Protección catódica del hierro en el hormigón armado

Los deterioros en las estructuras pueden ser originados por efectos físicos como asentamientos, químicos, como oxidación, o accidentales como explosiones o incendios.

Dentro de los procesos químicos más dañinos para las estructuras de hormigón armado, se pueden mencionar la oxidación de las armaduras de acero originada por la destrucción de la capa pasivante debido a fenómenos tales como la carbonatación por interacción del hormigón con el dióxido de carbono del ambiente y/o la exposición a los cloruros por exposición a ambiente marino, siendo ambos fenómenos inducidos por la estructura porosa típica del hormigón.

Una vez eliminada la capa pasivante intervienen otros agentes químicos tales como agua y/o el oxígeno, iniciándose un proceso redox cuyo resultado más inmediato es un aumento del volumen de las armaduras, que conlleva la pérdida del hormigón que las recubre y, por tanto, su exposición directa al ambiente de una nueva sección susceptible de ser atacada por los agentes químicos antes mencionados. Con el tiempo, esta nueva exposición desembocará en la delaminación y pérdida subsiguiente de sección del acero, y comprometiendo la seguridad estructural del elemento de hormigón armado.

Una de las técnicas destinadas a prevenir la oxidación de las armaduras, incluso para aquellas estructuras que hayan estado expuestas durante largos periodos de tiempo a ambientes agresivos, y así poder asegurar una vida útil más extensa de la estructura es el uso de la “protección catódica por ánodo de sacrificio”. Dicha técnica consiste en la instalación junto a las armaduras a proteger de un metal de mayor tendencia a la oxidación que el elemento a preservar, generando tanto un flujo de electrones como de iones con el fin de “sacrificar” el nuevo metal y preservar el estado del acero existente.

Para desarrollar la protección catódica del hierro en el hormigón armado se pueden emplear, entre otras opciones, unidades discretas de elementos metálicos “ánodos” de zinc.

Así, a partir de las características del elemento estructural a proteger (tipología, geometría, cantidad y disposición del acero, etc.), de la ubicación y del tipo de ánodo a emplear (disposición de los ánodos en un patrón rectangular o cuadrado, gramaje por ánodo…), de las condiciones ambientales (exposición a ambiente seco, contacto directo con agua de mar,…) y del procedimiento de reparación (uso de revestimientos de protección frente a la penetración, uso de morteros de reparación estructural de baja resistividad eléctrica…), y mediante el uso de herramientas informáticas se puede realizar una estimación de la vida útil del sistema de protección de las armaduras frente a los procesos corrosivos arriba indicados.

Ésta permitirá una mejor planificación y orientación de los trabajos de mantenimiento a llevar a cabo en el futuro que puedan afectar a otros elementos, y con ello extender el periodo de uso previsto de la estructura.