Monitorización y sensorización de parámetros indicadores del progreso de la corrosión en estructuras de hormigón

CONSORCIO DE AGUAS DE ASTURIAS

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GESTIÓN DEL SERVICIO PÚBLICO PARA LA EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO Y CONSERVACIÓN DEL SISTEMA PÚBLICO DE SANEAMIENTO DE LA CUENCA DEL RÍO CAUDAL (EDAR BAIÑA E INSTALACIONES ASOCIADAS). EXPEDIENTE CAA/2019/9

Objetivos

El presente proyecto de investigación tiene como objetivo principal el control de la corrosión en estructuras de hormigón mediante la instalación de varios sensores de monitorización que proporcionan una medida de la velocidad con que está progresando dicho proceso de corrosión. El fin último de esta tecnología es poder anticiparse a los posibles problemas de corrosión que puedan aparecer en el futuro.

Asimismo, para conseguir dicho objetivo será necesaria la consecución de una serie de hitos u objetivos secundarios:

  • Selección del modelo de sonda compatible con el espesor liviano de las vigas prefabricadas. Un tipo de sonda debe quedar embebida por lo que el tamaño debe ajustarse a este requerimiento. A su vez, otro tipo de sonda debe adherirse por la superficie exterior de la viga, procurando no interferir en el proceso.
  • Implantación de los equipos de acuerdo a los procedimientos estipulados: la equipación quedará instalada verificando su correcto funcionamiento y de forma que esté preparada para resistir el largo periodo de monitorización.
  • Labores de mantenimiento durante el periodo de monitorización. Además de atender al registro de los datos, se aprovechará cada visita para realizar una inspección visual del estado de la sonda y en caso de ser necesario, se llevarán a cabo las labores de mantenimiento pertinentes.
  •  Obtención de una base de datos con registros dilatados en el tiempo para poder detectar los efectos (a largo plazo) de la corrosión.

Para monitorizar el comportamiento frente a la corrosión de estructuras de hormigón resulta obligado emplear técnicas no destructivas. Estas técnicas no ofrecen un valor directo de la velocidad de corrosión, pero permiten conocer el valor de la resistencia de polarización, que es inversamente proporcional a la velocidad de corrosión.

Presupuesto

Importe ofertado, a cargo de contrato (IVA no incluido): 15.200,00 €

Presupuesto finalmente ejecutado: 15.200,00€

Sistema y EDAR

Sistema Público de Saneamiento de la Cuenca del Río Caudal (EDAR Baiña e instalaciones asociadas).

Participantes

Acciona Agua

Situación del proyecto

En curso, pendiente de la realización de la última medición.

Resultados obtenidos

Las sondas de monitorización se instalaron en los decantadores A y C (con vigas de hormigón mejorado). A diferencia del decantador A que entró en funcionamiento prácticamente desde la sustitución de sus canaletas prefabricadas (enero-febrero 2017), el decantador C entró en funcionamiento en mayo 2017, por lo que sus canaletas han estado expuestas al agua en periodos intermitentes desde el día de su instalación (enero-febrero 2017) y llenado (abril-mayo 2017). Es por ello que la sonda instalada en el decantador A ha estado la mayor parte del tiempo funcionando sumergida, mientras que la sonda del decantador C ha estado sumergida de manera intermitente.

La monitorización de este proyecto de investigación se planteó como una forma de comparar la eficacia del hormigón mejorado en el decantador C preservando la armadura de la canaleta de la corrosión. Por tanto, los resultados que se consideran válidos, son los tomados a partir de mayo 2017, fecha a partir de la cual ambos decantadores entraron en servicio y se consiguieron condiciones de exposición similares en ambos (funcionamiento en continuo y con un nivel de agua que cubre la sonda).

La toma de datos registrados por las sondas requiere de un equipo especial. Este dispositivo se conecta al cable de la sonda y sólo en ese momento es cuando le transmite corriente. El resto del tiempo se encuentra inoperativo.

Resultados del proceso de corrosión de la fase previa

Tal y como se expuso en el informe parcial de marzo, los datos presentados en esta fase previa son complicados de comparar por las diferencias en la exposición que han tenido ambas sondas. Además, no se consideraron resultados concluyentes por tratarse de una etapa muy temprana del proyecto como para que el fenómeno de la corrosión se manifieste y se detecte de manera estable. En esta etapa inicial, se observó una mejor respuesta a la corrosión estimada de la armadura en la formulación del hormigón mejorado.

Por tanto, objetivo alcanzado.

Resultados del proceso de corrosión de la fase real

En este caso, por decisión de la EDAR, el decantador A ha sido vaciado y se ha mantenido así durante un mes, por lo que la sonda del decantador A no ha estado sumergida todo el tiempo, a diferencia del decantador C. Por ello, las diferencias observadas en las últimas lecturas registradas se achacan esta variación en las condiciones de exposición de la sonda.

Proyecto2

Como ya se comentó en el informe preliminar, los valores que se determinan con estos sensores dependen entre otros, de las condiciones ambientales, las características del hormigón (%humedad), mayor/menor presencia de oxígeno en la matriz o de la temperatura. Es por ello, que el efecto de las variaciones en las condiciones de exposición (las sondas están cubiertas de agua de manera intermitente) afectan a los resultados.

A diferencia de lo que se veía en los resultados preliminares donde parecía que la velocidad del avance del proceso de corrosión de los sensores era menor en el decantador con el hormigón mejorado (decantador C), en los datos recogidos en este último periodo del año, no queda tan claro este hecho. Dichos resultados (Fig.29), muestran una velocidad de corrosión creciente más pronunciada que en el decantador A. En las próximas monitorizaciones se verá si esta tendencia continúa o no.

Los resultados de la velocidad de corrosión obtenidos en el decantador A no muestran grandes diferencias entre los electrodos, mostrando una ligera tendencia al alza posiblemente debido al tiempo que ha estado expuesto al aire en las últimas medidas realizadas, que ha podido acelerar levemente el proceso.

En cuanto a la corrosión estimada de la armadura (Measured Rebar Corr Rate), en ambos casos, el valor de corrosión del refuerzo presenta unos niveles de corrosión de 2-3 órdenes de magnitud menores al de los electrodos, tal y como cabría esperar al estar más alejado de la superficie de exposición. En general, se puede interpretar que el ratio de corrosión estimada de la armadura parece ser menor en el decantador con el hormigón mejorado (decantador C).

A pesar de que las condiciones de exposición de las sondas de ambos decantadores siguen sin ser iguales durante este último periodo de monitorización estudiado, se puede concluir que la corrosión estimada de la armadura parece ser mejor en el decantador con el hormigón mejorado. Estas medidas muestran una gran variabilidad, por lo que las lecturas deberán seguir vigilándose en las próximas monitorizaciones para determinar la idoneidad de los datos recogidos, determinar el correcto funcionamiento de los electrodos y definir la necesidad de adoptar posibles acciones correctivas y/o preventivas.

Imágenes