Introducción
La corrosión del acero producto de cloruros y sulfatos en contacto con los elementros estructurales es un tema de mucho cuidado a la hora de construir y a la hora de decidir las medidas a tomar para contrarestar los agentes agresivos contra el acero.
Existen muchos efectos perjudiciales cuando se habla de corrosión y oxidación del acero cuando éste ya ha sido embebido en el hormigón, pues entre otros fenómenos, el óxido de acero a la larga suele ocupar más espacio y expandirse dentro del concreto, debilitando y reventando el recubrimiento de concreto, que expone aun más superficie de acero a la intemperie. Este acero ahora expuesto, presentará un proceso de corrosión incluso más acelerado a partir de este punto.
Sin embargo acá no te hablaré de ese tipo de corrosión cuando ya se ha vaciado el concreto sobre el acero, que ya de por sí es un tema tan largo de analizar que puede incluso ser tema de tesis de doctorado.
El tema que quiero abordar acá es el concerniente a la oxidación natural de las barras de refuerzo antes del fundido con el hormigón.
Óxido en el acero de refuerzo
Respecto a este aspecto, se comenta mucho en foros de ingeniería, facebook y otras redes, sobre como limpiar la superficie de acero que presente óxido producto de humedad en el ambiente o producto de algunas lluvias que hayan mojado las barras.
Incluso entre comentarios en algunos vídeos que hice sobre procesos constructivos donde mostraba barras con este fenómeno, entre comentarios algunas personas me indicaban que todo estaba bien en el vídeo, excepto el acero oxidado que debería limpiarse antes del fundido con el hormigón.
Pues parece que este tema es más polémico de lo que a primera vista se cree, pues tal parece que las normas indican exactamente lo contrario. (!What!?)
Lo que indican las normas sobre el óxido del acero
Me tomé el trabajo de investigar un poco sobre el tema y para sorpresa de muchos encontré en la norma american AC! 318-14, en el capítulo 26 artículo 26.6.6.1.1 que dice lo siguiente:
Esto es sorprendente pues contrario a lo que comunmente se piensa, no solo no es necesario limpiar la superficie de acero que contenga óxido sino que como dice la norma: Investigaciones han demostrado que una cantidad normal de óxido aumenta la adherencia.
Bueno, la norma ACI menciona que los parámetros de rechazo o aceptación de una cantidad de daño por parte de agentes externos que reduzcan la sección o el peso de una muestra de hormigón deben estar en base a lo que la norma ASTM diga.
Pues bien, buscando en esta norma, más específicamente en la norma A615/A615M − 15a, sección 12, se pudo encontrar lo siguiente (perdón pero solo conseguí la versión en inglés de esta norma):
Traduciendo en el sector resaltado, dice: 12.2 El óxido, las costuras, las irregularidades de la superficie o el escalado de fábrica no serán motivo de rechazo, siempre que el peso [masa] nominal, dimensiones, área de sección transversal y propiedades de tracción de una muestra de prueba cepillada con cepillo de alambre no sea inferior a los requisitos de esta especificación.
Entonces la norma ASTM nos está diciendo acá precisamente lo mismo que nos decía la norma ACI 318 al respecto. Pero además respecto a, por ejemplo, el peso nominal de la muestra, la norma ASTM es más específica indicando lo siguiente:
Traduciendo: 11.1 Las barras de refuerzo deformadas se evaluarán en base al peso nominal [masa]. El peso determinado utilizando el peso medido de la muestra de prueba y redondeada de acuerdo con la práctica E29, será al menos 94% del peso aplicable por unidad de longitud prescrita en la Tabla 1. En ningún caso el sobrepeso [exceso de masa] de cualquier barra deformada puede ser el motivo del rechazo.
Interpretando lo que la norma dice
En base a este 94% del peso nominal, existe un margen de error en base al cual podemos tener una pérdida de sección de hasta el 6% del área nominal. Este es un márgen bastante grande!. Ahora bien, debemos tomar en cuenta que dentro de este margen debemos incluir los defectos de fabricación. Además debemos tomar en cuenta que muchas metalúrgicas intentan fabricar sus piezas al límite del 94% del peso nominal para ahorrar material en la fabricación, eso deja muy poco margen de disminución de sección por corrosión.
