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Mapeo de la Corrosión en estructuras de hormigón armado

INCOSUMA pone a disposición de sus clientes un nuevo servicio: Mapeo de la corrosión en estructuras de Hormigón Armado, por el método de determinación del diferencial de potencial entre electrodo de referencia de ½ pila en el Hormigón y la armadura.

El Mapeo de la corrosión en estructuras de Hormigón Armado es un método eficaz para evaluar de forma cualitativa la severidad de la actividad de la corrosión en estructuras de hormigón, siendo el procedimiento más conocido para identificar la probabilidad de corrosión activa en las armaduras en los distintos elementos de hormigón  armado (losas, vigas, muros etc).

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¿En qué consiste?

Este método consiste en medir la diferencia de potencial entre un electrodo de referencia estándar, normalmente varilla de cobre (Cu) en una solución saturada de sulfato de cobre (CuSO4), 1/2 pila portátil estándar, colocado sobre la superficie del hormigón de recubrimiento del armado del elemento del hormigón/concreto y el otro extremo en contacto con la propia armadura.

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El mapeo de corrosión con el electrodo de referencia de ½ pila, ofrece una manera rápida, rentable y no destructiva para la evaluación de la corrosión. La prueba proporciona información valiosa sobre la probabilidad de corrosión, y ayuda en la garantía de calidad de la reparación y rehabilitación del hormigón Habiendo sido normalizado el procedimiento de la prueba, según las normas ASTM C 876, UNI 10174 y RILEM TC 154. Dependiendo del valor medido del potencial de corrosión se estima la probabilidad de corrosión activa.

El valor obtenido en la medición del potencial el electrodo de referencia indica que;

  • Si el valor medio es < a – 350 mV, la probabilidad de tener corrosión activa es > del 90%.
  • Si el valor medido es > a -200 mV, la probabilidad de corrosión activa es inferior al 10%.
  • Para valores potenciales entre -200 mV y -350 mV, hay incertidumbre en la interpretación de los resultados de la prueba.

¿Cómo realizar el mapeo de la corrosión?

En condiciones de laboratorio ideales, la interpretación de las mediciones de potencial para predecir la corrosión con el electrodo de referencia es directa. Sin embargo, realizar la prueba en el campo puede ser complejo. Los pasos siguientes ayudarán a realizar una medición más efectiva y con mayor fiabilidad en el campo:

1- Puntos de medición

Lo primero es saber los lugares de prueba. En general, una cuadrícula esquemática ayudará a tomar las mediciones con suavidad y a administrar los resultados de las pruebas. No existe una regla general sobre el espaciado de la cuadrícula. Una malla más fina será más precisa, pero también más cara. La amplia separación puede reducir la resolución de los resultados de la prueba. Se debe seleccionar un espaciado adecuado con respecto al área bajo investigación.

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2- Prueba de Conexión de Barras / Conectividad

Los potenciales de ½ pila en cada punto de prueba se miden a un punto de referencia idéntico. En esta ubicación de referencia es necesaria una conexión eléctrica a la red de corrugado. Normalmente, el recubrimiento de hormigón debe ser eliminado localmente (esto se puede lograr perforando el hormigón), para establecer una conexión eléctrica a la barra de refuerzo. Para ello, es necesario localizar primero la barra de refuerzo (esto se puede hacer usando un pachómetro). Las barras de refuerzo de acero corrugado proporcionan normalmente una malla conectada.

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3- Conexión eléctrica al voltímetro

El cable de conexión del terminal negativo debe conectarse al electrodo de referencia, mientras que el otro cable debe conectarse a la red de barras de refuerzo en el lugar de referencia. El voltímetro debe ser capaz de medir el voltaje de corriente continua (CC) y tener la capacidad de funcionar con pilas. El voltímetro debe tener una impedancia de entrada variable de 10 a 200 MΩ para determinar la impedancia de entrada requerida para obtener lecturas de precisión.

4- Pre-humedecer la superficie

Si la superficie del hormigón está demasiado seca, se requiere la pre-humectación. El pre-humedecimiento puede lograrse pulverizando el agua sobre la ubicación a ensayar, o usando una esponja húmeda. ASTM C 876 describe cómo se puede lograr la condición de pre-humectación adecuada.

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5- Realizar mediciones

En cada ubicación, el valor medio del potencial electrodo de referencia, debe registrarse con la aproximación de 0,01 V (ASTM C 876). Para cada punto, se anotan las coordenadas del punto de prueba, así como el valor del potencial de corrosión. Así como las condiciones meteorológicas, incluyendo cambios térmicos, de exposición al sol, etc., los valores medios de la medición de electrodo de referencia, deben de irse ajustando para las variaciones de temperatura.

6- Cómo presentar los resultados

Los mapas con isolíneas de potencial eléctrico, se usan ampliamente para presentar los resultados de la prueba. Los mapas muestran el gradiente de los valores de potencial de ½ pila, siendo fácilmente interpretables. Un ejemplo se ilustra en la siguiente figura.

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Alternativamente, los resultados pueden ser presentados usando la distribución de frecuencias acumulada.

7- Valores medios del potencial del electrodo de referencia.

Cuando se trata de valores medios de potencial, se debe tener en cuenta el efecto de las condiciones ambientales (como la humedad, la temperatura y zona soleada), así como las propiedades de los materiales de hormigón (hormigón poroso, hormigón carbonatado, etc). Según Ping Gu y J.J. Beaudoin (1998) Los siguientes parámetros pueden influir en las mediciones del potencial de corrosión: + Resistividad eléctrica del hormigón

  1. Densidad de hormigón.
  2. Espesor del recubrimiento.
  3. Recubrimientos de morteros epoxi.
  4. Presencia de superposiciones de asfalto.
  5. Existencia de porosidad.

8- Observaciones sobre la Prueba de ½ pila

  • La obtención de mediciones efectivas y fiables del potencial del electrodo de referencia es difícil cuando la resistividad eléctrica del recubrimiento del hormigón es alta. La humectación de la superficie del concreto puede ayudar a reducir el impacto de la resistividad eléctrica en dichas mediciones. Altos valores de recubrimiento así como de espesor del hormigón, pueden dar lugar a valores más negativos del potencial, sin necesariamente tener la corrosión activa.
  • La disminución de la concentración de oxígeno en la superficie del refuerzo de acero en hormigón completamente saturado dará lugar a lecturas de potencial de corrosión más negativas.
  • Otro problema es cuando la superficie del hormigón está recubierta con revestimientos, o asfalto. No es posible realizar mediciones validas sobre las superposiciones de asfalto. En este caso, la práctica general es eliminar la capa de asfalto, para llegar a la superficie del hormigón. Se pueden usar soluciones conductoras para realizar conexiones eléctricas entre el electrodo y la superficie del hormigón.
  • Al hacer la determinación de potencial con el electrodo de referencia de ½ pila, hay que recordar que la superficie debe estar libre de pintura y revestimientos químicos, morteros epoxi. Además, la prueba de refuerzo de acero inoxidable y barnices base epoxi, aumentarán la probabilidad de errores y/o interpretaciones al realizar las mediciones.