Investigación Aplicadahttps://doi.org/10.21041/ra.v11i1.518

Alargamiento de la vida útil de estructuras de hormigón armado expuestas a ambientes marinos mediante la aplicación de técnicas electroquímicas

Service life increase of reinforced concrete structures exposed to marine environments through the application of electrochemical techniques

Extensão da vida útil de estruturas de concreto armado expostas a ambientes marinhos através da aplicação de técnicas eletroquímicas

P. Garcés1 * , M. A. Climent1 , J. Carmona1 , M. J. Sánchez de Rojas1

1 Departamento de Ingeniería Civil, Escuela Politécnica Superior, Universidad de Alicante, Alacant/Alicante, España.

*Contact author: pedro.garces@ua.es@ua.es

Recepción: 21 de octubre de 2020.
Aceptación: 03 de diciembre de 2020.
Publicación: 01 de enero de 2021.


Citar como: Garcés, P. Climent, M. A., Carmona, J., Sánchez de Rojas, M. J. (2021), "Alargamiento de la vida útil de estructuras de hormigón armado expuestas a ambientes marinos mediante la aplicación de técnicas electroquímicas", Revista ALCONPAT, 11 (1), pp. 48 – 60, DOI: https://doi.org/10.21041/ra.v11i1.518

Resumen
En este trabajo se ha estudiado la viabilidad de un tratamiento combinado de extracción electroquímica de cloruros (EEC) y protección catódica (PC) en estructuras de hormigón armado utilizando como ánodo una pasta conductora de cemento-grafito. Se ha comprobado que la aplicación previa de un tratamiento de extracción electroquímica de cloruros, conlleva una mayor durabilidad del ánodo. Se ha demostrado que, para estructuras de hormigón armado situadas en ambientes marinos agresivos, la combinación de tratamientos electroquímicos, primero EEC para reducir el contenido de cloruros y a continuación PC para mantener las condiciones de pasivación es capaz de proveer condiciones adecuadas de protección a la armadura, siempre que se aplique el valor de densidad de corriente adecuado, de acuerdo con el contenido medio de cloruros presente en las estructuras de hormigón armado.
Palabras clave: hormigón armado, extracción electroquímica de cloruros, protección catódica

Abstract
In this work, the feasibility of a combined treatment of electrochemical chloride extraction (ECE) and cathodic protection (CP) in reinforced concrete structures using a conductive cement-graphite paste as anode has been studied. It has been proven that the prior application of an electrochemical chloride extraction treatment leads to greater durability of the anode. It has been shown that for reinforced concrete structures located in aggressive marine environments, the combination of electrochemical treatments, first ECE to reduce the chloride content and then CP to maintain passivation conditions, is capable of providing adequate protection conditions for the reinforcement, provided that the appropriate current density value is applied, according to the average content of chlorides present in the reinforced concrete structures.
Keywords: reinforced concrete, electrochemical chlorides extraction, cathodic protection

Resumo
Neste trabalho foi estudada a viabilidade de um tratamento combinado de extração eletroquímica de cloreto (EEC) e proteção catódica (PC) em estruturas de concreto armado usando uma pasta condutora de cimento-grafite como ânodo. Verificou-se que a aplicação prévia de um tratamento de extração eletroquímica de cloretos, acarreta uma maior durabilidade do ânodo. Foi demonstrado que, para estruturas de concreto armado localizadas em ambientes marinhos agressivos, a combinação de tratamentos eletroquímicos, primeiro EEC para reduzir o teor de cloreto e depois PC para manter as condições de passivação, é capaz de fornecer condições de proteção adequadas às armaduras, desde que seja aplicado o valor de densidade de corrente adequado, de acordo com o teor médio de cloretos presente nas estruturas de concreto armado.
Palavras-chave concreto armado, extração eletroquímica de cloreto, proteção catódica


1. IntroducciÓn

Uno de los principales problemas que puede afectar al hormigón armado es la corrosión del acero embebido. Para devolver a su estado inicial a una estructura de hormigón armado (EHA) que ha sufrido corrosión de su armadura, es necesario reparar los daños producidos. Las reparaciones tradicionales consisten básicamente en la eliminación del hormigón dañado y posiblemente contaminado por cloruros, la limpieza adecuada de la armadura, y en ocasiones sustitución, y la posterior reposición del hormigón eliminado.

