ENSAYOS ELECTROQUÍMICOS 7.2.3 El aumento progresivo de la

ENSAYOS ELECTROQUÍMICOS
7.2.3 El aumento progresivo de la resistencia de transferencia de carga (Rt),
estimada a partir de los diagramas de impedancia (ver Fig.3 y Fig.4) con
relación al tiempo de permanencia del material metálico en el agua de no, nos
informa de la Generación de una capa de productos de corrosión que
disminuye progresivamente la velocidad de corrosión y por tanto mejora las
propiedades protectoras del recubrimiento. Esta velocidad de corrosión tiende
a estabilizarse, en condiciones estacionarias, luego de aproximadamente 360 h
(15 días) de permanencia del metal en el medio acuoso.
De acuerdo con lo expuesto anteriormente y para fines comparativos de la
resistencia a la corrosión de los materiales ensayados se ha representado
gráficamente, en la Fig. 7, la densidad de corriente de corrosión (proporcional a
la velocidad de corrosión) luego de aproximadamente 360 h de ensayo.
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Fig 7. Densidad de corriente de corrosión de las muestras de
alambre con recubrimineto de triple galvanizado y de aleación Zincaluminio, luego de su exposición durante 360 h en las diferentes
muestras de agua de río.
Tal como se puede apreciar en la mencionada figura, la densidad de corriente
de corrosión es siempre menor en las muestras de acero protegidas con
recubrimiento de zinc (“triple galvanización") con respecto a la de las
muestras protegidas con recubrimiento de aleación zinc-aluminio, en las
cuatro (04) muestras de agua de no empleadas (Ica, Tumbes, Moquegua y
Llamocctachi). Del mismo modo, este mismo comportamiento se puede
deducir, a partir de la Fig. 5, al comparar los resultados de 100 y 240 h de
ensayo.
Por otro lado, tal como se puede apreciar en la Fig. 7, ambos recubrimientos
protectores ("triple galvanización" y aleación zinc-aluminio) muestran valores de
densidades de corriente similares, luego de 360 h de exposición,
independientemente de la muestra de agua de río ensayada. Esto permite
estimar un promedio de densidad de corriente de corrosión de 0,2 µA/cm12
para el recubrimiento de cinc ("triple galvanización") y de 0,5 liAlcffl2 para el
recubrimiento de aleación zinc-aluminio.
ENSAYO DE ABRASIÓN HÚMEDA
7.2.4 De acuerdo con los resultados de¡ ensayo de abrasión representados en
la Fig. 6, la pérdida de masa para los tres recubrimientos es más alta cuanto
mayor es la velocidad de la probeta, como era de esperar, lo cual se cumple
para los cuatro medios abrasivos ensayados. Este comportamiento indica que
el ensayo ha
permitido simular diferentes niveles de abrasión, dependientes tanto de¡ medio
abrasivo (agua/arena) como de la velocidad de rotación.
Se puede apreciar también que, para las tres velocidades y para los tres
recubrimientos ensayados, la muestra de medio abrasivo (agua/arena) que
generó la mayor pérdida de masa fue la correspondiente al no Llamocctachí,
seguida por la muestra de¡ no Moquegua. Las muestras de los nos Ica y
Tumbes generaron menores pérdidas de masa, en la mayoría de los casos, en
comparación con las muestras de los nos Llamocctachi y Moquegua.
Asimismo, los resultados presentados en la Fig. 6 permiten deducir que para
los diferentes niveles de abrasividad simulados (velocidad y medio abrasivo) el
recubrimiento de aleación zinc-aluminio presentó una pérdida de masa
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superior en comparación con la de los recubrimientos de "triple
galvanización" y de "triple galvanización" con plastificado de PVC
adicional,, excepto en los medios abrasivos del no Ica a 330 rpm y del no
Moquegua a 510 rpm.
