La corrosión inducida por cloruros es una de las principales preocupaciones en cuanto a la durabilidad de las estructuras de hormigón armado, especialmente en entornos marinos, zonas costeras y regiones donde se utilizan sales para el deshielo. Los iones cloruro pueden penetrar en el hormigón y llegar finalmente a la superficie del acero de refuerzo. Cuando la concentración de cloruros en la interfaz acero-hormigón alcanza un determinado nivel, la película protectora pasiva de la armadura puede romperse, aumentando así el riesgo de corrosión.

Este nivel crítico se conoce comúnmente como contenido crítico de cloruros, concentración crítica de cloruros o nivel umbral de cloruros. Es un parámetro importante para evaluar la durabilidad del hormigón armado y predecir su vida útil.

Sin embargo, no existe un valor único de contenido crítico de cloruros aplicable a todas las estructuras de hormigón. Las investigaciones han demostrado que los valores umbral críticos de cloruros reportados pueden variar considerablemente en función de los materiales, las condiciones ambientales, los métodos de ensayo y el estado del acero de refuerzo.

Por lo tanto, comprender qué factores influyen en el contenido crítico de cloruros y cómo se mide dicho contenido es importante para el control de calidad del hormigón y la evaluación de su durabilidad.

1. ¿Qué es el contenido crítico de cloruros?

Por lo general, se entiende por contenido crítico de cloruros la concentración de cloruros asociada al inicio de la corrosión del acero de refuerzo embebido en el hormigón.

En condiciones normales de alta alcalinidad, la solución de los poros del hormigón contribuye a mantener una película de óxido pasiva en la superficie del acero de refuerzo. Los iones cloruro pueden interferir con este estado de pasividad. Cuando las condiciones en la superficie del acero se vuelven lo suficientemente agresivas, puede producirse la despasivación e iniciarse la corrosión.

En la literatura científica, el contenido crítico de cloruros puede expresarse de diversas formas, tales como el contenido total de cloruros, el contenido de cloruros libres o la relación entre iones cloruro e iones hidróxido. Una revisión reciente señala que no existe una única expresión universalmente aplicable, ya que la definición adecuada depende del objetivo de la investigación, del sistema de materiales y del método analítico empleado.

Por consiguiente, el término «contenido crítico de cloruros» no debe interpretarse como un valor fijo universal para todo tipo de hormigón.

2. ¿Por qué es importante el contenido de cloruros en el hormigón?

El contenido de cloruros es particularmente importante para el hormigón armado y pretensado, ya que la corrosión inducida por cloruros puede afectar a la durabilidad de la armadura de acero.

Los iones cloruro pueden penetrar en el hormigón desde diversas fuentes, entre ellas:

• Agua de mar y exposición marina

• Sales de deshielo

• Agua de amasado con contenido de cloruros

• Áridos y otras materias primas

• Materiales cementosos

• Aditivos químicos

• Materiales de construcción contaminados

Por consiguiente, la relación entre el contenido de cloruros y la corrosión de la armadura es más compleja que la simple medición de la cantidad total de cloruros en una muestra de hormigón. Diversas revisiones de investigaciones han identificado la fijación de cloruros, la química de la solución de los poros, el pH, las condiciones de exposición y el estado de la superficie del acero como algunos de los factores que influyen en el inicio de la corrosión.

3. ¿Existe un contenido crítico de cloruros universal?

No. Uno de los aspectos más importantes al abordar el contenido crítico de cloruros es que no existe un valor numérico único universalmente aceptado para todos los sistemas de hormigón.

Las investigaciones publicadas han reportado un amplio rango de valores umbral de cloruros. Una revisión exhaustiva sobre el contenido crítico de cloruros reveló que los valores reportados pueden variar en más de dos órdenes de magnitud. Las diferencias en los procedimientos de ensayo y en las condiciones experimentales dificultan la comparación directa entre estudios individuales.