Algunas técnicas electroquímicas han sido utilizadas con éxito para la protección y remediación de la corrosión de la armadura en EHA. Todas esas técnicas están basadas en la disminución del potencial eléctrico del acero (Page, 1992; Mietz, 1998; Andrade, et al, 1998; Tritthart, 1998; Pedeferri y Bertolini, 2000; Bertolini, 2004; Polder, 2005). Este efecto puede ser obtenido por conexión a un metal menos noble, como en la técnica por protección catódica (PC) por ánodo de sacrificio, o por conexión al polo negativo de una fuente de alimentación, como en la aplicación de la PC por corriente impresa (Page, 1997; Pedeferri, 1996; Polder, 1998; Bertolini, et al, 1998; Glass y Chadwick, 1994). El objetivo principal de la PC es detener la corrosión del acero de refuerzo, cuando está ya se ha iniciado. Existe una variante de la PC denominada prevención catódica (PreC), según Pedeferri et al. (Pedeferri, 1996; Polder, 1998; Bertolini, et al, 1998; Glass y Chadwick, 1994). El objetivo de la PreC es prevenir el inicio de la corrosión del acero en estructuras nuevas.

Por otra parte, existen técnicas electroquímicas destinadas a cambiar las condiciones predominantes de corrosión de las estructuras mediante la disminución del contenido de cloruros, como la técnica de extracción electroquímica de cloruros (EEC). Así no es necesario sustituir el hormigón contaminado y, una vez extraída una cantidad suficiente de cloruros, se aumenta la vida útil de la estructura (Slater, et al, 1976; Vennesland, et al, 1986; Hansson y Hansson, 1993; Elsener, et al, 1993). Un aspecto importante en relación a la aplicación de esta técnica es el efecto de la disposición de las armaduras sobre la eficiencia de la EEC. Sánchez de Rojas et al, concluyen que la eficiencia en la extracción depende de la disposición del refuerzo. Pero siempre se puede extraer cloruros entre dos capas de armaduras de acero (Garcés, et al, 2006; Sánchez de Rojas, et al, 2006). Por otra parte, se han probado diferentes soluciones para el ánodo externo, como la utilización de una malla rígida de Ti-RuO2 y un fieltro de grafito, ambos envueltos con polipropileno en un sistema tipo sándwich. Concluyéndose que si se tiene suficiente cuidado en evitar un contacto defectuoso entre la capa de fieltro o la malla de Ti-RuO2 y la superficie del elemento constructivo la eficiencia obtenida debe ser similar (Climent, et al, 2006). Finalmente, también en relación al ánodo externo, el avance más importante en los últimos años se ha centrado en el estudio de la viabilidad del uso de una pasta de cemento conductora (PCC), basada en mezclas de cemento con diferentes materiales carbonosos, como recubrimiento anódico de la superficie del hormigón para aplicaciones electroquímicas en EHA (Pérez, et al, 2010; Carmona, et al, 2015a; Cañón, et al, 2013; Del Moral, et al, 2013; Carmona, et al, 2015b; Climent, et al, 2016; Carmona, et al, 2017; Climent, et al, 2019). Se comprobado que las eficiencias de estos ánodos, en relación a la extracción de Cl-, fueron similares a las obtenidas con un ánodo tradicionalmente usado en EEC, tal como la malla de Ti-RuO2 (Pérez, et al, 2010). La pasta de cemento conductora es más versátil como ánodo pues permite una mayor facilidad de aplicación en diferentes tipos de superficie y además ofrece la posibilidad de su reutilización. Una de las posibilidades más atractivas ofrecida por estas capas conductoras anódicas es la posibilidad de la aplicación combinada sucesiva de EEC y PC, sin cambiar el ánodo (Carmona, et al, 2015a; Climent, et al, 2019). Esta combinación de tratamientos puede ser conveniente en el caso de estructuras muy contaminadas con iones Cl-, y cuyo nivel de contaminación ambiental por cloruros se espere que se mantenga alto en el futuro, por ejemplo, en el caso de EHA expuestas a ambientes marinos agresivos. En estos casos puede ser considerado necesario primero reducir el contenido de Cl- por aplicación de la EEC, y después mantener el acero protegido mediante un tratamiento permanente de PC, sin la necesidad de aplicar una densidad de corriente muy alta durante la aplicación de la PC, y por tanto reduciendo el riesgo de mal funcionamiento del ánodo debido a la acidificación producida en la superficie.