Comparando los recubrimientos protectores de "triple galvanización" y de "triple
galvanización" con plastificado adicional, se puede observar que en el medio
abrasivo del río Ica (medio de baja abrasividad), para las tres velocidades
ensayadas, el recubrimiento de 'triple galvanización con plastificado
adicional mostró la menor pérdida de masa en comparación con los otros
recubrimientos.
Asimismo, en los medíos abrasivos de los ríos Tumbes, Moquegua y
Llamocctachi, para las tres velocidades ensayadas, la pérdida de masa fue
relativamente similar para estos dos últimos recubrimientos, excepto en los
medios abrasivos del río Tumbes a velocidad de 700 rpm y del no Moquegua a
510 rpm.
7.2.5 De acuerdo con el párrafo anterior, se podría deducir que los sistemas
de protección "triple galvanización" y "triple galvanización" con plastificado
adicional tendrían un comportamiento similar; sin embargo, se debe tener en
cuenta la "ventaja" de la doble protección del recubrimiento "triple
galvanización" con plastificado adicional. Por tanto, para efectuar una
evaluación comparativa de la resistencia a la abrasión de los recubrimientos
ensayados se debe tomar como parámetro referencial aquél que considere
esta doble protección del mencionado recubrimiento.
En tal sentido, en la Fig 8 se ha representado gráficamente la
tiempo necesario para la pérdida total del recubrimiento, para
tomados como base los datos de la pérdida de masa (mg/h)
abrasión y las masas iniciales (antes del ensayo) de los
protectores.
estimación del
lo cual fueron
del ensayo de
recubrimientos
Tal como se puede observar en la mencionada figura, para todas las
condiciones ensayadas las muestras de alambre con recubrimiento "triple
galvanización” plastificado de PVC adicional presentan el mayor tiempo
necesario para la pérdida total de su recubrimiento, seguidas de las muestras
con recubrimiento "triple galvanización" y finalmente de las muestras con
recubrimiento de aleación zinc-aluminio.
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Fig 8.- Tiempo necesario para la pérdida total del recubrimiento, estimado a partir de los resultados del ensayo
de abrasión para los tres recubrimientos protectores en las diferentes condiciones de ensayo.
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Tipo de corrosión sobre el alambre de acero
Fig. 5.- Densidad de corriente de corrosión de las muestras de alambre con recubrimiento de triple galvanizado
*3Zn( y de aleación zinc-aluminio (Zn-Al), luego de su exposición durante 100, 240 y 360 h en las diferentes
muestras de agua de río.
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Tipo de recubrimiento sobre el alambre de acero.
Fig6.- Pérdida de masa de las muestras de alambre de acero protegido con diferentes recubrimientos, luego de ser
sometidas al ensayo de abrasión húmeda en las diferentes muestras de medio abrasivo. (agua arena).
8.0
CONCLUSIONES
8.1
Durante las inspecciones fueron observados diferentes niveles de daños
por corrosión de las mallas metálicas que conforman las defensas ribereñas.
Sin embargo, estos grados de corrosión pueden ser agrupados en tres (03)
niveles, principalmente dependientes de las condiciones de exposición del
material metálico, tal como se presenta en el siguiente cuadro:
Grado de corrosión
Zona de ubicación en las defensas ribereñas
Suave (normal)
Parte superior (zonas expuestas sólo a la atmósfera)
Moderado
Parte inferior (zonas temporalmente sumergidas)
Severo
Parte permanentemente sumergidas (colchones y cajas)
8.2
Los resultados de la determinación de la masa de los recubrimientos
metálicos de las muestras recogidas en las diversas zonas de inspección (ver
Tabla 2) confirmaron los diferentes grados (niveles) de corrosión indicados en
8.l., tal como fue discutido en el acápite 7.2.1.
8.3
De acuerdo con los ensayos electroquímicos, en los cuatro tipos de
agua ensayados (ríos Ica, Tumbes, Moquegua y Llamocctachi), el
recubrimiento de "triple galvanización" presentó un mejor comportamiento
frente a la corrosión en comparación con el recubrimiento de aleación zincaluminio (ver Fig. 7).
