Diferencia entre revisiones de «Patología de la edificación/Estructuras metálicas/Acero/Prevención»

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'''6. ESTRUCTURAS METÁLICAS_ PREVENCIÓN'''
 
'''1.MATERIALES FERROSOS'''
 
1.1 Tratamientos Térmicos y Termoquímicos
1.1.1.- Templado
1.1.2..- Recocido
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1.1.4.- Cianuración
1.1.5.- Hierro Puleado
1.2 Revestimientos
1.2.1.- Revestimientos de Zinc
Galvanización en caliente
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Acero Vitrificado
Acero Esmaltado
1.2.4.- Revestimiento con Resina Fluorada
1.3 Aleaciones
1.3.1.- Aceros inoxidables
1.3.2.- Aceros de oxidación no progresiva
1.3.3.- Superaleaciones para alta temperatura
1.4 Protección Catódica
 
 
'''2. MATERIALES NO FERROSOS'''
 
2.1 Acabado por Recubrimiento
2.1.1.- Aplacado electrolítico
2.1.2.- Esmalte Vítreo
2.1.3.- Materiales plásticos
2.2. Anodización del Aluminio
2.3 Vidrios metálicos
2.4 Limitaciones
2.4.1.- Aluminio
2.4.2.- Cobre
2.4.3.- Zinc
2.4.4.- Titanio
 
'''3. ELEMENTOS ESPECÍFICOS DE PROTECCIÓN CONTRA EL FUEGO'''
 
3.1 Mortero Ingniplaster Plus
 
3.2 Paneles de lana de Roca
3.2.1.- Paneles Conlit
3.2.2.- Paneles Top Heat
 
3.3 Placas rígidas
 
3.4 Pintura intumescente
 
 
'''4. APLICACIÓN DE PINTURAS'''
 
4.1 Conceptos
 
4.2 Capas
Tipos de pinturas
 
4.3 Tipos de sistemas de pinturas
 
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En el caso del Zinc y el Aluminio la adhesión es mecánica; Por tanto, conviene trabajar con las superficies ásperas.
 
1.2.1.1.- Galvanización en caliente del Acero
La galvanización consiste en recubrir al acero con una película de Zinc, lo que se logra sumergiéndolo en un baño de Zinc fundido.
Se trata de un proceso muy eficaz y económico para proteger contra la corrosión a las superficies preparadas de hierro o acero. Proporciona un recubrimiento muy duradero. Esta duración es directamente proporcional a su espesor. Aunque también depende del ambiente al que están expuestos.
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Dota al acero de una resistencia excelente a la corrosión atmosférica y a la que provocan la mayoría de las aguas naturales, como por ejemplo el agua de mar, aunque esta sea especialmente corrosiva por naturaleza. La mayoría de los líquidos orgánicos, exceptuando los claramente ácidos, atacan muy poco al Zinc. Mas en caso de condiciones de corrosividad extrema se aconseja complementar el recubrimiento galvanizado con pinturas adecuadas.
Para la inspección con que sea visual llega para comprobar si están totalmente recubiertos y protegidos.
1.2.1.2.- Zincado Electrolítico
El Zincado electrolítico de la tortillería proporciona un recubrimiento uniforme y brillante, de espesor limitado. Aunque este no es muy apropiado para exposición al exterior durante largos periodos de tiempo, a menos que se complemente con pintura.
1.2.1.3.- Sherardización
Este proceso debido a su menor masa de cinc por unidad de superficie, proporciona una protección bastante menor a la que dota la galvanización en caliente. El proceso en sí, consiste en tratar con polvo de Zinc las piezas de pequeño tamaño en un tambor giratorio calentando a unos 370 ºC. Esto permite que su superficie reaccione con el Zinc para formar un recubrimiento uniforme de aleación Zinc-Hierro de aspecto gris mate.
 
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1.2.2.- Recubrimientos para altas temperatura. Barreras térmicas
En múltiples aplicaciones para alta temperatura las condiciones ambientales no permiten utilizar material sin recubrimiento.
Suelen tratarse de aplicaciones industriales, a menudo de grandes componentes, por lo que no carece de importancia el factor económico. Una vez más resulta más accesible el recubrimiento que emplear material más caro sin recubrimiento o incluso sustituir el componente dañado frecuentemente.
 