Hagamos el ejercicio asumiento un 100% de peso nominal de la barra: Si por ejemplo tomamos una barra de acero de 16mm cuya sección nominal es de 201mm² y reducimos esta sección en 94%, y luego de esta sección reducida calculamos el diámetro de la barra, este cálculo resulta en un diámetro reducido de 15.5mm, o sea medio milímetro respecto a su sección original, que en términos de reducción por oxidación es un valor bastante alto (asumiento que la sección nominal es igual a la fabricada).
Falsas creencias
En la creencia popular se suele pensar que vaciar el concreto sobre una barra oxidada hará que con el tiempo esta barra oxidada se corroa con el tiempo dentro del concreto, pues la barra ya estaba dañada y no limpiada antes del vaciado.
La anterior aseveración es falsa, ya que para que se produzca corrosión se necesita metal, oxígeno y un elecrolito (los cloruros y sulfatos). Tanto el oxígeno como los electrolitos tienen impedido el ingreso hacia el acero (aunque este esté oxidado) si este está cubierto por una capa de concreto. Las propiedades químicas del concreto hacen que se forme una capa pasiva al rededor del acero que impide su oxidación y posterior corrosión.
Por tanto: No, el acero no se corroe como la caries de una muela que ha sido obturada con la caries aun adentro.
Conclusiones
La norma me permite utilizar acero ligéramente oxidado como el que muestro en todas las fotos arriba, donde el acero está amarillo por la oxidación, pero no presenta daño evidente a inspección visual en su sección transversal. Es más, no solo lo permite sino que indica que aumenta la adherencia.
Otro factor importante es que precisamente debido a que la adherencia química entre acero y hormigón es tan débil, se inventó el acero corrugado cuyas deformaciones transversales hacen que exista una adherencia o fricción mecánica considerable entre ambos materiales, que será mucho mayor a la adherencia que pueda proporcionar una barra que tenga o que no tenga óxido.
Por todo lo mencionado, se puede satisfactoriamente decir que no se cometió ninguna falta al fundir el hormigón y acero sobre esta superficie ligéramente oxidada.
autor: Marcelo Pardo
Vídeo
El artículo en vídeo lo tienes a continuación, por si prefieras multimedia antes que el texto:
autor: Marcelo Pardo
Buenas tardes
Profesor Marcelo
Podríamos decir entonces que con la patina de óxido amarilla que se distingue en la imagen , al momento de verter el concreto está genera una capa de adhesión en la zona de contacto con el fierro según las normas expuestas , mi pregunta va si en ese momento el óxido sigue actuando por dentro del fierro o sea sigue la corrosión en el tiempo ….
Gracias !!!
es una de las preguntas más frecuentes que recibo respecto al tema. Mucha gente piensa que el óxido o la corrosión es como una caries dental. Sin embargo no es así. Si un acero corroido es posteriormente cubierto con hormigón, el acero no continua con la corrosión.
Buen dia, tendras los enlaces para descargar el ACI 318 – 14, CAPITULO 26 Art 26.6.6.1.1. y A615/A615M – 15a, Sec 12? Gracias de ante mano.
Lastimosamente no. Pero se encuentra con relativa facilidad en internet.
Estimado Prof. Marcelo:
Una pregunta: he intentado abrir el tema de «Consideraciones sobre el alambre recocido o alambre de amarre» pero me sale un mensaje de que la página no está disponible. ¿El tema se retiró de la lista ?
Gracias de antemano y saludos cordiales
Alberto Porras López
Alberto muchas gracias por la observación. Efectivamente el enlace era incorrecto. Ya corregí el error. Muchas graicas nuevamente
Felicitaciones Marcelo Pardo. Te comento en Perú recién estamos avanzando en el «primer mapa del óxido para Lima Metropolitana» y esperamos tener datos relevantes sobre los distintos aceros que utilizamos y la influencia del medio ambiente en diversas zonas de nuestra ciudad capital. Respecto a la información que nos brindas te felicito por la claridad y sencillez. Te agradeceré un nuevo capítulo sobre todo lo referido a la protección de las estructuras, porque es sabido que el concreto NO ES IMPERMEABLE, y es por ello que durante el colado o vaciado del concreto es importante la protección del concreto para cimientos, muros y techos superiores, a fin de evitar que la humedad atraviese el concreto y ataque la estructura de acero. Saludos.
Muchas gracias Luis. Muy interesantes los datos que das. Estaré pendiente. Respecto a la protección del acero, es un mundo de estudio. procuraré profundizar más en el tema
Hola, vengo aquí desde su video de Youtube;
Tengo una vivienda con dos vigas donde el armazón de acero esta muy dañado por el oxido y la carga se esta desprendiendo:
https://i.ibb.co/9ZJrbP4/Captura.jpg
Que podría hacer para repararlo?
