Soluciones contra la corrosión: En busca de la durabilidad

Gentileza Avenue (CC) https://goo.gl/Ewvybt
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La corrosión y los rayos UV empiezan a agredir la estructura en el mismo momento en que se instala, muchas veces incluso antes que empiecen las operaciones, de modo que es fundamental considerar el revestimiento protector como parte del proyecto de diseño y construcción.

Los sistemas anticorrosivos son de vital importancia a la hora de proteger los metales y el hormigón armado en un proyecto minero.

El mercado busca innovar frente a una menor necesidad de capas y mayor grosor de los revestimientos, lo que apuntaría a mejorar los tiempos de ejecución y, por tanto, la productividad.

Fabiola García S.
Periodista Construcción Minera

Un gran enemigo de la durabilidad en las estructuras presentes en una faena minera es la corrosión. Esta amenaza está principalmente en las áreas húmedas. El mineral se extrae en un área extremadamente árida y se trasporta hasta un área de proceso que es húmeda. Así, la exposición a la corrosión es amplia: desde la planta de proceso hasta la exportación.

Tanto los metales, como el hormigón armado están expuestos a este tipo de ataques electroquímicos que van deteriorando el material y generan su ruptura.

Roberto Rivera, gerente general R&R Belzona, indica que la corrosión y los rayos UV empiezan a agredir la estructura en el mismo momento en que se instala, muchas veces incluso antes que empiecen las operaciones, de modo que es fundamental considerar el revestimiento protector como parte del proyecto de diseño y construcción de las estructuras.

De acuerdo a los expertos, una instalación protegida con el revestimiento adecuado podría asegurar años de trabajo sin fallas por efecto de la corrosión/abrasión y rayos UV; ya sean estén ubicadas bajo inmersión, en la rompiente de las olas o fuera a pocos metros del mar.

Sin embargo, una pintura anticorrosiva que no cumpla con las necesidades específicas requeridas, podría retardar los efectos, pero finalmente permitir la acción de la corrosión a los pocos meses.

Para Rodrigo Reyes, profesor de innovación en construcción del Magíster en Construcción Civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile y directivo de Corromin, los tiempos actuales exigen mayor conciencia en el mandante minero de evitar pérdidas (pensamiento LEAN Construction) con proyectos más rentables y sustentables, diseñando las estructuras por desempeño de durabilidad desde la ingeniería y hasta su materialización. En este sentido, los edificios que albergan las zonas de proceso están en un ambiente agresivo de alta demanda corrosiva, por lo que todos los elementos que están vulnerables, ya sea el acero o el hormigón armado se deben proteger.

Luis Senigaglia, gerente de cuentas claves de minería para Sudamérica de International Paint, división de AkzoNobel, indica que lo que se busca es aislar al acero del electrolito, el agua y la sal incluida. “Tratamos de provocar un efecto barrera o sea separar lo más posible. Ponemos más espesor y obtenemos mejor resistencia a la corrosión. Generalmente son combinaciones de resinas epoxis, poliuretanos y a veces productos que contienen zinc o fibra de vidrio combinados o solos, que refuerzan la impermeabilidad”, explica Senigaglia.

“El acero se pinta y mientras más demanda corrosiva las capas tienen que ser de mayor espesor y con más tecnología, mayor resistencia química, más impermeables”, especifica Reyes.

Mientras que el hormigón, con un buen diseño desde el principio en la ingeniería –sin necesariamente incurrir en mayores costos–, podría durar más de 100 años sin problemas, añade el experto.

Según Rivera, lo principal es comprender las necesidades de la aplicación, para poder seleccionar el producto adecuado. Esto implica, por ejemplo, a qué materiales está expuesta la estructura, si está en interior o intemperie, cuáles son las temperaturas de trabajo a las que será sometida, si está expuesta a ataque de agentes químicos, cuáles y en qué concentraciones, si estará bajo inmersión o no, etcétera. En el caso del agua de mar, si está sumergida, en la rompiente o solo brisa marina, entre otros lugares. Y el otro factor importante son las condiciones disponibles para realizar la aplicación del producto, ya que se debe realizar la correspondiente preparación de la superficie para asegurar un buen desempeño del producto.

“Hoy existen productos innovadores que pueden ser aplicados bajo el agua con poca preparación de superficie, que pueden fraguar sumergidos y que responden a estándares realmente elevados”, grafica Rivera.

“La innovación es fundamental, pues permite mayor productividad y bajar los costos, por lo tanto no nos podemos quedar solamente con las soluciones del pasado con una bonanza en la que estaba la minería. Hoy día existe una necesidad de utilizar más tecnología”, dice Reyes.

Tecnología que mejora la logística del proyecto y la contaminación entre capa y capa.

A continuación algunas innovaciones en el mercado para evitar la corrosión. Instalaciones mineras con durabilidad.