 
1.2.3.- Esmalte Vítreo.
Proporciona un recubrimiento duro y resistente a la corrosión. Se realiza sobre piezas de acero o de hierro fundido. Se podrá aplicar una mezcla formada por silicatos, fundentes y pigmentos minerales para colorear.
Existe el problema de redondear los cantos y ángulos de las piezas para evitar fisuras en la superfice esmaltada.
1.2.3.1.- Acero vitrificado
Esmalte sobre chapa de acero o acero inoxidable, vitrificado al fuego 850 ºC. La aplicación superficial de silicatos pigmentados, apenas incrementa el peso propio del material y aporta características de resitencia a la intemperie, a las altas y bajas tempertaturas, a la corrosión, a la abrasión, al rayado, a los grafitos y otras. Además el conjunto resulta inflamable y compatible con otros materiales.
La puesta en obra es rápida y no requiere ningún elemento especial ni distinto de los utilizados habitualmente para el anclaje de chapas metálicas.
1.2.3.2.- Acero esmaltado
La protección a base de emaltes está especialmente apta para la construcción de depósitos al unificar las cualidades del acero con las del vitrificado, lográndose un material muy duro, especialmente a la abrasión, de una superficie muy lisa con un coeficiente de rozamiento muy bajo, antiadhesivo, muy higiénico y efectivo contra la fuga de líquidos y la entrada de oxígeno
 
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1.3.- Aleaciones
 
La aleación es una manipulación de dos o más metales de manera que permite conseguir un producto llamado aleación.
 
 
1.3.1.- Aceros Inoxidables
Se trata de añadir un contenido del 12% de Cromo a las aleaciones Hierro-Carbono les aporta una resistencia casi total a la corrosión atmosférica
1.3.1.1.- Aceros inoxidables Martensíticos
Pueden ser templados y revenidos. Aunque su resistencia a la corrosión puede aumentar según el contenido de Cr, es siempre inferior a la de los inoxidables ferríticos y austeníticos. Aun así su resistencia frente a acciones normales, atmósfera, agua y vapor, es bastante satisfactoria.
1.3.1.2.- Acero inoxidables Ferríticos
Tienen un mayor contenido en Cr y Carbono proporcional a este. Son magnéticos, de dureza poco elevada y no toman temple. Su resistencia a la corrosión es menor a la de los aceros austeníticos.
1.3.1.3.- Acero inoxidables Austeniticos
Son aleaciones en las que el Niquel suele estar por encima de la media de los otros (8%). Son también magnéticos y pueden ser endurecidos por trabajo en frio, mas no por temple. Su resistencia a agentes externos es más alta que los anteriormente nombrados.
Si se le añade Molibdeno los vuelve más resistentes a la corrosión bajo tensión y a la corrosión por picadura en medios ácidos con cloruros.
1.3.1.4.- Aceros inoxidables Dúplex
Están constituidos por cuatro elementos de aleación principales: Cromo, Níquel, Molibdeno y Nitrógeno.
Son prácticamente inmunes a la corrosión intergranular y su resistencia a la corrosión por picadura en presencia de cloruros y otros aniones agresivos suele ser superior a los austeníticos
 
 
1.3.2.- Aceros de Oxidación no Progresiva
Resisten mejor los efectos de la intemperie que los aceros dulces, aunque igualmente necesitan ser protegidos.
El Acero Cortén es uno de los ejemplos de este tipo de aceros.
Se trata de una compleja aleación con diversos elementos entre ellos cobre, que expuesto a la intemperie y a ciclos de humedad y sequedad se recubre de un óxido persistente y protector de un color que oscila entre el rojo cobre oscuro y el marrón morado. Esta capa será más efectiva cuanto más agresiva sea la atmósfera del entorno.
 
1.3.4.- Superaleaciones para alta temperatura
Son aleaciones que pueden ser usadas con garantía a temperaturas superiores a las de los aceros de carbono. Estas superaleaciones resisten en función del contenido de Cromo que tengan. La mayoría suele resistir hasta los 1100 o 1200 ºC.
Sin embargo el Vanadio o metales alcalinos pueden acelerar notablemente su corrosión directa.
 