Las condiciones de operación de las citadas técnicas electroquímicas difieren en cada caso (Carmona, et al, 2015a; Cañón, et al, 2013; Del Moral, et al, 2013; Carmona, et al, 2015b; Climent, et al, 2016; Carmona, et al, 2017; Climent, et al, 2019). La densidad de corriente típica en las aplicaciones de la técnica de EEC se sitúa en el rango de 1-5 A/m2, mientras que la densidad de carga eléctrica pasada se sitúa habitualmente entre 1x106 y 5x106 C/m2. Desde un punto de vista electroquímico la densidad de corriente debe ser definida refiriéndola a la superficie del electrodo, es decir la superficie del cátodo, el acero de refuerzo. Sin embargo, en el campo de las aplicaciones en ingeniería a veces es difícil saber con exactitud el área del acero de refuerzo. En consecuencia, muchas veces la densidad de corriente es referida a la superficie expuesta de hormigón, la cual, en el caso de sistemas de capas anódicas coincide con el área del ánodo. Por otra parte, la técnica de protección catódica PC aplica típicamente valores de densidades de corriente entre 5 y 20 mA/m2, mientras que la PreC necesita solamente 1-3 mA/m2. No obstante, en el caso de la PC la densidad de corriente necesaria para conseguir una protección efectiva del acero es tanto mayor cuanto mayor es el contenido de Cl- en el hormigón.

A continuación, se expone el programa experimental y principales resultados obtenidos en la aplicación combinada y sucesiva de EEC y PC, sin cambiar el ánodo, constituido por una pasta de cemento conductora. Esta combinación de tratamientos puede ser conveniente en el caso de estructuras muy contaminadas con iones Cl-, y cuyo nivel de contaminación ambiental por cloruros se espere que se mantenga alto en el futuro, por ejemplo, en el caso de EHA expuestas a ambientes marinos agresivos.


2. Procedimiento experimental

2.1 Metodología

Las probetas de ensayo destinadas a ser ensayadas mediante PC o EEC+PC fueron preparadas con hormigón al que se añadió iones Cl- en el agua de amasado. En la Tabla 1 se muestra la nomenclatura de las probetas para la aplicación de las técnicas electroquímicas. Todas las probetas fueron sometidas al mismo de régimen de contaminación de Cl- durante las 24 semanas que duraron los tratamientos de PC: rociado semanal de 65 ml de una disolución de NaCl 0,5 M sobre la superficie del hormigón o sobre la superficie de la capa anódica, a fin de simular la contaminación continua de cloruros debido, por ejemplo, a la exposición de la EHA a un ambiente marino muy agresivo como se ha mencionado anteriormente.

Tabla 1. Nomenclatura de las probetas para la aplicación de las técnicas electroquímicas
Probeta No. probetas Contenido inicial de Cl-(% referido masa cemento) Tratamiento electroquímico aplicado
P 1 0% -
R 1 2% -
ER 1 2% ECE
A 1 2% CP
EA 1 2% ECE + CP

2.2. Probetas de hormigón reforzado

Las probetas fueron elementos prismáticos de hormigón reforzado, con unas dimensiones de 18x18x8 cm3, que fueron reforzados con una cuadrícula de 16x16 cm2 compuesta de 6 barras de acero (5 mm de diámetro) soldadas simétricamente formando cuadrados de 5 cm de diámetro. Dicha cuadrícula fue situada a 2 cm de la cara superior donde se sitúa el ánodo de grafito- cemento. El sistema usado para conectar el refuerzo (cátodo) con el polo negativo de la fuente de alimentación fue a través de unos conectores de cobre aislados con plástico, atornillados a la armadura, véase la Figura 1.

