andres.vanegas@deacivil.com

Galvanizado en caliente

M. C. Ing. Christian Sánchez Villa

Soporte técnico Bbosch recubrimientos ChileConsultor Latiza

¿El mayor consumidor de acero en el mundo?

El Acero volverá a su estado original de oxidación.

La corrosión

Costo directo de la corrosiónUS$ 276 Billones en EEUU3,1 % PIB

1998

Costos directos = Costos indirectos

US$ 552 billones o 6,2%PIB

20151 trillón de dólares(un millón de millones…!!!)

Dr. Joshua E. Jackson, G2MT Labs.

http://www.g2mtlabs.com/corrosion/cost-of-corrosion/

Protección contra la corrosión

ISO 11303

Corrosión de metales y aleaciones – Pauta para la selección de métodos de protección contra la corrosión atmosférica

ISO 14713-1/ISO 12944-2/NCh 3348-1

Protección contra la corrosión

ISO 14713-1/NCh 3348-1

ISO 14713-1 NCh 3348-1

CATEGORÍAS DE CORROSIVIDADAmbiente Pérdida promedio de

acero (g/m²/año)

Pérdida promedio de

acero (um/año)

Pérdida promedio de Zn g/m²/año

Pérdida promedio de Zn (um/año)

C1 muy baja

≤ 10 ≤ 1,3 ≤ 0,7 ≤ 0,1

C2 baja 10 a 200 1,3 a 25 0,7 a 5 0,1 a 0,7

C3 media 200 a 400 25 a 50 5 a 15 0,7 a 2,1

C4 alta 400 a 650 50 a 80 15 a 30 2,1 a 4,2

C5-I muy alta

industrial

650 a 1500 80 a 200 30 a 60 4,2 a 8,4

C5-M muy alta marina

650 a 1500 80 a 200 30 a 60 4,2 a 8,4

CXExtrema

>1500 >200 60 a 180 8,4 a 25

ISO 12944-2

1. Humedad ambiental (tiempo de humectación)

2. Concentración de cloruros

3. Concentración de dióxido de azufre

FACTORES QUE DETERMINAN LA CORROSIVIDAD ATMOSFÉRICA (ISO 9223)

aplicaciones

Factores atmosféricos

Factores de proceso

ISO 14713-1/NCh 3348-1

Durabilidad

• Protección deBarrera.

• Protección catódicapor Sacrificio.

Recubrimiento de zinc sobre el acero unidometalúrgicamente.

Galvanizado por inmersión en caliente

Galvanizado general

ASTM A123 ISO 1461

Galvanizado por inmersión en caliente

Galvanizado por inmersión en caliente

Algunos proyectos protegidos con galvanizado

CAP Minería, 2012

Taller de Camiones

Protegidas con Galvanizado

CAP Minería, 2012

Planta desaladora, Pta. Totoralillo

Protegidas con Galvanizado

Portuaria Cabo Froward 2009

Estructuras de muelle con galvanizado en caliente

Portuaria Cabo Froward , 2009

Estructuras de muelle con galvanizado en caliente

Punto: Diagonal aledaña a baranda BR 108 Estructuragalvanizada Muelle Chollin, Cabo FrowardNov 2010 147 150 142 148 148 Promedio 147 μmAbr 2013 145 141 142 141 141 Promedio 142 μm

Cal Chile, 2012

Planta de procesamiento de cal, Carrizal bajo

Protegidas con Galvanizado

Sistemas Dúplex

Sinergia de los sistemas Dúplex

1500 g/m²/año200 µm/año

60 g/m²/año8 µm/año

Factor Sinérgico

Minería - Energía/ Marino 1,5 2

Agua de mar (inmersión) 1,5 1,6

Clima no agresivo 2 2,7

Rango

Dduplex = 1.5-2.7(Dzinc+ Dpintura)

Dduplex= Vida de servicio del sistema duplexDzinc= Vida de servicio del galvanizado Dpintura= Vida de servicio de la pintura

(Ref. J.F.H. van Eijnsbergen, Duplex Systems, pag. 11, 1994).

Sinergia de los sistemas dúplex

Algunos proyectos protegidos con sistema dúplex

1 2 3 4

Puerto Ventanas 1969-1970

Estructuras de Bodega Andina y correas transportadoras

Protegidas con sistemas dúplex

Bodega de Codelco Andina 45000 ton; Concentrado de Cobre

Correa Transportadorabajo Bodega Andina

CERO Mantenimiento en esta

zonadesde su puesta en

marcha 1970

Puerto Ventanas 1969-1970

Bodega de AngloAmerican 2001

30.000 tm; Concentrado de Cobre ,

Protegida con Galvanizado por Inmersión en Caliente

Bodega de AngloAmerican 2001

La integridad del recubrimiento,permite proyectar esta estructuralibre de mantenimiento.

Cemento Melón Ventanas, 2010

Estructuras de edificios y correas transportadoras

Protegidas con sistemas dúplex

Escondida Water Supply, BHP Billiton, 2015

Estructuras de edificios

Protegidas con sistemas dúplex

Proyecto Interacid, Mejillones, Chile, 2007

Estructuras superiores de muelle con sistemas dúplex

Estructuras inferiores con Galvanizado en caliente

Estructura galvanizada inferior en puente de

acceso.

Medición 2011 2012

Espesor promedio medido del

recubrimiento

208

μm

201

μm

Interacid 2007

Estructuras en el cabezo con Galvanizado en caliente

Punto 1: Estructura galvanizada del cabezo.

