facultad de ingeniería-corrosion1 terminado

8/19/2019 Facultad de Ingeniería-corrosion1 Terminado

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LA CORROSION DEL ACERO EN EL MUELLE DE HUANCHACO Y SU POSIBLECOLAPSO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADEMICA DE INGENIERÍA CIVIL

______________________________________________________

TEMA:

“LA CORROSION DEL ACERO EN EL MUELLE DE HUANCHACO YSU POSIBLE COLAPSO.”

AUTORES:

ABANTO RIOS, CESAR

CENTENO RIOS, GERALDINE

CRUZADO MARQUINA, CHRISTOPHER

MINCHOLA ORBE, JOHNNY

ASESOR:

MG. ALEX DIAZ DIAZ

Trujillo - Perú

2015

I. INTRODUCCIÓN


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La degradación de las estructuras de concreto-metal, o ferro es un

enómeno muy común en las zonas costeras. La presencia de sales, aire

y altas concentraciones de humedad propician condiciones para que el

acero, ferro u otro material común de reuerzo en estructuras de

concreto, experimente cambios, dando lugar al enómeno de corrosión.

ebido a la ba!a resistencia a la tensión del concreto, el acero de

reuerzo es un material que se incluye en orma de barras o "arillas que,

durante el raguado, se anclan internamente en el concreto #s$, la

combinación concreto metal adquiere una mayor resistencia a la

tensión, incrementando la di"ersidad de aplicaciones del concreto en

estructuras.

%n este traba!o permitir& poder apreciar con claridad la orma en que

estas estructuras a ambientes agresi"os, como es el caso de los puertos

mar$timos, conducen a estados de corrosión cuyo eecto puede tener

cierto grado de se"eridad. La corrosión, disminuye no sólo las

propiedades del acero, sino la capacidad estructural del concreto.

ebido a los productos qu$micos de la corrosión sobre la superfcie de la

"arilla de acero de reuerzo, se reduce el ancla!e entre "arilla y concreto,

perdi&ndose gran parte de la capacidad estructural de la combinación

concreto-"arilla. #dem's, por su mayor "olumen y su condición de

confnamiento, estos productos generan presiones internas capaces de

romper el concreto, produciendo racturas, grietas, de laminaciones y

otros deectos que merman la capacidad de soporte mec'nico de la

estructura. ebido a ello nace la interrogante(

)%l ingeniero ci"il al construir el muelle de huanchaco siguió las normas

y est'ndares para poder hacer una buena construcción met'lica*

+ea cual sea la respuesta a esta interrogante, podemos decir que de

alguna manera el ingeniero a cargo actuó bien &ticamente durante la


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construcción del muelle.

II. REALIDAD PROBLEMÁTICA

uanchaco es un tradicional balneario, que posee lugares

muy atracti"os, el cual los turistas lo "isitan y lo disrutan.

#dem's est' entre los primeros lugares tur$sticos m's

"isitados

omo principales atracciones tenemos el muelle que

diariamente recibe cientos de "isitas, aparte que es

imposible de!ar "i"ir una experiencia muy cercana al mar

pero como tambi&n no menos importante es su iglesia.

III. OJETIVOS

III.1. Objetivo Gene!"#

#nalizar la corrosión del acero en el muelle de

huanchaco y su posible colapso.

III.$. Objetivo% E%&e'()'o%#

acer una "isita personalizada al muelle de

uanchaco y obser"ar el estado de su

estructura. #nalizar, %xperimentar y eterminar la

resistencia del acero con un estado de

corrosión y un estado normal, mediante 'nodo

de sacrifcio /agua del mar0.


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eterminar en qu& estado de conser"ación se

encuentra el muelle de uanchaco.

IV. *IPOTESIS

1uestra posible solución o hipótesis que se busco ue que

hay que concientizar tanto a la población como sus

autoridades para un mantenimiento inmediato ya que el

muelle en cualquier momento podr$a colapsar por causa de

la corrosión.

