Resistencia á corrosión das construcións industriais de acero en ambientes fríos e húmidos

Baixa temperatura, alta humidade e corrosión electroquímica

Nos ambientes fríos e húmidos — especialmente aqueles con temperaturas por debaixo dos 10 °C — a corrosión electroquímica agresiva do acero industrial é unha preocupación grave. As reaccións catódicas aceleradas, debidas ao aumento da solubilidade do osíxeno en películas finas de humidade, combínanse cunha diminución da mobilidade iónica, o que concentra a actividade anódica en áreas localizadas e inicia a corrosión por picaduras. A sinerxia destes factores explica por que as taxas de corrosión nos ambientes húmidos e por debaixo de cero poden ser 1,5–2 veces superiores ás doutras zonas climáticas. Ademais, a situación empeora aínda máis na presenza de sales mariñas en suspensión no aire e de produtos químicos para derretir o xeo.

Acero formado en frío fronte a acero laminado en quente: durabilidade nas zonas costeiras húmidas e corrosivas

A elección do material para os elementos de construción en acero determina o rendemento a longo prazo. O acero formado en frío (CFS) é máis resistente á corrosión nas zonas costeiras e húmidas porque ten un recubrimento de zinc consistente e controlado en fábrica. Pola contra, as seccións laminadas en quente teñen unha capa de óxido non controlada (mill scale), o que resulta nunha protección contra a corrosión inconsistente. As probas independentes de pulverización con sal demostran que os elementos de CFS galvanizados non forman ferruxa vermella durante un 40 % máis tempo ca o acero laminado en quente sen galvanizar. O CFS tamén ten unha estrutura de grans máis fina, o que facilita a redución de microfendas e, polo tanto, reduce as vías de corrosión.

Probas ASTM G101 de corrosión en construcións industriais en acero para o Noroeste do Pacífico e o Canadá Atlántico

As probas ASTM G101 de corrosión acelerada proporcionaron evidencias dun cambio rexional nas zonas frías e húmidas de Austria:

Rexión | Acero ao carbono sen protección (mpy) | Acero galvanizado (mpy)

As taxas aumentadas de corrosión no Canadá Atlántico son resultado dunha maior salinidade en suspensión no aire, causada pola persistente brétema mariña. Estes resultados requiren sistemas protexidos de polo menos ISO 12944 C5M para os elementos estruturais e as unións expostos. Este é o nivel máis alto de protección contra a corrosión nun entorno mariño-industrial.

Estratexias de xestión da humidade na construción industrial en acero

Control do punto de orballo e da condensación nos sistemas de revestimento metálico illado

Nas construcións industriais de acero frías e húmidas, a análise precisa do punto de orballo é fundamental para controlar a condensación intersticial. Cando o aire quente e húmido entra en contacto con superficies frías, prodúcese condensación e as envolturas das paredes comezan a corroerse. A corrosión acelérase pola presenza de paneis metálicos illados. Incluso un erro de 5 °C no punto de orballo pode provocar un 40 % máis de acumulación de humidade. Incluír un modelado térmico específico para o clima na localización do aislamento constitúe a mellor estratexia para o control da condensación. Este control verifícase mediante termografía infravermella durante a instalación. A incorporación dun control continuo da humidade representa a mellor estratexia para evitar a corrosión na construción.

Colocación das barreras de vapor e da ventilación mecánica

A adaptación das barreras de vapor polos construtores debe coincidir coa impulsión de vapor determinada polo clima. Nas rexións definidas como frías e húmidas, a colocación das barreras de vapor debe facerse no lado interior do conxunto edificatorio. Aquí as barreras estarán máis quentes que o punto de orixe e reducirán a migración de humidade cara ao interior. Segundo a norma ASTM E96, as barreras de vapor de 0,1 perm, debidamente selladas, reducen a taxa de transmisión de humidade un 97 %. Isto fágase do modo máis eficaz mediante unha ventilación mecánica conforme ás normas da ASHRAE, que proporcione, como mínimo, 0,3 cfm/pé². Isto garante que a humidade relativa interior se mantenha por debaixo do 45 %. Xunto co sellado adecuado do aire en todas as penetracións e xuntas, asegura que a humidade non quede atrapada e que a integridade do acero estrutural non se vea comprometida.

