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Jul 14, 2023

El costo de la corrosión en Canadá: un problema de 51.900 millones de dólares

El duro clima de Canadá y los interminables ciclos de congelación y descongelación son especialmente duros para infraestructuras como los puentes. Cada año se gastan miles de millones de dólares en rehabilitar y restaurar los cruces de acero en todo

El duro clima de Canadá y los interminables ciclos de congelación y descongelación son especialmente duros para infraestructuras como los puentes.

Cada año se gastan miles de millones de dólares en rehabilitar y restaurar cruces de acero en todo el país.

Un proceso conocido como corrosión galvánica suele ser la principal causa del deterioro de los elementos de los puentes.

Ocurre cuando dos metales conductores están en contacto entre sí en presencia de un electrolito como una sal.

Se estima que el costo total anual directo de la corrosión en Canadá es de 51.900 millones de dólares. Se cree que el uso intensivo de sales descongelantes en las carreteras es la principal causa del problema.

Un grupo de investigadores investigó recientemente el asunto y llegó a hallazgos que los ingenieros pueden utilizar para tomar mejores decisiones sobre materiales y prácticas de diseño en puentes futuros.

Estudiaron 11 aleaciones de puentes mediante el uso de diversas técnicas electroquímicas, análisis e inspección visual de muestras analizadas en una cámara de nebulización de agua salada.

El objetivo era comprender la magnitud de la corrosión galvánica entre pares de aleaciones comúnmente combinadas que se utilizan en puentes. Su informe está siendo revisado por varios subcomités técnicos de la Asociación Canadiense de Normas (CSA) que desarrollan el Código Canadiense de Diseño de Puentes de Carreteras, conocido como CHBDC.

Es importante destacar que el informe de 64 páginas determinó que el uso de metales más resistentes a la corrosión en la construcción de puentes, la selección de pernos que prevengan la acción del ánodo con las aleaciones estructurales de los puentes y la reducción del contenido de sal en los puentes pueden ser eficaces para reducir el riesgo de corrosión galvánica.

"La elección de un sistema para un puente se basa actualmente en el conocimiento empírico de las propiedades del material que no integran directamente el comportamiento a la corrosión, las condiciones de exposición y el área de contacto relativa", explica Mark Braiter, director senior de proyectos de construcción e infraestructura del Grupo CSA, que estaba en el panel asesor del proyecto.

"El objetivo es que el CHBDC proporcione orientación basada en la ciencia para la protección y mitigación del riesgo de corrosión galvánica".

Braiter señala que se pone cada vez más énfasis en la sostenibilidad y longevidad de los puentes y, debido a esto, se necesita una mejor comprensión de la interacción de las plataformas de aluminio y los componentes de acero inoxidable con otros metales y la identificación de posibles medidas de mitigación.

"Nuestra esperanza es que la investigación beneficie a los propietarios de puentes al proporcionar una infraestructura más segura y duradera".

La ciencia de la corrosión galvánica no se entendía bien antes de que se publicara el informe.

"Dentro del alcance de los metales estudiados, cuantifica lo que la comunidad tenía un conocimiento cualitativo", dice Braiter. "La metodología podría aplicarse a otras cuestiones que surjan relacionadas con nuevas situaciones que combinan aceros de alto rendimiento, aceros inoxidables y aleaciones de aluminio de nuevas formas".

Jieying Zhang, investigador principal del Centro de Investigación de la Construcción del Consejo Nacional de Investigación de Canadá y uno de los autores del informe, dice que los hallazgos son importantes porque concluyen que la corrosión galvánica está relacionada con los metales seleccionados, la exposición ambiental y la configuración de puentes.

"Los ingenieros y diseñadores pueden utilizar los hallazgos clave de este estudio para tomar decisiones informadas sobre la selección de materiales metálicos y las prácticas de diseño para ayudar a prevenir y mitigar la corrosión galvánica en puentes".

El informe también proporciona un método experimental para medir la tasa de corrosión galvánica entre dos aleaciones y describe un procedimiento de tres pasos para que los ingenieros interpreten el riesgo de corrosión galvánica de las aleaciones metálicas utilizadas en estructuras de puentes.

"Este enfoque comienza con la utilización de la experiencia en ingeniería y el conocimiento existente para evaluar las condiciones de exposición, los materiales y la configuración de la corrosión galvánica", señala Zhang. “Si la información recopilada es insuficiente, el segundo paso implica utilizar la serie galvánica o realizar pruebas para evaluar la probabilidad de corrosión galvánica entre aleaciones de puentes cuando se usan en combinación.

"En aplicaciones más críticas o entornos hostiles, puede ser necesario pasar al paso final, que implica medir cuantitativamente la tasa de corrosión galvánica mediante el método experimental".

Los investigadores se sorprendieron cuando estudiaron el uso de una aleación de sujetadores de acero inoxidable y descubrieron que no era adecuada para su uso en puentes en un ambiente cargado de sal.

"Este hallazgo inesperado pone de relieve la necesidad de desarrollar sistemáticamente conocimientos sobre el comportamiento de corrosión de aleaciones de puentes individuales, más allá de su comportamiento mecánico", explica Zhang.

"Al incorporar una comprensión más profunda de los factores ambientales y la corrosión de las aleaciones de puentes, tiene el potencial de mejorar el diseño de durabilidad de los puentes con la selección de materiales y prácticas de diseño para ayudar a prevenir o mitigar los efectos de la corrosión".

Según los investigadores, el informe ofrece una nueva perspectiva sobre la evaluación del riesgo galvánico.

Curiosamente, el informe recomienda una mejor comprensión de los puentes de aluminio, ya que su alto potencial de corrosión puede no reflejar su baja tasa de corrosión real debido a los óxidos de aluminio protectores.

"Es necesario comprender mejor las propiedades individuales de corrosión de las aleaciones para puentes, incluidas sus interacciones con las condiciones de exposición, especialmente para la intemperie del acero en ambientes cargados de cloruro", dice Zhang. "Se necesita más investigación para desarrollar criterios de evaluación de riesgos para interpretar la corrosión galvánica, y este estudio representa un esfuerzo inicial para estimular una mayor discusión en el campo".