V. MARCO TEORICO

%stas estructuras, ambientes agresi"os, como es el caso de los

puertos mar$timos, conducen a estados de corrosión cuyo eecto

puede tener cierto grado de se"eridad. La corrosión, disminuye no

sólo las propiedades del acero, sino la capacidad estructural del

concreto. ebido a los productos qu$micos de la corrosión sobre la

superfcie de la "arilla de acero de reuerzo, se reduce el ancla!e

entre "arilla y concreto, perdi&ndose gran parte de la capacidad

estructural de la combinación concreto-"arilla. #dem's, por su mayor

"olumen y su condición de confnamiento, estos productos generan

presiones internas capaces de romper el concreto, produciendo

racturas, grietas, de laminaciones y otros deectos que merman la

capacidad de soporte mec'nico de la estructura.


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%stos eectos pueden agra"arse si la estructura es su!eta a

operaciones intensas o condiciones de traba!o extraordinarias, as$

como a la alta de efcacia de las labores de mantenimiento,

conser"ación o reparación en este caso es del muelle de huanchaco

el cual "emos que presenta estos cambios y es muy lamentable no

hacer nada ya que puede colapsar en cualquier momento.

V.1. S+ Ce!'i,n

%l 23 de 4ulio de 5365, es construido por la #gencia de on

4os& +'a7ia. el muelle de ferro de 583 metros. %n 5369 don

:$ctor larco errera construyó una l$nea &rrea de 22 ;m.

para embarcar productos azucareros. %n 5682, ue comprado

por &ste último, aument'ndole oledo /5?@8 A

5?980 la población de Bansiche ue trasladada en gran

número a esta caleta.

V.$. S+ A-+ite't+!

%n cuanto a su arquitectura, la composición espacial y ormal

del muelle de uanchaco, est' generada por una plataorma

que se inicia desde una peque=a plaza ubicada en la orilla de

la playa, se interna homog&neamente hacia el interior del

mar, rematando en su parte fnal con un espacio ormado


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por dos glorietas. +u orma lineal "ar$a por la inclusión de

una plataorma, adosada a su extremo derecho, al costado

de las glorietas y dispuesta en un ni"el m's ba!o para el 'cil

acceso de los pescadores que suelen realizar sus

tradicionales aenas en el lugar.

V.. S+% U%o%

%n la actualidad es uno de los lugares m's "isitados por los

turistas de di"ersas partes del mundo que llegan al balneario

de uanchaco.

#ctualmente es utilizado para la pesca deporti"a y como

parador tur$stico, desde donde puede apreciarse como

surcan las olas del mar los amosos Caballitos de >otoraC.

ependiendo de las echas c$"icas el muelle de uanchaco

tiene una dierente decoración, siempre manteniendo su

esencia arquitectónica es imperdonable ir a uanchaco sin

"isitar su muelle, tambi&n encontramos algunas bancas paraque puedan entablar una con"ersación, sintiendo esa

adrenalina uerte de los golpes del mar, tiene una "ista

panor'mica donde nos permite obser"ar algunas di"ersas

maniobras que realizan los usuarios de los caballitos de

totora, un peque=o contacto entre el mar y nuestro ser nos

exige realizar pescas para aprender una acti"idad

tradicional.

V./. S+ Ubi'!'i,n


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+e ubica 5D Em. #l noroeste de la ciudad de >ru!illo. %ste

antiguo pueblo de pescadores ha conser"ado el uso

ancestral de los llamados Fcaballitos de totoraG, que ueronusados por los Boche y los himú. Hue tanta su importancia

que aparece representado en la cer'mica y las paredes de

han han.

CORROSIÓN

De)ni'i,n:

+e defne como el deterioro de un material a consecuencia de

un electroqu$mico por su entorno. e manera m's general, puede

entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a

buscar su orma m's estable o de menor energ$a interna. +iempre que la

corrosión est& originada por una reacción electroqu$mica /oxidación0.