 
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1.4.- Protección Catódica
 
Es un tipo de protección consistente en el uso de una corriente eléctrica para prevenir o reducir la velocidad de corrosión de un metal en un electrolito, haciendo que el acero actúe como cátado y no se corroa.
Como en muchos otros casos se puede lograr la máxima eficacia utilizando además recubrimientos protectores. Aunque hay que tener cuidado con la elección y aplicación de estos.
 
 
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En muchas ocasiones se escogen metales no ferrosos porque no necesitan ser protegidos contra la corrosión.
El tamaño de las piezas fabricadas a base de metales no ferrosos, permite la protección en taller, lo cual garantiza la excelencia del acabado.
 
 
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2.1.1.- Aplacado Electrolítico
Proporciona una superficie muy dura a las aleaciones de latón y zinc.
 
2.1.2.- Esmalte Vítreo
Puede ser aplicado sobre cobre y aluminio
 
2.1.3.- Materiales plásticos
Algunos materiales plásticos se pueden considerar como material de revestimiento por su durabilidad, propiedades eléctricas y térmicas y color.
 
Para el mantenimiento de los acabados sobre todo hay que considerar la necesidad de una limpieza periódica
 
 
2.2.- Anodización del Aluminio
 
La anodización es un procedimiento que se aplica especialmente al aluminio y sus aleaciones. Todas las aleaciones de aluminio pueden ser anodinadas. Se trata básicamente de recubrirlo de una película de óxido, adherente y continua, que se obtiene al actuar el metal como ánodo en la electrólisis de una solución ácida.
El objetivo principal de este procedimiento es acelerar y uniformar la capa de óxido protectora de la corrosión e incluso aumentar su dureza. Como la alúmina, resultante, es más dura que el aluminio, se incrementa también su resistencia a la abrasión.
El aluminio anodinado debe ser correctamente protegido en obra y ser colocado sólo después de finalizados los acabados que requieren humedad, ya que el cemento Pórtland y la cal de morteros y hormigones se adhieren y pueden manchar.
Existen dos tipos de métodos para llevar a cabo el proceso de anodización:
a) Anodización por Pieza: Se suspenden las piezas y luego se sumergen en el baño ácido
b)Anodización en Rollo: Es un proceso electrolítico y se aplica a hojas o chapas delgadas de aluminio.
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La resistencia a la corrosión de estas aleaciones, que presentan grano fino y homogéneo, lo encontramos principalmente en aleaciones de aluminio de la serie 7000, a las que se añade para aumentar su resistencia pequeñas cantidades de Cobalto.
Estas aleaciones pulvimetalúrgicas muestran muy buena resistencia a las corrosiones afectadas por la estructura.
Asi pues los vidrios metálicos son posibles obtenerlos con una elevada velocidad de enfriamiento que genera aleaciones con estructura amorfa, la cual goza de la resistencia mecánica e inercia química de los vidrios y de la ductilidad y conductividad de los metales.
 
 
2.4.- Limitaciones
 
Cada metal no ferroso tiene sus propias limitaciones y es atacado de forma diferente. A continuación se expondrán los metales no ferrosos más comunes y algunas de sus tratamientos para la prevención de sus específicas patologías.
 
2.4.1.- Aluminio
El aluminio es atacado por algunos corrosivos químicos y corrientes galvánicas, siendo el deterioro más común el contacto con otros metales.
El aluminio es atacado por algunos corrosivos químicos y corrientes galvánicas, siendo el deterioro más común el contacto con otros metales.
Por ejemplo el Cobre puede manchar el aluminio y originar pequeños hoyos. Para evitar esto se debe aislar ambos metales con pinturas bituminosas y no permitir que escurrimientos o condensaciones del cobre lleguen al aluminio.
Para proteger al aluminio de la corrosión galvánica hay que separarlo mediante bandas de neopreno u otro material no higroscópico.
Por otra parte las pinturas (que más adelante expondremos) sirven para aislar, pero se ha de recordar que no todas vale, puesto que las hechas a base de plomo atacan al aluminio.
 
