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Protección catódica de estructuras de hormigón armado
En el hormigón armado, se crea una película pasiva de óxido alrededor de las barras de refuerzo con cemento Portland alcalino que protege el acero de la corrosión. Esta película de óxido se debilita o destruye cuando los iones agresivos, como los cloruros, atacan el hormigón que rodea la barra de refuerzo y provocan la corrosión de la barra de refuerzo. La corrosión es un proceso electroquímico en el que se forman regiones anódicas y catódicas en el acero. La corrosión ocurre en el área anódica cuando el circuito de la celda de corrosión se completa con la presencia de una varilla de acero continua que conecta las áreas anódica y catódica y la inmersión en el mismo electrolito. La corrosión continúa hasta que ocurre una falla en el área del ánodo.
La protección catódica es un método para controlar la corrosión del acero en el concreto contaminado que funciona haciendo catódicas las barras de refuerzo incrustadas. Cuando el acero se vuelve catódico, los iones hidroxilo se acumulan a su alrededor, haciéndolo inerte por un período de tiempo más largo. . Los sistemas de protección catódica que funcionan en ausencia de una fuente de alimentación externa y en presencia de un metal noble (como el zinc) actuando como ánodo se denominan: sistema pasivo de sacrificio. En el caso de Protección catódica actual aplicada, que utiliza una fuente de alimentación externa para impulsar una pequeña cantidad de corriente a través de la barra de refuerzo para contrarrestar el flujo de corriente causado por el proceso de corrosión. Los metales como el platino actúan como ánodos que se corroen a un ritmo muy lento.
La protección catódica se utiliza para proteger casi todo tipo de estructuras de hormigón armado como losas horizontales, muros, torres, vigas, columnas y cimientos. Sin embargo, este método tiene las siguientes limitaciones:
- La protección catódica no reemplaza al acero corroído
- Los sistemas de protección catódica actuales aplicados no se recomiendan para uso general en estructuras de hormigón pretensado, ya que el hidrógeno producido puede hacer que los aceros de alta resistencia sean intrínsecamente frágiles.
- Después de un análisis de corrosión detallado, se puede usar un sistema de sacrificio pasivo para estructuras postensadas.
- Al instalar el sistema, es necesario verificar la continuidad eléctrica de la barra de refuerzo y la conductividad iónica del hormigón.
Se puede proporcionar un sistema de protección catódica pasiva de sacrificio utilizando uno de los siguientes métodos:
a) Se aplica a la superficie de hormigón un ánodo de placa de zinc recubierto previamente con un adhesivo de hidrogel conductor. El ánodo formado se llama ánodo de hidrogel de zinc y su apariencia se puede mejorar cubriéndolo con varias pinturas. b) El zinc o las aleaciones de zinc se rocían sobre el concreto usando un equipo de rociado por arco o rociado por llama. c) Ánodos galvánicos empotrados empotrados en el hormigón de reparación conectado a la barra de refuerzo. Los ánodos se instalan a lo largo del perímetro de las reparaciones de parches de concreto para proteger las áreas adyacentes de la corrosión debido al efecto del anillo del ánodo. Un sistema de protección catódica de corriente aplicada incluye un ánodo, una fuente de alimentación de CC y un cable de conexión. Los diferentes tipos de estos sistemas en función de la instalación del ánodo y su uso son: Sin embargo, la resistencia al desgaste del sistema se reduce. b) Los ánodos de masilla conductora consisten en un ánodo incrustado en una superficie de hormigón con un revestimiento conductor. Se utilizan en superficies verticales, techos y columnas. c) Los ánodos tipo placa son placas de ánodo fabricadas pegadas a la superficie del hormigón. d) Los ánodos de montaje en superficie con superposiciones se utilizan generalmente en superficies horizontales y requieren un espesor mínimo de superposición de cemento de 13 mm. e) Una malla de ánodo de metal precioso fijada al hormigón con múltiples pasadores se denomina ánodo de metal precioso tipo malla y está cubierta con un material cementoso. f) Las Tiras de Concreto de Polímero Conductivo consisten en una serie de Tiras de Concreto de Polímero Conductivo que contienen ánodos de metales preciosos fijados a la superficie de concreto y cubiertos con una capa de cemento. g) Los sistemas de ánodos empotrados se empotran en la superficie del hormigón o se colocan a nivel de refuerzo de nuevas estructuras. h) Los ánodos de ranura de sierra se fabrican mediante la creación de una serie de ranuras de sierra de pequeña profundidad y ancho en la superficie del hormigón, rellenas con ánodos de metales preciosos y hormigón polimérico conductor. i) Los ánodos se pueden colocar al nivel del refuerzo durante la nueva construcción. Este ánodo no debe estar en contacto directo con la barra de refuerzo.