Coo%i,n 0e A'eo%#

Llamamos corrosión a la oxidación espont'nea de los metales. +e debe a

un ataque destructi"o del medio ambiente, a tra"&s de reaccionesqu$micas o electroqu$micas. %n la corrosión electroqu$mica los 'tomos

del metal son oxidados de!ando la red del metal como iones, creando un

exceso de electrones en la superfcie del metal. %stos electrones pueden

ser transeridos a una especie acti"a en el electrolito produci&ndose la

reacción de reducción. La reacción de corrosión por c'todos, se reduzca


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alguna sustancia del medio ambiente en contacto con el material

met'lico. Las 'reas donde ocurre la reacción catódica /de reducción0 se

denominan c'todos.

%n el caso del acero, la reacción anónida que tiene lugar es(

Fe Fe2 + e

-

onsecuentemente, una reacción catódica tiene que tener lugar para

iniciar y mantener la corrosión met'lica.

n e!emplo de reacción catódica es la reducción de protones.

2H+ + 2e H2

La reacción de corrosión total ser' la suma de ambas reacciones.

Fe + 2H+Fe

2+ + H2

>anto la reacción anódica como catódica dan lugar a corrientes llamadas

anódicas y catódicas respecti"amente y la corriente total suma de

ambos procesos es proporcional a la "elocidad de corrosión.

n esquema del proceso ser$a(


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Termodinámica de la corrosión:

Jara que un metal sura corrosión, un requisito indispensable es que la

termodin'mica diga que dicha reacción es a"orable, es decir

∆G=−nFE


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Jor tanto, que la termodin'mica nos diga que la corrosión es a"orable

es imprescindible, pero no sufciente. e hecho, desde un punto de

"ista termodin'mico, no podr$amos explicar que, por e!emplo, quedara

algo de cobre en el mundo. %l aspecto importante que queda por

considerar es la cin&tica del proceso.

Cinti'! 0e "! 'oo%i,n#

omo en cualquier proceso electroqu$mico, la "elocidad de corrosión

"iene dada por la corriente. +in embargo, muchas "eces nos reerimos a

la "elocidad de corrosión en unidades de masa por unidad de 'rea por

unidad de tiempo. Jara dar una idea, una corriente de corrosión de

8 μAcm−2

en el acero, equi"ale a $2 34 035$0(!51. %s 'cil la

intercon"ersión si se conoce la densidad del material.

#hora "amos a defnir el llamado potencial de corrosión. Jara hacerlo,

debemos darnos cuenta de que la ddp entre los puntos anódico y

catódico puede ser "irtualmente cero.


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#s$ el "olta!e de la celda es cero, pero el metal puede adquirido un

potencial que se podr$a medir rente a un electrodo de reerencia

externo. %ste es el potencial que se conoce como potencial de corrosión.

%n cuanto a la corriente de corrosión, estar' limitada por el paso m's

lento de toda la secuencia de etapas que tienen lugar. Las posibilidades

son(

- La transerencia electrónica en el 'nodo.

- %l transporte de especies a tra"&s del electrolito.

- La transerencia electrónica en el c'todo.

%n el caso de la corrosión, el 'rea disponible es undamental. ay que

entender que la corriente neta es cero. Jero se defne la corriente de

corrosión como la corriente cuando se alcanza un estado estacionario.

La ecuación que relaciona la corriente el&ctrica con cambios en el

potencial del metal causados por una uente externa es la ecuación de

Kutler-:olmer cuya orma matem'tica es(

onde


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Mconstante de los gases

>Mtemperatura

nMnúmero de electrones en el proceso anódico

nNMnúmero de electrones en el proceso catódico

HMconstante de Haraday

iMdensidad de corriente de corrosión

O y PMcoeicientes de transerencia

QMsobre potencial.

%l t&rmino corresponde a la corriente catódica y elt&rmino

Jara la corriente anódica.

