La Corrosión en Materiales Metálicos

La corrosión se trata de la interacción de un metal con el medio que lo rodea y consiste en la destrucción de su superficie por contacto con agentes diversos.

Tipos de Corrosión

1. Corrosión uniforme: Afecta toda la superficie del metal por igual y se mide por la pérdida de espesor.
2. Corrosión en placas o selectiva: Ataca zonas específicas y es común en aleaciones metálicas.
3. Corrosión por picadura: Ocurre en puntos aislados, creando hoyos profundos que avanzan hacia el interior.
4. Corrosión intersticial: Se genera en grietas o intersticios, donde el metal está protegido externamente, pero puede acumularse humedad.
5. Corrosión galvánica: Ocurre entre dos metales diferentes en contacto, donde uno (ánodo) se corroe y el otro (cátodo) permanece protegido.
6. Corrosión en resquicio: Sucede en uniones o zonas de solapamiento donde hay poca ventilación y el aire no se renueva bien.
7. Corrosión intergranular: Ataca los límites de grano en los metales, reduciendo su resistencia mecánica; es común en aceros inoxidables.
8. Corrosión bajo tensión: Aparece en metales sometidos a tensiones mecánicas en contacto con medios agresivos, generando grietas.
9. Corrosión por fatiga: Similar a la corrosión bajo tensión, pero ocurre sin necesidad de un medio agresivo específico.
10. Corrosión electroquímica: Se da en presencia de agua, soluciones salinas o humedad y se intensifica al contacto con metales de diferente potencial electroquímico.
11. Corrosión microbiológica: Ocurre en presencia de microorganismos como bacterias, hongos y algas, que aceleran la corrosión.

Factores que Influyen en la Velocidad de la Corrosión

• La diferencia de potencial de los metales en contacto.
• La medida de las superficies expuestas.
• Las características del electrolito.
• La temperatura.

Patologías y Propiedades del Acero Estructural

Tipos de Agresiones al Acero

1. Agresiones físicas y mecánicas:
   • Cargas externas: Fuerzas directas que el acero soporta, como el peso de la estructura.
   • Cargas indirectas: Cambios de temperatura o humedad que causan expansión o contracción. Si el acero está restringido, se deforma y puede dañarse.
   • Fatiga: Con cargas repetitivas, el material se debilita con el tiempo (ejemplo: puentes por tráfico constante).
   • Desplazamientos en el terreno: Si el terreno bajo una estructura se mueve, puede causar desplazamientos y deformaciones en el acero.
   • Fuego: Aunque el acero no se quema, pierde resistencia a altas temperaturas (300°C ya puede afectarlo) y puede deformarse peligrosamente.
2. Agresiones biológicas: Aunque es raro, algunos microorganismos (como ciertas bacterias) pueden acelerar la corrosión en el acero.
3. Agresiones químicas:
   • Corrosión electroquímica: Es lenta pero muy dañina, especialmente en uniones (como tornillos) y se hace evidente cuando el daño ya es grave.

Ventajas y Desventajas del Acero como Material Estructural

Ventajas del Acero

Alta resistencia, durabilidad y facilidad para ensamblar y montar. Además, se adapta bien a la prefabricación y tiene valor residual.

Desventajas del Acero

Requiere mantenimiento, protección contra incendios y un análisis detallado del pandeo.

Fisuración y Patologías del Hormigón

Fisuras que Aparecen Antes del Endurecimiento

1. Fisuras de asentamiento plástico: Ocurren cuando el hormigón se va “asentando” o acomodando, especialmente en zonas gruesas de la estructura (columnas o secciones grandes).
2. Fisuras de retracción plástica: Típicas en superficies planas y expuestas (losas o pisos). Suceden porque el agua se evapora muy rápido debido al calor o viento. Cuando el agua sube hacia la superficie del hormigón (fenómeno conocido como exudación), puede dejar partes internas sin suficiente humedad, lo que causa estas fisuras.

Fisuras que Aparecen Después del Endurecimiento

Estas pueden surgir en los días o años siguientes:

1. Fisuras por contracción térmica inicial: Aparecen entre el 1° y 5° día después de verter el hormigón. Suelen aparecer en zonas donde el calor se queda atrapado (muros o losas gruesas).
2. Fisuras de afogarado: Fisuras superficiales y delgadas que salen durante la 1° o 2° semana. Se producen cuando el ambiente está muy seco y el hormigón aún no tiene toda su resistencia.
3. Fisuras de retracción hidráulica (o de secado): Aparecen más tarde, durante el proceso de endurecimiento final, porque el hormigón pierde agua tanto física como químicamente. Son comunes en muros de contención.

Prevención de Fisuras

La solución para evitar estas fisuras es simple: no hacer mezclas con demasiada agua o cemento, compactar bien el hormigón y evitar acabados muy lisos que dejen mucha pasta de cemento en la superficie.

Influencia del Ambiente en el Hormigón

El tipo de hormigón adecuado depende del ambiente al que estará expuesto. Si se construye en un ambiente agresivo (zonas industriales o costeras), es necesario un hormigón más resistente y duradero.

Para hacer un hormigón más impermeable, se suele reducir la relación agua/cemento, aunque esto puede requerir plastificantes, que a veces traen efectos secundarios que reducen la durabilidad.