Figura 1. Esquema del refuerzo de las probetas y la conexión del sistema catódico (refuerzo de acero). Adaptado de (Carmona, et al, 2015a).

La dosificación del hormigón fue la que se muestra en la Tabla 2. Se preparó una mezcla con un 2% de Cl- (añadido al agua de amasado a partir de NaCl) relativos a la masa de cemento para probetas usadas en las aplicaciones de PC o en los tratamientos combinados de (EEC+PC), ver Tabla 2. Una vez que los moldes fueron retirados, las probetas fueron curadas en un ambiente de HR del 95-98% durante 28 días. Las características resistentes del hormigón endurecido fueron las siguientes: Resistencia a compresión 37,8 N/mm2 (AENOR, 2009), porosidad 11,1% (UNE, 2014) y densidad 2,38 T/m3 (UNE EN, 2009).

Tabla 2. Dosificación del hormigón para la preparación de las probetas de ensayo
Material Dosificación
Cemento Portland CEM I 42,5 R 250 kg/m3
Relación agua/cemento 0,65
Árido calizo (tamaño máximo 12 mm) 1890 kg/m3
Superplastificante 2,50 kg/m3
NaCl 3,3% (2% Cl- referido a masa de cemento)

2.3 Detalles experimentales de los ensayos electroquímicos

Todos los ensayos electroquímicos fueron desarrollados utilizando como ánodo una pasta de cemento conductora, obtenida al fraguar una pasta de cemento-grafito mezclando ambos componentes al 50%-50% en masa. La relación agua/sólido de la pasta fue 0,8. La resistividad de la pasta de cemento-grafito fue medida mediante el método de las 4 puntas, rindiendo un valor de 1,5 Ω m (Galao, et al, 2014). A continuación, se practicaron dos ranuras a lo largo del recubrimiento anódico, sin llegar a la superficie del hormigón, para recibir en cada una de ellas una barra de grafito de 2 mm de diámetro para conectarlas al polo positivo de la fuente eléctrica. Estas barras se recubrieron con pasta de grafito-cemento para evitar cualquier contacto entre las mismas y el hormigón.

La medida del potencial de corrosión (Ecorr) y de todos los potenciales de electrodo se realizó utilizando electrodos de referencia de Ag/AgCl. Estos electrodos se alojaron en orificios perforados desde la superficie expuesta de la probeta de hormigón (la que soporta el ánodo de grafito-cemento) hasta la vecindad de la barra de refuerzo. Para este propósito, los orificios se enfundaron con un tubo de plástico y fueron rellenados con una solución acuosa de KOH 0.2 M, a fin de simular las condiciones físico-químicas de la solución intersticial del hormigón.

Dos de las probetas fueron usadas para determinar la eficiencia del proceso de EEC. Se extrajeron testigos de las mismas, y se determinaron sus perfiles de contenido de cloruros, en un caso antes y en otro después de la aplicación de la EEC. Las eficiencias obtenidas al aplicar EEC fueron calculadas como porcentajes de reducción del contenido inicial de cloruros. La obtención del perfil de contenido de cloruros antes y después de los ensayos de EEC permite calcular las eficiencias locales y totales. Los perfiles de Cl- fueron obtenidos siguiendo esencialmente los procedimientos recomendados por RILEM (Vennesland, et al, 2013). Se extrajeron testigos cilíndricos de 95 mm de diámetro y 20 mm de altura (hasta la profundidad de la malla de refuerzo). A partir de estos testigos se obtuvieron muestras de polvo a diferentes profundidades (cada 2 mm) desde la superficie. De esta forma se obtuvieron 10 muestras de polvo de hormigón de cada testigo, permitiendo describir con suficiente detalle el perfil de contenido de Cl-. Los análisis químicos del contenido de cloruros se realizaron mediante valoración potenciométrica (Climent, et al, 1999; Climent, et al, 2004). Todos los valores de contenido de cloruros fueron expresados en este trabajo como % de Cl- relativos a la masa de cemento.