Medición 2009 2011 2012

Espesor promedio medido del

recubrimiento

148 μm 144 μm 141 μm

Costo de Ciclo de Vidadel Recubrimiento de una Estructura de Acero

Operación Tiempo (años)Costo si original en

terrenoCosto si original en

taller

Pintura inicial 0 Original Original

Retoque Vida practica o “P” Original*40% Original *60%

Pintura de mantenimiento

“P”+33% Original*70% Original*105%

Repintado totalPintura de

mantenimiento +50%de”P”

Original*135% Original*205%

Secuencia de mantenimiento y sus costos asociados

Vida de servicio estimada para exposición atmosférica

(en años antes de la primera pintura de mantenimiento)

Tipo

Sistema de recubrimiento

para exposición atmosférica

(Primer/intermedia/Terminaci

ón)

Pre

pa

rac

ión

de

su

pe

rfic

ie

Nu

me

ro d

e c

ap

as

Es

pe

so

r d

e p

eli

cu

las

ec

a,

mil

s

Vida de servicio

Bajo

(ru

ral)

/C2

Mo

de

rad

o (

Ind

us

tria

l)/C

3

Se

va

ra(I

nd

us

tria

l

pe

sa

do

)/C

5-I

Co

ste

ro In

du

str

ial

pe

sa

do

/ C

5M

Acrilico

Acrilico al agua / Acrilico al agua /

Acrilico al agua

Manual/Mecá

nico 3 6 12 8 5 5

Alquidico Alquidico / Alquidico / Alquidico

Chorro

abrasivo 3 6 14 9 5 5

Epóxico Epoxico / Epóxico

Chorro

abrasivo 2 6 18 10 9 9

Epóxico Epoxico / Epóxico

Chorro

abrasivo 2 8 20 14 11 11

Epóxico Epoxico / Epóxico / Epóxico

Chorro

abrasivo 3 10 23 17 14 14

Epóxico Epoxico / Epóxico / Poliuretano

Chorro

abrasivo 3 8 20 14 11 11

Epoxico rico

en zinc

Epoxico de zinc / Epoxico /

Poliuretano

Chorro

abrasivo 3 11 29 20 14 14

Inorganico de

zinc

Inorgánico de zinc / poliuretano /

Poliuretano

Chorro

abrasivo 3 11 32 23 17 17

Inorganico de

zinc

Inorgánico de zinc / epóxico /

Poliuretano

Chorro

abrasivo 3 9 30 21 15 15

Metalizado Metalizado de zinc / Sello

Chorro

abrasivo 2 9 34 24 17 18

Metalizado

Metalizado de zinc / Sello /

Poliuretano

Chorro

abrasivo 3 13 39 27 22 22

Proyecto de 1500 ton, 15 mm espesor promedio

Ciclo de vida derecubrimientos

Sistema epóxico2 capas,

IOZ+Epóxico+Poliuretano

Galvanizado encaliente ASTMA123

Costo inicial 100 147 113

Mantenimientos Año Costo* Año Costo* Año Costo*

Primero 9 57 15 81 17 80

Segundo 12 99 20 138

Tercero 16 188 27 261

Cuarto 25 52

Quinto 28 90

Costo acumulado al año 30

30 586 30 546 30 193

*costo relativo al valor del sistema epóxico dos capas

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25 30

Va

lor

ne

to p

rese

nte

, R

ela

tivo

/m

²

Tiempo, años

Costo de ciclo de vida de recubrimientoEstructura de 15 mm

IOZ+Ep+Pu Galvanizado Sistema epoxico 2 capas

Ambiente C5

Zonas expuestas a ambientes en borde costero.

Construido de acuerdo a metodología NACE Paper 4088, 2014 y datos de ISO 14713/1

Ataque por cloruros

Disuelve puntualmente la capa

pasivante de las barras de

refuerzo. Da lugar a picaduras

puntuales que disminuyen la sección

rápidamente.

Origen de los cloruros

• Penetración de los cloruros

ambientales en el hormigón.

• Presentes en los ingredientes del

hormigón

Volumen relativo de los óxidos de hierro

Proceso de Corrosión de Armaduras

Antes de la

corrosiónComienzo de la

corrosión

Mayor corrosión, las

grietas llegan a la

superficie

Desmembramiento,

exposición de la

armadura

Refuerzo para hormigón galvanizado

Tabla 2. Resistencia de polarización (Rp) de acero galvanizado

Muestra Rp (Ω)

Corriente de corrosión (A/cm2)

Cabezo 1 5869 1,08 x 10-7

Cabezo 2 6372 8,26 x 10-8

Puente 1 4834 1,02 x 10-7

Puente 2 6642 9,25 x 10-8

Los datos obtenidos para la corriente de corrosión permiten calcular la velocidad de

corrosión del acero galvanizado que varía entre 1,2 a 1,6 µm/año.

3. Conclusión Los resultados obtenidos en los diferentes ensayos sobre los testigos de hormigón

corroboran la existencia de un hormigón de buena calidad y un acero galvanizado en estado

pasivo.

Algunos proyectos con armadura protegida con galvanizado

30,000 ton de acero de refuerzo galvanizado-

• Más de 138,000 vehículos cruzan el puente diariamente, muchos más de los que el diseño permite.

• Los embotellamientos y los retrasos son una ocurrencia regular

• La tasa de accidentes es el doble de la tasa media de accidentes en el resto de la autopista de 574-millas

• No hay carriles para vehículos de emergencia o vehículos con fallas o desperfectos, creando más retrasos de tráfico

• El costo esperado en los próximos veinte años para el mantenimiento y rehabilitación estructural del puente existente: USD$ 3-4 billónes

• Monto ya gastado en mantenimiento del puente en la última década: USD$ 750 millones

$3.9 billónesVida sin mantenimiento estructural: 100 años

¿Por qué un nuevo puente?

CORPORACIÓN INSTITUTO CHILENO DEL ACERO www.icha.cl

Octubre, 2015

Gracias.