PRFV-Polimex, Barras estructurales, resistentes a corrosión.
Autor: Dr. Hugo Weinstok R.; Ing. Luis Enrique Zepeda Morales y Armotek
Mail: luiszepeda@prfv.mx
PRFV, una solución frente al ataque de la corrosión del acero en las estructuras de concreto armado.
En el concreto armado, la vida útil se basa, por lo general, en el criterio relacionado con la corrosión inducida por cloruro del acero armado. Un estudio publicado por la Universidad Kasetsart (Tailandia), Khon Kaen (Tailandia) y CSIRO (Australia) sugieren que el factor más importante en lo relacionado con la expectativa de vida de las estructuras marítimas lo constituye la penetración de iones de cloruro en el concreto, debido al agrietamiento natural que sufre el mismo.
Si bien el concreto presenta una alta resistencia de compresión, su capacidad de tracción es muy limitada. De ahí la necesidad de reforzar el concreto con un material que demuestre una mayor capacidad de tracción para compensar y mejorar el control del craqueo del hormigón (Creep). A menudo se utiliza para este reforzamiento, del acero y éste se comporta admirablemente bien en entornos no agresivos que no estén expuestos a los iones de cloruro. Sin embargo, cualquier estructura que esté en contacto directo o indirecto con el agua y que encare ciclos húmedos y secos enfrentará problemas de corrosión.
La investigación que analiza la durabilidad de varios métodos de protección para el acero armado (una recubrimiento mayor de concreto, protección catódica para el acero, inhibidores de la corrosión, membranas impermeabilizantes, etc.) han demostrado que estos métodos no resuelven satisfactoriamente el tema de la corrosión y en algunas instancias, se encontró que su empleo aceleró la corrosión del acero armado. (Benmokrane).
Inicialmente parecía que la vida útil del concreto para usos marinos marino se podía asegurar de forma razonable con un recubrimiento adecuado del concreto y con la calidad de este; pero esto no es verdad y solo resulta en casos idealizados. En la práctica, hay varias situaciones donde se producen fallas de los concretos con usos marinos mucho antes de lo esperado”.
Se define el fenómeno de la corrosión como la “reacción química o electroquímica entre un material, usualmente un metal y su medioambiente, que produce un deterioro del material y de sus propiedades”. La capa de óxido que se forma en el acero de refuerzo trae consigo un aumento de volumen en la barra, de 2 a 4 veces mayor que el volumen del acero original. Este oxido provoca la pérdida de adherencia entre el acero de refuerzo y el concreto, llegando a provocar el estallamiento del recubrimiento; con la correspondiente pérdida de las propiedades mecánicas, reduciendo la capacidad de resistencia del acero y consecuentemente la del elemento de concreto reforzado.
Los costos por acciones correctoras o de detención de estas patologías generadas por la corrosión del acero en estructuras de concreto reforzado, suelen ser en la actualidad considerablemente significativos. En Norteamérica, por ejemplo, los costos de reparación se estiman muy cercanos a los 300 mil millones de dólares anuales. Son cifras que lejos de manifestar tendencia a la estabilidad o a la disminución, tienden a crecer cada día.
Este hecho ha colocado a la comunidad profesional y científica ante un reto mundial; que motiva el abrir nuevas estrategias del conocimiento científico en la tecnología del concreto reforzado. Conocer el fenómeno de la corrosión de las barras de acero de refuerzo embebidas en el concreto, e investigar y buscar alternativas para reducir los efectos negativos de este fenómeno. Una de estas estrategia puede culminar con éxito en la disminución de las pérdidas cuantiosas que provoca.
En este ámbito, se abren paso los denominados Polímeros Reforzados con Fibra de vidrio PRFV; los que si bien han sido estudiados a partir de las últimas décadas, aún no se han utilizado a gran escala en aplicaciones de construcción. Parece ser que las barras reforzadas PRFV pueden constituirse en una atractiva posibilidad; pues tiene significativas ventajas, mucho más si son comparados con las barras de acero de refuerzo tradicional.
Los polímeros reforzados con fibras FRP, son productos para el refuerzo del concreto con una alta relación resistencia/peso; puede compararse en 50 veces más que la del concreto, y hasta 20 veces más que la del acero. Suelen ser menos susceptibles a los daños medioambiental que provoca la exposición a ácidos alcalinos, ambientes marinos, u otros; resultando ser muy ligeros, excelentes aislantes térmicos y con suficiente neutralidad electromagnética.
Las varillas de FRP contribuyen entonces a elevar en niveles significativos la durabilidad de las estructuras propensas al fenómeno de la corrosión. Son recomendadas para estructuras de concreto reforzado expuestas a las sales producto del deshielo, con necesidad de neutralidad eléctrica o magnética, cercanas al mar o marinas, o sometidas a ambientes agresivos en general.
Los materiales compuestos de fibra de vidrio o carbono se han utilizado desde 1940 en aplicaciones militares, aeroespaciales y navales. Pero no es hasta 1986 que se emplearon para reforzar un puente de concreto en Alemania. Asimismo se utilizó por primera vez en los Estados Unidos en 1996 para el reforzamiento de un puente de concreto en MC Kineyville WV, en Virginia Occidental y en 1999 para losas pretensadas también de un puente en Lawrence Tech en Southfiels, Michigan. Multiplicándose su uso día a día. Los FRP son productos que cada día de muestran ser la solución por varios aspectos, entre los que sobresalen: ligereza, resistencia a la corrosión, excelente resistencia a la tensión, y elevado desempeño mecánico; sin dejar a un lado las similares condiciones de instalación si se comparan con las varillas de acero, y las ventajas presentes en su manipulación y almacenamiento.
El PRFV, es un material compuesto de polímero reforzado con fibra de vidrio, que presenta todas las características físicas de los FRP, frente a la corrosión, siendo hasta dos veces más resistente que el acero en tracción es un material que puede competir con este en precio. A diferencia de otros FRP que resultan mucho más caros. Es por ello que resultan recomendables no sólo para usos marinos, sino también en cimentaciones y túneles; así como otras aplicaciones que estén sometidas a ambientes agresivos para el acero.