Niveles de Agresividad Ambiental

1. Poco agresivo: Ambientes internos o semiprotegidos.
2. Agresividad media: Exteriores normales, en contacto con agua no agresiva o terrenos normales.
3. Agresividad fuerte: Ambientes industriales o marinos, con aguas salinas, ligeramente ácidas o en contacto con terrenos agresivos.
4. Muy agresivo: Zonas químicas o industriales extremas (tanques de productos químicos, fábricas de papel, etc.).

Cuanto más agresivo sea el ambiente, más se debe mejorar la resistencia y la durabilidad del hormigón para proteger la estructura.

Problemas en la Fabricación y Ejecución del Hormigón

• Dosificación mal hecha: La medición incorrecta de los componentes (cemento o agua) compromete la calidad del hormigón.
• Transporte y vertido: Si el hormigón no se mueve bien, los componentes se pueden separar, generando zonas débiles o «coqueras». Esto produce segregación y no asegura la homogeneidad de la masa.
• Compactación deficiente: Al no compactar bien, el hormigón queda con huecos internos, haciéndolo menos resistente.
• Forma del molde y la disposición y separación de las armaduras: Factores que influyen directamente en la correcta colocación y desempeño del material.

Estructura de un Estudio Geotécnico

1. Memoria.
2. Antecedentes e información previa: Cita y valoración de la documentación técnica, geotécnica y administrativa existente. Incluye aspectos generales, características de la estructura, información geológica y geotécnica previa, y criterios de la investigación geotécnica a realizar.
3. Trabajos de investigación realizados: Incluye la campaña de reconocimiento. Debe justificarse su coherencia con los objetivos del estudio y la información previa. Se recogen incidencias si existen. La información se documenta en los anejos:
   • Anejo 1: Información previa.
   • Anejo 2: Plano de situación.
   • Anejo 3: Reconocimiento de campo.
   • Anejo 4: Ensayos de laboratorio.
   • Anejo 5: Cálculos justificativos.
4. Geología general: Descripción geológica de la zona, coherente con la estratigrafía esperable y los trabajos realizados.
5. Geología local: Resultados de la investigación sobre geomorfología, sismicidad, estratigrafía, litología y niveles de agua (freáticos, confinados o a presión).
6. Características geotécnicas de los materiales: Definición de unidades geotécnicas relevantes, descripción de propiedades básicas, parámetros geotécnicos, valores característicos e identificación de la unidad geotécnica resistente.
7. Soluciones de cimentación: Planteamiento de tipos de cimentación, excavación y elementos de contención posibles, basado en el análisis de problemas geotécnicos.
8. Resumen y conclusiones: Recomendaciones finales, soluciones de cimentación más adecuadas y datos necesarios para el proyecto.
9. Confirmación antes de la ejecución: Verificación en obra de la validez y suficiencia del estudio geotécnico.

Patologías Geotécnicas y Fallos Estructurales

Tipología de Fallos en Cimentaciones

1. Asientos: Consolidación del suelo bajo carga. Provocan grietas y deformaciones. Pueden ser:
   • UNIFORMES: Descenso homogéneo de toda la estructura.
   • DIFERENCIALES: Descensos desiguales, más peligrosos, que generan fisuras y roturas.
2. Levantamientos: Elevación de la estructura por subpresiones del terreno, frecuente en piscinas vacías y estructuras ligeras.
3. Desplomes: Pérdida de verticalidad, síntoma grave de fallo.
4. Giros: Rotación de muros o soportes por asientos irregulares.
5. Desplazamientos: Debidos a terrenos inestables o problemas geotécnicos a gran escala.

Causas de los Fallos en Cimentaciones

1. Edificios nuevos junto a antiguos: El nuevo transmite esfuerzos al terreno y provoca asientos en el antiguo.
2. Cimentaciones heterogéneas en una misma construcción: Diferencias de carga, suelo o profundidad generan asientos diferenciales.
3. Rellenos compresibles: Material mal compactado o heterogéneo que se deforma con el tiempo.
4. Rozamiento negativo: Asentamiento del terreno que produce esfuerzos descendentes sobre pilotes.
5. Acción del agua: Cambios del nivel freático, filtraciones, riegos, inundaciones. Esto puede causar reblandecimiento, expansión de arcillas, heladas, erosión y socavación.
6. Terrenos inestables: Laderas inestables, descensos generalizados y cavidades o galerías subterráneas.

Signos de Movimientos en Taludes

1. Grietas sobre la carretera o talud: Aparición de grietas características que marcan los límites de rotura y son las primeras señales de movimiento. Permiten la entrada de agua, reblandecen el material e incrementan la presión. Su forma ayuda a identificar el tipo de movimiento.
2. Cambios abruptos de pendiente: Indican que una masa de terreno o roca ya ha fallado o se ha desplazado. Pueden aparecer varios cambios al moverse la masa en bloques.
3. Barreras de protección inclinadas: Pérdida de continuidad o inclinación indica posible inestabilidad del talud. Debe comprobarse si coincide con deformaciones visibles.
4. Primeros desprendimientos en cunetas o vías: Señal de talud inestable cercano y posible origen de derrumbes mayores.
5. Deficiencias en el drenaje superficial: Mala evacuación del agua que favorece la inestabilidad del terreno.
6. Deficiencias en el drenaje subterráneo: Acumulación de agua en el interior del talud que aumenta presiones y reduce la resistencia del suelo.