La Convención Europea para la Construcción de Estructuras de Acero (ECCS) ha publicado una nueva guía de diseño europea para el uso de acero resistente a la intemperie en la construcción de puentes.

Actualizaciones fundamentales

Los puentes, un elemento vital de la infraestructura del transporte en Europa, también desempeñan un papel importante en la conexión entre países, representando culturas y como puntos de referencia. Generalmente, en la construcción de puentes, el acero autopatinable proporciona los beneficios ambientales más rentables con propiedades mecánicas similares al acero estructural.

Esta guía de diseño actualiza la guía de diseño ECCS de 2001 - El uso de acero autopatinable en puentes. En los últimos 20 años, los Eurocódigos han sido reconocidos en toda Europa, además de la entrada en vigor de muchas otras normas de construcción de acero resistente a la intemperie. Además, gracias a la aplicación práctica y a los proyectos de investigación, se han obtenido nuevos conocimientos sobre este tipo de acero. Como tal, la nueva Guía de diseño europeo para el uso de acero autopatinable en la construcción de puentes ofrece una gran cantidad de información esencial. La guía de diseño en inglés se puede descargar gratis en versión electrónica aquí.

Texto:
Constructalia

Imágenes:
ArcelorMittal Europe
Xavier Font Solà
ECCS

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Texto:
Jerome Guth, ArcelorMittal Europe - Flat Products - Product Marketing
Georges Axmann, ArcelorMittal Europe - Long Products - Sales & Marketing

Imágenes:
©ArcelorMittal Europe
©Gilles Martin, Cortesía de Infosteel
©Paul Kozlowski/ACAUM- Atelier BETTINGER DESPLANQUES Architectes Associés

Desde los años 70, el uso de los aceros resistentes a la intemperie, también conocidos como aceros corten o COR-TEN (por su resistencia a la corrosión y a la tracción, tensile en inglés), se ha extendido por toda Europa. Los ingenieros aprecian su resistencia a la corrosión en combinación con los aceros de alta resistencia. Los aceros resistentes a la intemperie ayudan a reducir los costes de mantenimiento a la vez que aligeran las estructuras, algo especialmente útil para puentes. A los arquitectos les gusta la expresividad de este material (a menudo utilizado para fachadas) y su capacidad para integrarse en paisajes urbanos y entornos naturales. Además, la huella medioambiental mejora considerablemente con el uso de aceros resistente a la intemperie debido a la ausencia de revestimiento. En este artículo se describen los procesos que conducen al comportamiento autoprotector de los aceros resistentes a la intemperie, denominados también aceros autopatinables.

¿Por qué los aceros autopatinables son resistentes a la corrosión?

Cuando el acero autopatinable se expone a la atmósfera ambiental, desarrolla una capa inicial de óxido de hierro del mismo modo que el acero al carbono. La velocidad de oxidación depende de la cantidad de oxígeno, humedad y contaminantes atmosféricos que puedan acceder a la superficie del metal. En las etapas iniciales, una compleja mezcla de óxidos de hierro cubre la superficie para crear una capa de óxido. A medida que avanza el proceso, la capa de óxido forma una barrera contra los agentes corrosivos y la velocidad de corrosión disminuye. En un acero al carbono de baja aleación estándar, esta capa de óxido de hierro es porosa. Con el tiempo, la capa se desprende de la superficie del metal y el proceso de corrosión vuelve a empezar. La velocidad de oxidación avanza en incrementos que dependen de las condiciones meteorológicas y de la agresividad química y mecánica del entorno. Puede terminar con la destrucción completa del metal.

Para aumentar la resistencia de los aceros resistentes a la intemperie a la corrosión, se incorporan al acero elementos de aleación como cobre, fósforo, níquel o cromo. Estas aleaciones conducen a la formación de una capa de óxido que permanece estable y se adhiere a la superficie del metal. De este modo, se desarrolla una "pátina" al exponer el acero autopatinable a ciclos alternativos de humectación y secado. Además de ser estéticamente agradable, la pátina crea una barrera protectora que impide el acceso del oxígeno, la humedad y los contaminantes al acero. El resultado es un índice de corrosión mucho menor que el de los aceros sin alear.

Condiciones para una protección duradera

No usar en lugares con humedad constante
Si se deja en condiciones de humedad permanente, el acero autopatinable se oxidará como cualquier otro acero al carbono sin protección. Para formar una capa de óxido estable en la superficie es necesaria una sucesión de fases húmedas y secas. Los aceros resistentes a la intemperie no deben utilizarse en:

• Lugares con humedad constante
• Contacto permanente con el agua. Las estructuras soldadas requieren una atención especial para evitar la retención de agua.
• Suelos o lugares cubiertos de vegetación.

Los aceros autopatinables utilizados en estos lugares deben protegerse con pintura. La pintura debe sobrepasar el nivel del agua, del suelo o de la vegetación.

No usar en atmósfera agresiva
Las altas concentraciones de iones de cloruro afectan negativamente a la adherencia de la pátina. Según la norma EN ISO 9223, los aceros autopatinables no deben utilizarse a menos de dos kilómetros de la costa, a menos que los niveles de cloruro en el aire no superen la clasificación de salinidad S2 (Cl < 300mg/m2/día). Debe evitarse el contacto directo entre los aceros resistentes a la intemperie y las sales para el deshielo utilizadas en las carreteras.

No usar en zonas con alta contaminación atmosférica
Los contaminantes atmosféricos y los humos industriales pueden afectar al desarrollo de la pátina. La corrosión es mucho mayor si la superficie del metal está cubierta por partículas sólidas como polvo o suciedad. Estas partículas pueden retener la humedad y las sales. En una atmósfera industrial, grandes cantidades de dióxido de azufre (SO2) son perjudiciales para la compacidad de la pátina. La norma EN ISO 9223 aconseja que los aceros resistentes a la intemperie no se utilicen sin protección en ambientes superiores a P3 (SO2 > 200mg/m2/día).

El acero autopatinable de ArcelorMittal

ArcelorMittal tiene más de 80 años de experiencia en la producción de aceros resistentes a la intemperie. Comenzó en los años 30, cuando la empresa Denain-Anzin creó el "acero InDA", el primer acero al cobre-fósforo. ArcelorMittal ha continuado la producción de este tipo de acero, ahora llamado lndaten®. Su composición química ha sido mejorada para conseguir una mayor solidez y resistencia a la corrosión. lndaten® se suministra en formatos planos como chapa gruesa o bobinas de acero. Se utilizan para crear elementos de fachada, paneles planos, láminas, elementos de protección solar, chapas perfiladas, marcos o contenedores.

En la década de 1970, ArcelorMittal comenzó a producir acero resistente a la intemperie de la marca Arcorox® para productos largos como perfiles en I y H laminados en caliente, perfiles en U y ángulos. Su uso se extendió rápidamente a medida que el mercado europeo de infraestructuras comenzó a crecer.

Las calidades de acero resistente a la intemperie de marca producidas por ArcelorMittal cumplen los requisitos de la norma EN 10025-5 y tienen el certificado CE.

Múltiples usos y una estética singular

La primera obra importante en la que se utilizaron aceros autopatinables fue realizada por Eero Saarinen, que diseñó la sede mundial de John Deere en Moline (Estados Unidos) en 1960. Desde entonces, este tipo de acero se ha utilizado en diversas aplicaciones para exteriores: puentes, edificios, vagones de tren e incluso obras de arte. Hoy en día, este material sigue despertando el entusiasmo de los arquitectos y diseñadores gracias a sus singulares ventajas estéticas y técnicas.

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