C6"'+"o 0e ve"o'i0!0 0e 'oo%i,n#

a0 B&todo gra"im&trico(

Jara determinar la "elocidad de corrosión por este m&todo hay

que someter al material en estudio a un ataque del agente

corrosi"o durante un periodo de tiempo bastante largo. na "ez

fnalizado el ataque se determina el cambio de peso que el

material experimenta con el fn de obtener la "elocidad de

corrosión en m.d.d. es decir miligramos de material perdido por

d$a transcurrido y dm2 de 'rea de material expuesto.

b0 B&todo de las pendientes de >ael(

%ste m&todo emplea potenciales superiores a R528 y -52 m: del

potencial a circuito abierto. La ecuación de K-: para sobre

potenciales altos supone el despreciar una si el QS528m:


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C"!%i)'!'i,n 0e "! 'oo%i,n#

La corrosión se puede desarrollar según el medio que

se desarrolla(

Se47n "! 8o3!.5

uando se requiere e"aluar los da=os producidos por la corrosión

resulta muy con"eniente la clasifcación según la orma(

orrosión uniorme( %l ataque se extiende en orma

homog&nea sobre toda la superfcie met'lica y la penetración

media es igual en todos los puntos. %sta es la orma m's

benigna de corrosión pues permite calcular 'cilmente la "ida

útil de los materiales corro$dos.

orrosión localizada(

• Corrosión en placas: Incluye los casos intermedios entre

corrosión uniforme y corrosión localizada. El ataque se

extiende más en algunas zonas, pero se presenta aún como

un ataque general.


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• Corrosión por picado: Durante el picado, el ataque se

localiza en puntos aislados de supercies metálicas

pasi!as, propagándose "acia el interior del metal en forma

de canales cil#ndricos. Este tipo de ataque, as# como el

intergranular y el surante, son las formas más peligrosas

$a%o las cuales se puede presentar la corrosión.

• Corrosión intergranular: &e presenta como una fran%a

estrec"a de ataque que se propaga a lo largo de los l#mites

de grano.

• Corrosión surante: &e conoce como corrosión $a%o

tensiones. &e presenta cuando un metal está sometido

simultáneamente a la acción de un medio corrosi!o y de

tensiones mecánicas de tracción. &e forman suras que

pueden ser intergranulares y que se propagan "acia el

interior del metal, se puede llegar "asta la fractura del

metal. 'a !elocidad de propagación oscila en general entre

( y () mm*"ora.

Se47n e" 3e0io.5

orrosión qu$mica( Ka!o esta denominación se estudian

aquellos casos en que el metal reacciona con un medio no

iónico /por e!emplo oxidación en aire a altas temperaturas0.

+upongamos que exponemos una superfcie met'lica limpia a

la acción del ox$geno ormando óxidos. Jor e!emplo una piezade He /metal que presenta m's de una "alencia0 calentada al

aire seco, por encima de ?88T se oxida a apreciable "elocidad

ormando una pel$cula con la siguiente estructura(


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+i el grado de corrosión se expresa como aumento de peso /por

el óxido ormado0 por unidad de 'rea, se obser"a que la

corrosión se propaga en orma lineal con el tiempo.

orrosión electroqu$mica( # temperatura ambiente la orma de

corrosión m's recuente y m's seria es de $ndole

electroqu$mica, este tipo de corrosión implica un transporte de

electricidad a tra"&s de un electrolito. %n los procesos de

corrosión electroqu$mica circulan, sobre el material expuesto a

corrosión, corrientes el&ctricas.

VI. METODOS 9 TECNICAS

Jara nuestro proyecto utilizaremos el m&todo gra"itacional para

poder calcular la "elocidad de la corrosión, con este m&todo se

determina la "elocidad global o promedio a partir de la p&rdida de

peso experimentada por ob!etos met'licos /"arillas de ferro


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AGUA DE

MAR*UANC*ACO

BALDE PINTURA

BALAN?A ELECTRONICA

Procedimiento experimental:

+e consigue dos "arillas deferro


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+e procede a pintar una de las

"arillas de ferro.