Entre los factores que contribuyen a esta variación se incluyen:

• Tipo de cemento y composición del ligante

• Relación agua/ligante

• Química de la solución de los poros del hormigón

• pH del hormigón

• Capacidad de fijación de cloruros

• Estado superficial del acero de refuerzo

• Temperatura y humedad

• Entorno de exposición

• Esfuerzo mecánico

• Criterios de ensayo y de iniciación de la corrosión

4. Cloruro total frente a cloruro libre

Al tratar el contenido de cloruros en el cemento y el hormigón, es importante distinguir entre cloruro total y cloruro libre.

El cloruro total representa la cantidad global de cloruros presentes en el material analizado, según el procedimiento analítico seleccionado. Puede incluir tanto los cloruros que se encuentran ligados química o físicamente a los productos de hidratación del cemento como aquellos que permanecen disponibles en la solución de los poros.

Por otro lado, el cloruro libre se refiere generalmente a los iones cloruro presentes en la solución de los poros y disponibles para participar en procesos de transporte y reacciones químicas.

Esta distinción es importante porque la fijación de cloruros puede alterar la relación entre el contenido de cloruro medido y el riesgo de corrosión. Investigaciones recientes continúan analizando cómo el cloruro fijado puede adquirir relevancia ante condiciones químicas cambiantes.

Por lo tanto, al comunicar los resultados de las pruebas de cloruros, los laboratorios deben identificar claramente el tipo de cloruro que se mide y el método analítico utilizado.

5. ¿Cómo pueden las pruebas de cloruros contribuir a la evaluación de la durabilidad del hormigón?

Los análisis periódicos de cloruros pueden proporcionar información útil para la inspección de materias primas, el control de calidad del cemento, la evaluación de materiales para hormigón y los estudios de durabilidad.

Para los fabricantes de cemento y los laboratorios de construcción, el análisis de cloruros puede realizarse en diferentes etapas, entre ellas:

Materias primas → Producción de cemento → Cemento acabado → Producción de hormigón → Control de calidad

Un analizador de laboratorio de iones cloruro puede ayudar a determinar el contenido de cloruros y proporcionar datos de ensayo para compararlos con las especificaciones de los materiales o los requisitos del proyecto.

Sin embargo, el ensayo del contenido de cloruros por sí solo no permite predecir directamente cuándo se producirá la corrosión de la armadura. El contenido crítico de cloruros depende del conjunto del sistema material-entorno, y la evaluación de la vida útil suele requerir información adicional, como el transporte de cloruros, las condiciones de exposición, el recubrimiento de hormigón, la humedad, la temperatura y el estado de la armadura. Las investigaciones de RILEM también han puesto de relieve la necesidad de contar con métodos de ensayo fiables y normalizados para determinar los valores umbral de cloruros.

Por esta razón, el análisis de cloruros debe considerarse, ante todo, como un componente importante de una evaluación más amplia de la durabilidad del hormigón.

Conclusión

El contenido crítico de cloruros en el hormigón es un concepto importante para comprender la corrosión del acero de refuerzo inducida por cloruros. Representa un nivel de cloruros asociado a la pérdida de la pasividad del acero y al posible inicio de la corrosión.

Sin embargo, no existe un valor crítico de cloruros único que pueda aplicarse universalmente a todas las estructuras de hormigón. Los valores publicados varían considerablemente debido a diferencias en la composición del cemento, las propiedades del hormigón, la química de la solución de los poros, la fijación de cloruros, el estado del acero, el entorno de exposición y los procedimientos de ensayo.

Por lo tanto, una medición fiable del contenido de cloruros es esencial para el control de calidad del cemento y el hormigón, así como para la investigación sobre la durabilidad del hormigón. Mediante el uso de un analizador adecuado del contenido de iones cloruro en cemento y hormigón, los laboratorios pueden obtener datos de análisis de cloruros que respalden la evaluación de materiales, el control de calidad y las investigaciones relacionadas con la durabilidad.

Al seleccionar un método de ensayo de cloruros, los laboratorios deben tener siempre en cuenta la norma aplicable, el tipo de muestra, la medición requerida y el uso previsto de los resultados del ensayo.