La técnica de EEC fue aplicada galvanostáticamente con una densidad de corriente de 2 A/m2 y una densidad de carga pequeña, solo de 1,5 MC/m2 relativo a la superficie del hormigón (2,6 MC/m2 relativo a la superficie del acero). El electrolito externo en contacto con el ánodo fue agua potable.

La técnica de PC fue aplicada galvanostáticamente con densidades de corriente de 15 mA/m2 (relativo a la superficie del hormigón que es la misma que la del ánodo) en dos probetas, una de ellas previamente tratada con EEC y la otra sin tratamiento previo. El valor de densidad de corriente relativo a la superficie de las barras de acero fue de 25,5 mA/m2 para el tratamiento de PC.

Ambas técnicas, EEC y PC, fueron aplicadas en condiciones de laboratorio (20ºC y HR 60%). Los datos de potenciales fueron registrados utilizando un sistema de adquisición de datos.

La aplicación de PC consistió en 2 fases:

Mientras se aplicaba la técnica de PC, fueron medidos algunos parámetros electroquímicos. Durante los periodos de paso de corriente, el voltaje de alimentación de cada probeta, ΔEfeed, fue obtenido como la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo, y los potenciales individuales tanto anódico como catódico, Ea y Ec respectivamente, fueron medidos frente al electrodo de referencia de Ag/AgCl. Finalmente, a fin de valorar la eficiencia de la PC como condiciones reales de mantenimiento de las condiciones de protección del acero el criterio “100mV de caída” fue utilizado, como se especifica en ISO 1296:2012 (ISO, 2012). Este criterio ha sido ampliamente utilizado para este propósito por diferentes investigadores (Glass, et al, 2001; Liu y Shi, 2012; Dugarte, et al, 2015; Christodoulou, et al, 2010). El método consiste en obtener la caída de potencial (ΔEdecay) que es la diferencia entre el Ec 4h (El valor del Ec 4 horas después del corte de corriente), y el potencial catódico 1s después de cortar la corriente Ec io (denominado habitualmente potencial de “instant-off”). El valor mínimo de esta caída debe ser de 100 mV para una adecuada protección del acero frente a la corrosión.

Una vez finalizado el proceso de aplicación de las técnicas electroquímicas, se extrajeron testigos de todas las probetas ensayadas, y se obtuvieron sus respectivos perfiles de contenido de cloruros. Esto se hizo con el propósito de evaluar el efecto neto de los tratamientos electroquímicos sobre la cantidad de iones Cl- captados por las probetas de hormigón armado durante la exposición continua a un ambiente muy agresivo.

3. Resultados y aplicaciÓn

3.1 Aplicación de la EEC

Dos probetas de hormigón reforzado fueron sometidas a la aplicación de la técnica de EEC antes de empezar la primera fase de aplicación de los tratamientos de PC. Una vez acabado el proceso de EEC con los parámetros establecidos, se obtuvieron los perfiles de contenido de Cl-, correspondientes a los estados antes y después del tratamiento de EEC. Los testigos extraídos estaban situados en la zona central de la superficie de la probeta. Por el diseño de la misma y situación del ánodo y el cátodo, el campo eléctrico aplicado es homogéneo en toda la superficie. Las eficiencias locales, entendidas como porcentajes de Cl- extraídos, están representadas en la Figura 2. La media de Cl- extraídos fue del 51% del contenido inicial, es decir el contenido residual de Cl- en el hormigón después de la EEC fue aproximadamente del 1% referido a la masa de cemento. Esto indica un buen comportamiento del proceso de EEC aplicado a un hormigón de cemento portland utilizando como ánodo una capa de pasta de cemento conductora mediante adición de grafito PCC, para una relativamente baja densidad de carga aplicada, 1,5x106 C/m2 relativo a la superficie del hormigón. Este resultado puede ser comparado con el 41% de eficiencia obtenido para un elemento muy similar de hormigón reforzado, con el mismo contenido inicial de Cl-, sometido a un tratamiento de EEC, usando como ánodo una malla de Ti-RuO2, y pasando una densidad de carga total de 1x106 C/m2 (Pérez, et al, 2010).