Jesamos las "arillas de ferro

en la balanza electrónica y

anotamos su peso/D?2gr0 na "ez listo procedimos a

sumergir las "arillas en el

balde con agua del mar

/huanchaco0 y se de!a ah$

hasta un tiempo determinado

/? semanas0 pero se tiene que

cambiar el agua

continuamente.

na "ez ya sumergido las

"arillas de!amos al ambiente


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por un periodo de ? d$as.

#l cabo de ? d$as procedimos a

cambiar de agua ya que

necesitamos que se produzca

cambios $sicos en las "arillas

/oxido, deterioro0

ontinuamente se iba a

cambiando el agua hasta el d$a en

que necesit'bamos las "arillas

/?semanas0

#l fnalizar se procese a pesar

de nue"o y "erifcar que

cantidad de peso se pierde y

de ah$ sacar conclusiones.


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VIII. DISCUSION DE RESULTADOS


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+egún los resultados obtenidos durante ? semanas con el experimento

nos acercamos con la inormación que se busco acerca de corrosión el

cual ue el siguiente(

• uando se ue a cambiar el agua a los ? d$as, dimos con la

sorpresa que ya hab$a oxidación pero no en las dos "arillas,

solamente en la que no ten$a pintura.• +e procedió a cambiar el agua continuamente el cual ya se

notaba la oxidación en la semana <• %n las 2 últimas semanas la corrosión de la "arilla sin pintar se iba

notando mas, pero la que estaba protegida solo era apenas• %l peso de cada "arilla es dierente.

%s por que al concluir nos damos cuenta que el enómeno de la corrosión

es totalmente impresionante por los deterioros que hace en los metales

en este caso estamos hablando de su deterioro de peso.

I;. CONCLUSIONES

se hizo la "isita correctamente al muelle de huanchaco y se

obser"ó el estado en que se encontraba la estructura del muelle.se recaudó inormación acerca del muelle de huanchaco el cual

ue brindado por la municipalidad de la zona /huanchaco0 como

tambi&n se recaudó inormación de internet y re"istas.según los resultados que obtu"imos en el experimento se dio una

aproximación como se encuentra el muelle de

huanchaco/ estructura0en conclusión acerca de las soluciones podemos decir que se

necesita dise=ar nue"a estructura, y buscar una pintura muy

resistente a la corrosión y "erifcar o poniendo a prueba.

;. RECOMENDACIONES


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%l problema m's común con la utilización de acero en un entorno marino es su

susceptibilidad a la corrosión. Jor lo tanto, para una utilización m's eecti"a de

acero es necesario poseer algunos conocimientos de los enómenos de

corrosión y sobre los m&todos existentes de protección contra los mismos.

#s$ mismo >ambi&n debemos tener en cuenta esto(

• tilice acero inoxidable en lugar de acero normal.

• ecubra el acero normal con pinturas anticorrosi"as.

• Jinte el acero normal con pinturas especiales. utilizando pinturas

resistentes al agua. #l pintar el acero, se deber'n tener en cuenta los

siguientes puntos(• Las pinturas caseras normales no son adecuadas para el

entorno marino debido a que, en"e!ecen con mucha rapidezcuando est'n expuestas a los rayos del sol.

;I. ANE;OS


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%l muelle de uanchaco, en >ru!illo, es un atracti"o tur$stico

muy "isitado. Jero el paso del tiempo ha causado que la

enorme estructura de acero y madera est& a punto de

desplomarse.


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%n esta imagen y en las siguientes, mostramos al detalle la situación departe del muelle y sus da=os

%n las estructuras sumergidas hay un desgaste mayor de lo normal,según un inorme de la propia comuna de uanchaco.


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La corrosión es "isible.

Los da=os restan consistencia a la estructura.


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28/31


las "arillas de ferro


29/31


olocando las "arillas de ferro en

el balde

ambiando de agua a las "arillas de

ferro


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ambiando de agua a la tercera semana

Jeso de la "arilla sin pintura


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Jeso de la "arilla con pintura despu&s de ? semanas

Jesando las "arillas de ferro con corrosión despu&s de ? semanas

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