Luego de 360 h de ensayo se estimó una densidad de corriente de corrosión de
aproximadamente 0,2 µA/cm2 para el recubrimiento de "triple galvanización" y
de aproximadamente 0,5 µA/cm2 para el recubrimiento de aleación zíncaluminio, independientemente del tipo de agua ensayado. Esto permite inferir
que, bajo condiciones de ensayo en laboratorio, el recubrimiento de "triple
galvanización" muestra una durabilidad mayor que la del recubrimiento de
aleación zinc-aluminio.
8.4
La medición de los diagramas de impedancia a diferentes periodos de
ensayo, permitieron verificar que la resistencia a la corrosión de los
recubrimientos a base de zinc mejora con la inmersión permanente del material
metálico en medio acuoso (agua de río), por lo cual las características de la
película protectora de productos de corrosión es determinante para que esta
protección se mantenga con el tiempo.
De acuerdo con lo anterior, cualquier fenómeno que propicie una pérdida de la
capa protectora de productos de corrosión (abrasión húmeda, por ejemplo)
ocasionaría una continua disolución del recubrimiento protector y por tanto el
riesgo de que en un corto periodo se llegue a causar la corrosión del metal
base (acero).
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8.5
El ensayo de abrasión permitió simular en el laboratorio diferentes
niveles de abrasividad que permitieron cuantificar una pérdida de masa
sensiblemente diferente para los tres tipos de recubrimientos del alambre de
acero empleados en la construcción de los gaviones.
De acuerdo con los resultados de este ensayo, el recubrimiento de aleación
zinc-aluminio presentó una mayor pérdida de masa por abrasión húmeda en
comparación con la del recubrimiento de "triple galvanización".
Asimismo, para todas las condiciones ensayadas, las muestras de alambre con
recubrimiento de "triple galvanización" con plastificado de PVC adicional, por
poseer una doble protección, presentan una mayor durabilidad (mayor tiempo
necesario para la pérdida total de su recubrimiento), seguidas de las muestras
con recubrimiento de "triple galvanización" y finalmente de las muestras con
recubrimiento de aleación zinc-aluminio.
9.
RECOMENDACIONES
9.1
Considerando que los mayores daños por corrosión y abrasión se han
producido en la parte sumergida de las mallas metálicas, es necesario tomar
medidas de prevención durante la etapa de diseño de las diferentes defensas
ribereñas, para lo cual se recomienda utilizar alambres de acero protegidos con
recubrimiento metálico y plastificado adicional, principalmente en la base de los
muros (primer nivel) y en los colchones que son las estructuras que más sufren
los efectos del medio abrasivo.
9.2. Debido a que durante la inspección fueron detectados varios daños por
falla mecánica de las estructuras hidráulicas se sugiere efectuar ensayos
mecánicos comparativos de la resistencia mecánica de mallas con diferentes
aberturas ("cocadas") y diámetro del alambre de acero, lo cual permitirá una
optimización del diseño de las defensas ribereñas desde el punto de vista
mecánico.
9.3
Con el propósito de obtener mayor información, bajo condiciones reales
de exposición, de la resistencia a los fenómenos de corrosión y abrasión de los
diferentes tipos de recubrimientos protectores del alambre de acero, se
recomienda colocar muestras de mallas metálicas de estos materiales sobre
defensas ribereñas ya instaladas, las cuales serían periódicamente
inspeccionadas y evaluadas con la finalidad de estimar comparativamente el
comportamiento de dichos materiales.
9.4
Debido a que los fenómenos de corrosión y abrasión que afectan a las
mallas de alambre que conforman las defensas ribereñas (gaviones) dependen
de múltiples factores (condiciones climatológicas, tensiones mecánicas,
naturaleza del medio abrasivo, etc.) consideramos conveniente continuar con
estudios (de campo y laboratorio) similares al presente, de manera que
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permitan un mayor conocimiento y seguimiento del comportamiento de los
diversos materiales involucrados.
Elaborado por:
Dr., Ing. Elmer Ramirez Cruz
Ing . Halter García Sánchez.
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