elásticas del material hasta un punto donde la función cambia de régimen y empieza a curvarse, zona que se corresponde al inicio del régimen plástico. Ese punto es el límite elástico. Debido a la dificultad para localizarlo exactamente y con total fidelidad, ya que en los gráficos experimentales la recta es difícil de determinar y existe una banda donde podría situarse el límite elástico, en ingeniería se adopta un criterio convencional y se considera como límite elástico la tensión a la cual el material tiene una deformación plástica del 0.2% (o también ε = 0.002). El alargamiento en tecnología de materiales también conocido como elongación es una magnitud que mide el aumento de longitud que tiene un material cuando se le somete a un esfuerzo de tracción antes de producirse su rotura. El alargamiento se expresa en como tanto por ciento (%) con respecto a la longitud inicial. En un material elástico, cuando el alargamiento no supera el límite elástico del material este recupera su longitud inicial cuando cesa el esfuerzo de tracción pero si supera el límite elástico ya no recupera su longitud inicial. Ala de gran alargamiento, de superficie alar A
  • 4. Ala de poco alargamiento, con la misma superficie alar A En el caso de la tecnología aeronáutica, el alargamiento o "aspect ratio" de un ala es el cociente de dividir la envergadura por la cuerda media. Es decir es la proporción entre la longitud y la anchura media del ala. Este valor es decisivo en el valor de la resistencia inducida, y por tanto del coeficiente de planeo o equivalente la eficiencia del ala. 13. CORROSION DEL ACERO Y SUS EFECTOS La terminología de la ASTM (G15) define la corrosión como “la reacción química o electroquímica entre un material, usualmente un metal y su medio ambiente, que produce un deterioro del material y de sus propiedades”. Para el acero embebido en el concreto (hormigón), la corrosión da como resultado la formación de óxido que tiene 2 a 4 veces el volumen del acero original y la pérdida de sus óptimas propiedades mecánicas. La corrosión produce además descascara miento y vacíos en la superficie del acero de refuerzo, reduciendo la capacidad resistente como resultado de la reducción de la sección transversal. La mayor parte de los procesos de corrosión del acero estructural son de naturaleza electroquímica y suceden en etapas. El ataque inicial ocurre en las áreas anódicas sobre la superficie, donde los iones ferrosos son disueltos. De las áreas anódicas se liberan los electrones que se mueven a través de la estructura metálica, a las áreas catódicas adyacentes existentes en la superficie, donde se combinan con el oxígeno y con el agua, formando iones hidroxilos. Éstos
  • 5. reaccionan con los iones ferrosos generados en el ánodo, produciendo hidróxido ferroso que, a su vez, se oxida al aire produciendo el óxido de hierro hidratado, conocido como herrumbre. Todas estas reacciones pueden ser descriptas mediante la ecuación: 4Fe + 3O2 + 2H2O → 2Fe2O3 · H2O. Dos puntos importantes son consecuencias directas de las consideraciones anteriores: Para que el acero se corroa, es necesaria la presencia simultánea de agua y de oxígeno. En ausencia de una de estas substancias, no se produce corrosión. Toda la corrosión ocurre en el ánodo; en el cátodo no hay corrosión. Pero después de un tiempo y debido a los efectos de polarización (tal como el crecimiento de la capa de herrumbre en las regiones anódicas), la velocidad del proceso de corrosión decae substancialmente. En ese momento se desarrolla un nuevo proceso: las regiones catódicas pasan a comportarse como anódicas, y viceversa. Los cátodos se transforman en ánodos y los ánodos en cátodos. De este modo, se va corroyendo toda la superficie de modo uniforme en un proceso conocido como «corrosión generalizada». La Figura 1 ilustra este fenómeno
  • 6. a. TIPOS DE CORROSIÓN Antes de analizar los efectos para la sociedad que tiene la corrosión, tenemos que ver los diversos tipos de corrosión que existen. Los tipos de corrosión se pueden clasificar de la siguiente manera: 1. General o Uniforme: Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. A su vez, esta clase de corrosión se subdivide en otras: a) Atmosférica: De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de metal de automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo mismo se ven atacados por oxígeno y agua. La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. Para hablar de esta clase de corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los ambientes atmosféricos son los siguientes:  Industriales: Son los que contienen compuestos sulfurosos, nitrosos y otros agentes ácidos que pueden promover la corrosión de los metales. En adición, los ambientes industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas, lo que produce un aumento en la corrosión.