Un saludo y gracias!
EXCELENTE EXPLICACION CABALLEROS, DEFINITIVAMENTE EL OXIDO A PESAR DE LA CORROSION ES UN AGENTE ACTIVADOR PARA LA ADHESION TANTO EN HORMIGON COMO EN SUPERFICIES DE PINTURA SOLO SE NECESITAN QUE ESTEN TOTALMENTE SECAS AL MOMENTO DE VACIAR O PINTAR.
EN TODOS LOS TRABAJOS DE HERRERIA QUE HE REALIZADO NORMALMENTE EL ACERO PERCIBE OXIDO POR LA HUMEDAD.
Falto ilustrar una imagen una varilla que no puede ser usada que esta oxidada sobrepasando los estandares o recomendaciones, seria bastante ilustrativo usar una imagen donde no se podria utilizar la varilla
Felipe muy de acuerdo. Buscaré alguna imagen de una barra que ya se considere muy dañada
Buena tarde; tengo una mega duda. Y si las barillas ya estan con demaciado qué se puede hacer al respecto?? Agradezco la atención.
en ese caso ya es recomendable cambiarlas
Estimado, que pasaría si aplico un removedor de óxido ??? He hecho una prueba y el acero queda con un aspecto de grasa en su superficie luego de aplicar el removedor de óxido. ¿Es viable usar ese removedor de óxido a las varillas de mi malla del techo que aún no hago el vaciado?
Francamente no lo sé José Luis. No he trabajado nunca con removedores de óxido. Prefiero dejar las superficies del acero con óxido sin preocuparme pues como dije en el vídeo, un poco de oxidación ayuda incluso a la adherencia
Simpre si usaste el removedor de oxido?
Se puede usar. No hay problema en eso. Sin embargo parece no ser tan necesario cuando no existe corrosión
hola, buenos dias, hay algunos que dicen que si y otros que dicen que no, mi pregunta es.. se pueden soldar las columnas, o solo se deben atar con alambres en las uniones?
Es recomendable amarrar, la soldadura debe estar considerara solo si esta plantada en el diseño
Rodrigo, buena observacion
Me sirvio mucho el tema del oxido en las canastas de las columnas, optaré para cepillar y medio lavar el residuo, mi hierro esta bien odidado y no deseo me dane el recubrimiento exetrior del concreto.muy bien excelente expliación.
Muchas gracias Alberto! No está demás hacerlo. Solo toma en cuenta que si se redujo mucho la sección de acero producto de la corrosión se deben tomar medidas.
Hoy aprendi más con estos consejos gracias por la información
Muchas gracias Saul!
COMO DEBO CORTAR UN VACIADO EN VIGAS COLUMNAS O LOSAS
tengo un vídeo al respecto Alberto.
https://youtu.be/JOdRc9TMqnc
compártelo si te parece útil
Excelente contribución, satisfactoriamente investigado y tiene mucho sentido. Muchas gracias. Es un tema muy polémico.
Que impresionante, justo lo que me acaba de pasar en obra, saludos desde Piura Perú, sigue así colega. Felicitaciones.
Buen día, la verdad es un dato para nada menor el que expones!! Muchas gracias y saludos desde Argentina
Muy bien
saludos
Yo tengo hace 3 años los hierros se m oxidaron .puedo usarlos sin limpiar entonces?
Una vez que ingresa la corrosión , la velocidad de esta es 0,1 mm por año si lo dejamos 12 años sera 1,2 mm si tenemos tu diámetro de 15.53 mm , quedaría 13.13 mm. estaría en un 82 % de efectividad en su resistencia y aumentaría su velocidad de degradación.
Cuál es la fuente del dato de la velocidad de oxidación. ¿Estará el del porcentaje de expansión del óxido vs el área de acero?
Como calcular la dimension de las. Columnas para la cantidad de pisos o niveles que soportará y la distancia entre una y otra…,
Entonces si no se limpia el oxido se puede colar asi y el oxido no coorre por el acero y no votara el cemento?, aque se debe el paso del agua atravez de la loza..?
Amigo nunca hago comentarios pero en este caso estoy enormemente agradecido por su investigacion de la cual le puedo decir es la unica q he encontrado en un año…y coincido con sus conclusiones..ninguna literatura dedica un sola palabra al.oxido de los hierros.muchas gracias desde Colombia.