 
2.4.2.- Cobre
El cobre en contacto con otros metales como rieles de acero o metales galvanizados puede llegar a presentar manchas. Pero estas no influyen directamente en la mecánica y comportamiento del metal.
El cobre en contacto con otros metales como rieles de acero o metales galvanizados puede llegar a presentar manchas. Pero estas no influyen directamente en la mecánica y comportamiento del metal. Por lo general el cobre es más agente corrosivo para los otros metales que estos para el cobre.
Para prevenir esta corrosión galvánica se puede pintar el cobre o los metales con los cuales entra en contacto. Se aconseja, así pues, dar varias capas de abundante pintura en ambos metales. Finalmente, lo mejor es interponer una barrera eléctrica que posea propiedades dieléctricas y no acumule humedad (por ejemplo, Teflón o siliconas)
Hay varios productos de todas maneras para la protección del Cobre:
- Cortec Espuma impregnada: Este producto es un inhibidor de corrosión en fase de vapor que protege contra la corrosión en recintos cerrados o embalajes. Se puede utilizar para proteger metales ferrosos y no ferrosos.
- Ercalene: Se trata de una lana de celulosa transparente de secado al aire y plastificante que deja un recubrimiento de protección con ligero aumento del brillo.
- Incralac: Es una laca especial que contiene benzotriazol y permite la protección del cobre, otorgando una gran resistencia a la luz ultravioleta y a los ambientes salinos de una duración de, al menos, cinco años.
- Film de polietileno de baja densidad cortec: Protege al cobre de todo tipo de corrosión, incluyendo la herrumbre, deslustración, manchas, manchas de agua, la herumbre blanca y la oxidación.
- Barniz metal transparente: Barniz incoloro que protege de la oxidación en interiores.
 
2.4.3.- Zinc
En condiciones adecuadas el Zinc desarrolla una capa de óxido protectora. Sin embargo en condiciones especiales; atmósfera industrial, ambientes urbanos con mucha polución y/o humedad elevada, el dioxido de sulfuro inhibe la formación de esta capa de carbonatos. Hay que tener cuidado con el Cobre, pues como hemos dicho y sobre todo para el Zinc, es un agente altamente corrosivo. También hay que prestar atención a no trabajar este metal en un ambiente con temperaturas inferiores a 10ºC, por posibles resquebrajamientos.
 
2.4.4.- Titanio
El titanio cuenta con una capa de oxido muy resistente que se forma sobre su superficie y lo protege.
Los ácidos sulfúrico, nítrico y clorhídrico diluidos afectan poco a este metal, mas el ácido fluorhídrico lo correo de inmediato.
Debe prestarse atención a la corrosión galvánica por contacto con otros metales, pues puede corroer al acero y al aluminio. Para prevenir esto se utilizarán barreras y recubrimientos (varias capas de pinturas, siliconas, caucho,…).
 
 
 
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3.- ELEMENTOS ESPECÍFICOS DE PROTECCIÓN CONTRA EL FUEGO'''
 
Además de los proceso antes citados como las aleaciones o los tratamientos químicos y termoquímicos. Existen recubrimientos pensados especialmente para la protección ante el fuego, cuyo objetivo principal es que la estructura metálica se mantenga por debajo del limite crítico, que en caso del Acero es de 550ºC, por encima de este límte el maerial pierde la mitade de su resistencia. Nombraremos las más empleadas en el mercado actual.´
3.1.- Mortero Ingniplaster Plus
Se trata de un mortero a base de ligantes hidráulicos, áridos ligeros y aditivos especiales. Este se aplica mediante proyección sobre superficie limpia de grasa, polvo o materia que impida la adherencia. El espesor varia en función del coeficiente de forma y la estabilidad al fuego requerida en minutos. En Obra se presenta en polvo que debe ser amasado con agua in situ. Únicamente se ve limitado en lugares de fuerte higrometría y en zonas de alta condensación.
3.2.- Paneles de lana de Roca
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3.3.- Placas rígidas. (Supalux V y S)
Son placas de silicato cálcico hidratado, sometidas a autoclave, y reforzadas con fibras especiales que confieren una gran estabilidad, incluso en condiciones extremas y continuadas de humedad o alta temperatura. No se desmoronan, reblandecen o sufren distorsiones por estas causas. Las juntas se rellenan de una pasta de silicato cálcico y como acabado se puede aplicar cualquier tipo de pintura.
 