Figura 2. Perfiles de contenido de Cl- (eje Y1), correspondientes a los estados antes y después del tratamiento de EEC. En el Y2 se representan las eficiencias locales. Adaptada de (Carmona, et al., 2015a).

3.2 Primera fase de los tratamientos electroquímicos.

En esta sección se describen los resultados de los ensayos llevados a cabo para investigar el comportamiento de los ánodos de PCC durante los tratamientos electroquímicos protectivos en EHA afectados por corrosión de la armadura debido a la contaminación severa con Cl-, siendo estos la PC, y el tratamiento combinado de EEC+PC.

Figura 3. Evolución del ΔE decay durante el tratamiento de PC. A: PC; EA: EEC + PC. Todos ellos sometidos a un proceso de contaminación de Cl- durante 24 semanas. Los tratamientos electroquímicos fueron interrumpidos desde la semana 13 a la 17 Adaptada de (Carmona, et al., 2015a).

Para verificar la efectividad de los tratamientos de PC y de la aplicación combinada de EEC+PC en la protección frente a la corrosión del acero de refuerzo, fue utilizado el criterio de “caída de 100 mV” (ISO, 2012), como se establece en la sección 2,4. La Figura 3 muestra la evolución de los valores del ΔEdecay para los valores de las probetas referidas en la Tabla 1, durante las 24 semanas del experimento. Los valores de ΔEdecay de la probeta A, tratada únicamente con PC, prácticamente nunca alcanzaron el límite de 100 mV. Parece que la aplicación de una densidad de corriente de 15 mA/m2 no fue suficiente para proveer protección al acero en estas condiciones tan agresivas: contenido inicial de Cl- del 2% más la contaminación continua con sal (rociado semanal de la superficie de la capa anódica de PCC). Con respecto a la probeta EA (EEC+PC) las condiciones de protección del acero fueron mantenidas durante 11 semanas debido a la corriente aplicada, a pesar de la contaminación externa con Cl-. La aplicación de PC con una densidad de corriente de 15 mA/m2, relativas a la superficie del hormigón, fue capaz de mantener las condiciones de protección del acero siempre que el contenido inicial de Cl- de la probeta fuese de hasta el 1%.

Por lo tanto, en el caso de que el contenido inicial de Cl- de la probeta fuese de alrededor del 2%, se necesitaría una densidad de corriente mayor para alcanzar las condiciones de protección (Pedeferri, 1996). Estas observaciones corroboran la principal hipótesis de la presente investigación, esto es en casos de EHA con una contaminación alta de Cl- sometida a su vez a un ambiente agresivo de cloruros como en determinados ambiente marinos, sería ventajoso aplicar sucesivamente un tratamiento inicial de EEC para reducir el contenido de Cl-, y entonces mantener las condiciones de protección del acero mediante la ampliación de un tratamiento continuo de PC, sin necesidad de utilizar una densidad de corriente muy alta, que eventualmente puede afectar al buen comportamiento del sistema anódico (Carmona, et al, 2015a). Estos tratamientos combinados, EEC+PC, serían más convenientemente implementados con el uso como ánodos de recubrimientos conductores de PCC, puesto que el mismo ánodo puede servir para el tratamiento inicial de EEC y para el tratamiento posterior de PC.

Tabla 3. Contenido final medio de cloruros (expresados en % de Cl- relativos a la masa de cemento) al final de las 24 semanas de exposición a una carga severa de Cl-
Probeta Contenido inicial de Cl-(% referido masa cemento) Tratamiento electroquímico previo a las 24 semanas de primera fase Tratamiento electroquímico durante las 24 semanas de la primera fase Contenido final medio (*) (% referido masa cemento)
P 0% - - 4,93%
R 2% - - 6,08%
ER 2% ECE - 4,26%
A 2% - PC 5,39%
EA 2% ECE PC 3,41%
(*) El contenido final de Cl- fue calculado como el valor medio de los encontrados en el perfil de contenido de Cl- en la capa de recubrimiento de hormigón (20 mm de espesor).