  • 7.  Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un ión particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas metálicos.  Rurales: En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica, caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas. Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. Ellos son la Temperatura, la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad. b) Galvánica: La corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto para redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solución conductiva). El ataque galvánico puede ser uniforme o localizado en la unión entre aleaciones, dependiendo de las condiciones. La corrosión galvánica puede ser particularmente severa cuando las películas protectoras de corrosión no se forman o son eliminadas por erosión. Esta forma de corrosión es la que producen las Celdas Galvánicas. Sucede que cuando la reacción de oxidación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la superficie del metal que actúa como el polo negativo de la pila (el ánodo) y así se va produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la superficie del metal. Este caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples. Quizá la problemática mayor sobre corrosión esté en que al ser este caso bastante común se presente en variadas formas y muy seguido. Por ejemplo, la corrosión de tuberías subterráneas se puede producir por la formación de una pila galvánica en la cual una torre
  • 8. de alta tensión interactúa con grafito solidificado y soterrado, con un terreno que actúe de alguna forma como solución conductiva. c) Metales Líquidos: La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc. Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas, Aleaciones Metal-a-Metal (por ej., el amalgamamiento) y otras formas. d) Altas Temperaturas: Algunos metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de muy altas temperaturas, pueden reaccionar directamente con ellos sin la necesaria presencia de un electrolito. Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento, Escamamiento o Corrosión por Altas Temperaturas. Generalmente esta clase de corrosión depende directamente de la temperatura. Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o “empañamiento” actúa como un electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la corrosión de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie. Algunas maneras de evitar esta clase de corrosión son las siguientes:  Alta estabilidad termodinámica, para generar en lo posible otros productos para reacciones distintas.  Baja Presión de Vapor, de forma tal que los productos generados sean sólidos y no gases que se mezclen con el ambiente. La corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosión, como la Oxidación, la Sulfatación, la Carburización, los Efectos del Hidrógeno, etc. 2. Localizada: La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en áreas discretas o localizadas. Al igual que la General/Uniforme, la corrosión Localizada se subdivide en otros tipos de corrosión. A continuación, veremos los más destacados. a) Corrosión por Fisuras o “Crevice”: La corrosión por crevice o por fisuras es la que se produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no metálico. En las fisuras de ambos metales, que también pueden ser espacios en la forma del objeto, se deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza. Se dice, en estos casos, que es una corrosión con ánodo estancado, ya que esa solución, a menos que sea removida, nunca podrá salir de la fisura. Además, esta cavidad se puede generar de forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza.
  • 9. Algunas formas de prevenir esta clase de corrosión son las siguientes: o rediseño del equipo o pieza afectada para eliminar fisuras. o cerrar las fisuras con materiales no-absorventes o incorporar una barrera para prevenir la humedad. o prevenir o remover la formación de sólidos en la superficie del metal. b) Corrosión por Picadura o “Pitting”: Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas “picaduras” en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada. Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor. Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas:  Corrosión por Fricción o Fretting: es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida.  Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en la superficie del metal (en contacto con un líquido). Es un fenómeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores de las hélices de los barcos. Genera una serie de picaduras en forma de panal.  Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por Descincado, en donde piezas de cinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. En este caso, es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro. Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al someterlo a una fuerza mecánica.
  • 10. 3. Corrosión Microbiológica (MIC): Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado. La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión. Los organismos biológicos presentes en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del oxígeno a la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el proceso de la corrosión. b. La Corrosión en la Industria y sus Procesos: Como se mencionó en un principio, la mayor problemática de la corrosión es la destrucción del metal al que afecta. Ahora intentaremos ver un enfoque desde la industria, el sector más afectado por la corrosión, a cerca de los ataques que este proceso causa. Podemos hablar desde fracturas, hasta fugas en tanques, disminución de la resistencia mecánica de las piezas y muchas otras maneras de efectos por los ataques. Aún así, lo peor de todo es que si no son prevenidas estas clases de ataques por corrosión, la seguridad de las personas es algo que se ve permanentemente afectado. Existen dos clases de pérdidas desde el punto de vista económico. o DIRECTAS: las pérdidas directas son las que afectan de manera inmediata cuando se produce el ataque. Estas se pueden clasificar en varios tipos también, de las cuales las más importantes son el Coste de las Reparaciones, las Sustituciones de los Equipos Deteriorados y Costes por Medidas Preventivas. o INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de los fallos debidos a los ataques de corrosión. Las principales son la Detención de la Producción debida a las Fallas y las Responsabilidades por Posibles Accidentes. o En general, los costes producidos por la corrosión oscilan cerca del 4% del P.I.B. de los países industrializados. Muchos de estos gastos podrían evitarse con un mayor y mejor uso de los conocimientos y técnicas que hoy en día están disponibles. 13. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN: VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL: a. Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros. b. Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.
  • 11. c. Durabilidad.- Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente. d. Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras. e. Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad. Otras ventajas importantes del acero estructural son: i. Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches. ii. Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. iii. Rapidez de montaje. iv. Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas. v. Resistencia a la fatiga. vi. Posible rehuso después de desmontar una estructura. DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:  Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse periódicamente.  Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios.  Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indico previamente, el acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.
  • 12.  NOTA: El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades físicas. Generalmente los miembros estructurales más convenientes son aquellos con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas. Los perfiles I, T y L tienen esta propiedad. BIBLIOGRAFIA
  • 13. 1. Ing. Alberto Regal. Materiales de Construcción. Lima – Perú 2. Smith, C., (1993) Materials of construction, McGraw-Hill. 3. Diego Sánchez De Guzmán. Materiales de Construcción. Bhandar Editores Ltda. 2001 (Quinta edición) 4. Adam M. Neville. (1999). Tecnología del concreto. IMCYC. México. 5. Kumar Mehta y Paluo Monteiro (1998). Concreto, estructura, propiedades y materiales. IMCYC. México. 6. Antonio Miguel Saad. (1984). Tratado de construcción. CECSA.Mexico 7. Donald R. Askeland, Pradeep P. Phulé. (2004). Ciencia e ingeniería de los materiales. Thomson.