 
3.4.- Pintura intumescente (Stopfire)
Se trata de un revestimiento cortafuego de intumescencia progresiva, lo que significa que al entrar en contacto con la llama reacciona hinchándose y formando un aislamiento milticelular que impide la propagación. Como el desarrollo es paulatino se consigue retardar la acción destructora del incendio sobre los elementos constructivos. Una vez efectuada su labor calcina sin producir ni comunicar llama. Se debe aplicar sobre una imprimación ignífuga. Seca al tacto en dos horas y puede repintarse a las veinticuatro. Se debe aplicar al aire libres o en espacios ventilados.
 
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Un sistema de pinturas contiene diferentes tipos de capas, para complementar funciones y dar una protección adecuada. Se agrupan en tres grupos. Las capas inciales, las intermedias y las finales:
 
4.2. Capas
 
- Capa inicial: Imprimaciones Anticorrosivas. Para complementar el efecto barrera dado por las pinturas de las capas más externas, estas imprimaciones anticorrosivas están pensadas para combatir la presencia de agua y oxígeno junto al acero. En el campo de la industria existe dos tipos:
a)Imprimaciones a base de pigmentos inhibidores de las reacciones de corrosión. Estas son por ejemplo: Pigmentos de plomo, pigmentos a base de cromatos...
b)Imprimaciones a base de pigmentos metálicos adecuados para la protección catódica del acero. En este grupo se encuentran por ejemplo: Minio de Plomo, Cromato de Zinc, Cromato de Estroncio...
 
- Capas intermedias: Las Gruesas. Las capas intermedias, por lo general de aspecto mate o satinado, se aplican luego de la imprimación y antes de las capas de acabado. No suelen contener pigmentos anticorrosivos, y se emplean para aumentar el grosor del sistema y dejarlo más impermeable, además de para evitar las exfoliaciones.
 
- Capas finales: Acabado. En función del proceso de formación de película se clasifican en: Pinturas de Secado Físico (proceso físico: evaporación de disolventes y entrelazado de macromoléculas del polímero) y Pinturas de Secado Químico (reacciones químicas: unión entre macromoléculas de resinas).
a)Pinturas de Secado Físico:
-Breas y asfaltos
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4.3.Sistemas de Pintura para Acero
 
- Pinturas al Aceite: Particularmente apropiado para estructuras expuestas a la intemperie. Poca resistencia a ambientes químicos, inmersión en agua, condensaciones, atmósferas salinas o muy corrosivas, humedad elevada, temperaturas altas, abrasión y condiciones enterradas. En general se recomienda su utilización en ambientes rurales, urbanos, marinos e industriales medios y en zonas de humedad moderada.
 
- Pinturas Alquídicas: Se aplica principalmente a aceros estructurales expuestos a condiciones atmosféricas industriales, rurales o marinas, así como zonas de alta humedad. No son adecuadas para ambientes químicos especialmente corrosivos, inmersión en agua, abrasión severa y estructuras enterradas.
 
- Pinturas Fenólicas: Especialmente apropiado para aceros estructurales que han de permanecer sumergidos en agua, zonas de alta humedad en las que se prevén condensaciones, y para exposición a la intemperie en ambientes químicos de corrosión moderada.
 
- Pinturas Vinílicas: Para condiciones ambientales muy severas, inmersión en agua dulce o salada, alta humedad y condensaciones. Resisten al fuego y a los ambientes químicos corrosivos, pero son atacadas por disolventes orgánicos aromáticos, cetonas, éteres ésteres, así como por ácido nítrico fumante, ácido sulfúrico del 98% y ácido acético.
 
- Pinturas ricas en Zinc: Estas pinturas representan un gran avance en la protección contra la corrosión, vienen a ser un suplemento de la protección galvánica. Son adecuadas para zonas de humedad elevada, marina y química corrosivas. Pueden incluso utilizarse en estructuras que permanecen sumergidas en agua dulce, y también resisten sumergida en agua salada con una capa de acabado adecuada.