Al final de la fase 1 todas las probetas de hormigón reforzado habían alcanzado un grado muy alto de contaminación con Cl-, como puede apreciarse en la Tabla 3. Sin embargo, se pueden hacer algunas comparaciones para los diferentes casos. Por ejemplo, que las probetas tratadas con EEC + PC (EA) durante la fase 1, han experimentado menor ingreso de Cl- que la probeta de referencia ER, la cual después de la aplicación de EEC fue mantenida sin tratamiento alguno durante la fase 1. Esto representa una evidencia adicional del “efecto barrera de penetración de cloruros”, mencionado por Pedeferri (Pedeferri, 1996), como uno de los efectos secundarios beneficiosos, puesto que la polaridad del campo eléctrico induce un efecto repelente de los iones negativos, y por lo tanto reduce los cloruros captados por el hormigón en un ambiente agresivo de cloruros como es el ambiente marino.

3.3 Segunda fase de tratamientos electroquímicos

Dado que después de 24 semanas de la fase 1, incluyendo el periodo de interrupción de la corriente entre la semana 13 y 17, el acero de refuerzo en todas las probetas de hormigón había perdido completamente sus condiciones de protección, y quedaba demostrado que la PC de 15 mA/m2 era incapaz de restaurar las condiciones de protección, Figura 3, entonces se dio comienzo a la fase 2. La contaminación de Cl- externa dejó de aplicarse puesto que todas las probetas habían alcanzado un contenido muy alto de Cl-, ver Tabla 3. En estas condiciones, la PC fue aplicada con mayores valores de densidad de corriente. La cuestión fue si era posible recuperar las condiciones de protección del acero aumentando la densidad de corriente hasta un valor apropiado. Al inicio de esta segunda fase, la densidad de corriente fue establecida en 20 mA/m2. Después de 4 semanas aplicándose PC, el valor umbral de 100 mV de ΔEdecay no fue alcanzado, es decir que las condiciones de protección no fueron obtenidas, Figura 4. Tampoco se alcanzó el objetivo en un segundo intento a 25 mA/m2 (Los datos no se muestran en la Figura 4). Finalmente, una tercera etapa de 40 mA/m2 fue llevada a cabo. En este caso, después de 4 semanas, la regla de los 100 mV de ΔEdecay fue conseguida para las probetas EA, A y B.

Figura 4. Evolución del ΔEdecay para la probeta EA (EEC+PC) durante la fase 2 . Primera etapa de 4 semanas donde se aplicaron 20 mA/cm2, y segunda etapa donde se aplicaron 40 mA/cm2.

Además, las condiciones de protección fueron verificadas con medidas de las diferencias en los valores del potencial de despolarización 7 días después del corte de corriente (ISO, 2012), más restrictiva, donde se deben alcanzar valores superiores a los 150 mV de ΔEdecay después de estos 7 días; registrándose un valor de 209 mV para EA.


4. Conclusiones

Los resultados de este trabajo apuntan a que es posible el uso de una pasta conductora de cemento-grafito, recubriendo la superficie del elemento de hormigón reforzado, como ánodo en la aplicación de tratamientos sucesivos de técnicas electroquímicas.

Se ha demostrado que, para estructuras de hormigón armado situadas en ambientes marinos agresivos, la combinación de tratamientos electroquímicos, primero EEC para reducir el contenido de cloruros y a continuación PC para mantener las condiciones de pasivación, es capaz de proveer de condiciones adecuadas de protección a la armadura, siempre que se aplique el valor de densidad de corriente adecuado, de acuerdo con el contenido medio de cloruros presente en la EHA.

5. Agradecimientos

Esta investigación ha sido financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación (código de subvención MAT2009-10866) y por la Generalitat Valenciana (código de subvención PROMETEO/2013/035). También queremos agradecer la financiación recibida de la Agencia Estatal de Investigación Española (código de subvención BIA2016-80982-R) y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (código de subvención BIA2016-80982-R.


6. Referencias

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