Aplicación de revestimentos protexentes e problemas de rendemento en condicións frías e húmidas

Existen serias preocupacións pola capacidade de funcionamento dos recubrimentos protexentes se se aplican a temperaturas inferiores a 5 °C. Nestas circunstancias, os recubrimentos teñen un alto risco de fallo, pois non poden secar para formar unha capa protexente sobre o metal. Ademais, a alta viscosidade dos recubrimentos protexentes impedirá a formación dunha capa uniforme. Na construción de acero industrial, esta aplicación non protexerá contra a corrosión, xa que formarase condensación baixo o recubrimento. Formaranse xeadas reactivas na superficie do acero, o que dará lugar á formación de ampollas baixo o recubrimento. Isto fai que a protección contra a corrosión deixe de ser efectiva. Para evitar isto, o lugar debe controlarse mediante un recinto calefactado, mantendo unha temperatura no emplazamento de 10 °C a 27 °C (50 °F a 80 °F). Tamén é necesario controlar a humidade, así como a preparación da superficie, que debe incluír a eliminación de calquera xeo ou humidade antes da aplicación dos recubrimentos.

Adaptacións para o rendemento térmico das fundacións de construcións industriais en acero e para a mitigación do levantamento por conxelación

Nas zonas frías e húmidas, as faixas costeiras de arxila fan especialmente difícil apoiar estruturas industriais de acero sobre fundacións de subsoolo saturado. Estas condicións desafiantes, saturadas e expansivas do subsoolo requiren fundacións resistentes ao levantamento por conxelación. As fundacións profundas atravesan a liña local de conxelación, evitando así o levantamento por flotación. As capas granulares de drenaxe e unha membrana de drenaxe impermeabilizada que envolve completamente a zapata reducen as presións hidrostáticas debidas ás fluctuacións estacionais do nivel freático. A pendente do terreo para facilitar o drenaxe superficial fóra do perímetro do edificio diminúe a saturación do subsoolo e mellora a estabilidade da zapata fronte aos efectos do levantamento por conxelación e dos ciclos de conxelación-desconxelación.

Aillamento continuo e redución das pontes térmicas

A ponte térmica a través de grandes elementos de acero é especialmente perniciosa para o rendemento térmico dos edificios en climas fríos e húmidos, provocando un incremento na perda de calor do 30 ao 50 %. Para as estruturas de acero, o uso dun illamento exterior continuo é fundamental para o rendemento térmico do edificio e para a prevención da corrosión. As roturas térmicas estruturais e as xuntas de compresión de distinta permeabilidade colocadas en puntos críticos de apoio e conexión do exterior do edificio axudan a controlar o fluxo de humidade e enerxía térmica.

Preguntas frecuentes

¿Por que son especialmente corrosivos os climas fríos e húmidos para o acero?

Os climas fríos e húmidos aceleran a corrosión do acero debido á menor mobilidade dos ións e ao maior grao de solubilidade do oxíxeno, así como ás películas de humidade que favorecen a corrosión.

¿Cal é a vantaxe do acero formado en frío (CFS) fronte ao acero laminado en quente nas condicións indicadas?

Entre o revestimento de zinc controlado na fábrica e a estrutura refinada de grans CFS que ofrece menos camiños para a humidade, o acero formado en frío é máis resistente á corrosión.

Cales son as mellor prácticas para controlar a condensación intersticial na construción en acero?

A mellor práctica consiste en modelar o punto de orixe, na correcta colocación e selección de barreras de vapor e illamento, na verificación mediante termografía infravermella e no seguimento da humidade no interior da cavidade.

Cais son algunhas das condicións e desvantaxes dos revestimentos protexores en condicións de frío?

Cando os revestimentos protexores se aplican por debaixo dos 5 °C, prodúcense problemas como unha alta viscosidade e unha baixa adhesión debido á frote ou humidade, o que incrementa a formación de ampollas e os fallos do revestimento.

Cais son algúns dos métodos empregados para mitigar o levantamento por conxelación durante os meses de inverno?

A mitigación do levantamento por conxelación durante os meses de inverno pode lograrse mediante un deseño de cimentación profunda que se estenda por debaixo da liña de conxelación, así como co uso de drenaxe, impermeabilización e pendentes axeitadas.