 Revestimiento en una sola capa Interzone 954
Tendencias 1
Interzone 954 es un revestimiento para la protección y mantenimiento de estructuras que operan en los entornos más severos. Su combinación de propiedades haría posible un desempeño de largo plazo en entornos con un alto potencial de daño mecánico, ataque químico, corrosión atmosférica y condiciones de inmersión. Este producto consiste en un epoxy de alto contenido de sólidos, alto espesor de película (en una única capa normalmente, 500μm/20 mils) y resistente a la abrasión. Esto, sumado a su tolerancia a distintos sustratos y la rápida resistencia en contacto con agua, permitiría, según su proveedor, disminuir el impacto del proceso de pintado y lograr un rápido regreso al servicio, por lo que se reduciría en gran medida el tiempo de inactividad y los costos de mano de obra, a diferencia de los sistemas epoxy tradicionales de dos capas.
Su combinación de propiedades respondería a los desafíos de la protección y mantenimiento de estructuras en entornos severos:

– Alta tolerancia a distintas superficies, que permitiría su aplicación sobre sustratos hidrochorreados (HB2), incluso si aún están ligeramente húmedas, y superficies de acero para uso atmosférico preparadas de forma manual con herramienta mecánica (St3). Esto ahorraría tiempo y dinero en la preparación de la superficie

– Rápida resistencia al oleaje apenas 30 minutos después de su aplicación (a 20ºC/70ºF), por lo que se recomienda para tareas de mantenimiento en zonas de salpicadura o estructuras

– Alta resistencia al impacto y a la abrasión; previene así la corrosión causada por el daño mecánico pues aseguraría una barrera protectora intacta

– Resistencia completa a la inmersión en químicos agresivos como hidróxido de sodio 50% y sulfato de cobre 5%; buena resistencia general a salpicaduras y derrames de una variedad aun mayor de sustancias químicas, como ácido sulfúrico, propanol, gasolina e hidróxido de sodio.

Capa monolítica de polyurea Envirolastic®
Tendencias 2
Envirolastic® Polyurea, es un revestimiento que protegería contra el óxido y la corrosión. Este polímero sirve de protección para las superficies como concreto, metales (acero, aluminio, etc.), madera, geotextiles y similares. Protegería contra la corrosión y/o abrasión en ambientes industriales e instalaciones comerciales expuestos a altos niveles de exigencias climáticas, químicas y medio ambientales.
Estos recubrimientos poseerían una alta elongación y dureza, no serían dañinos para el medio ambiente pues no contendrían VOCs y tendrían una alta resistencia al impacto, señala su promotor. Debido a su adherencia a múltiples sustratos, permitiría una unión segura y permanente con la superficie, disminuyendo los efectos de la oxidación y humedad, protegiéndola del desgaste.

Su promotor destaca que sería 100% impermeable, ya que se aplica en una capa monolítica, sin uniones; sería extremadamente flexible (puede estirarse hasta 500% sin deformarse y volver a su posición normal) y resistente a impactos; evitaría filtraciones y resiste sin agrietarse los cambios de temperatura extremos que suelen afectar a los materiales en ambientes desérticos o en altura.

Algunos de sus usos son en: celdas de flotación, espesadores, filtros, torres de enfriamiento y lining de equipos.

Revestimientos bajo el agua
Tendencias 3
Los productos poliméricos de Belzona ofrecen soluciones para la industria minera. Existen diversos revestimientos para satisfacer las necesidades específicas de distintos equipos y estructuras, entre ellos destacan:
Belzona 1831: Sistema en forma de pasta de dos componentes, diseñado para la recuperación de estructuras mojadas, aceitosas o inmersas en agua. Protegería contra la corrosión, abrasión, agua salina y podría fraguar bajo inmersión. Su aplicación podría ser con escasa preparación de superficie.
Belzona 5831: Sistema de revestimiento diseñado para la protección contra la corrosión de superficies metálicas y no metálicas que operan bajo inmersión en contacto con soluciones acuosas. Sirve en estructuras expuestas a marea y oleaje. Este sistema permitiría ser aplicado con brocha en superficies húmedas e incluso bajo el agua. Se puede aplicar con escasa preparación de superficie.

Belzona 5811: Revestimiento de barrera de alto rendimiento y versátil. Se aplica con brocha o spray, protegería superficies metálicas y no metálicas, contra la corrosión, agua salina y ataque químico no severo, que operan bajo inmersión o en contacto con soluciones acuosas.

Belzona 5821: Producto diseñado como una evolución del Belzona 5811, pero que contiene un agregado de óxido de aluminio para otorgar un 50% de mayor resistencia a la abrasión, manteniendo las propiedades anteriores.

Diseño de hormigón armado autocicatrizante con catalizadores cristalinos
Tendencias 4
La protección de la corrosión se suele aplicar al acero estructural, típicamente dejando en un segundo plano la protección del hormigón y olvidando muchas veces que este contiene una armadura en su interior que se debe proteger.
Por otro lado, los diseños tradicionales de hormigón armado en ambientes de alta demanda corrosiva implican utilizar una razón agua/cemento baja, por ende, una alta dosis de cemento que genera fisuración por el aumento del calor de hidratación, quedando expuesto a las patologías asociadas al ambiente minero: corrosión de ambiente costero, corrosión por agua de mar en el proceso, sulfatos, ciclo hielo-deshielo, altos gradientes térmicos, fuertes vientos, vibración operacional, demanda sísmica, etc.

En este sentido, es necesario diseñar un hormigón armado con capacidad de autocicatrizar fisuras, incluso ante presión de agua y otras solicitaciones en ambiente agresivo durante su vida útil, explica Reyes.

Este diseño se consigue con una mínima estructura de poros de la masa en base a materias primas que densifiquen al hormigón como el nanocristalizador sintético alumosilicato tipo Centrilit NC o una microsílice líquida tipo Centrilit Fume S, además de generar una estructura en base a cristalización de capilares, poros y fisuras.

La capacidad de autocicatrización de fisuras, de hasta 0,4 mm de espesor se consigue mediante la inclusión de un catalizador cristalino tipo Xypex Admix C500 NF en la mezcla o, en el caso de que el hormigón ya esté endurecido y se requiera reparar, se puede aplicar como pintura tipo Xypex Concentrado.

Este aditivo impermeabilizante rellena los espacios vacíos, la red de capilares y fisuras como las que se originan por el proceso de contracción de las partículas cementantes alrededor de los agregados. 

Recubrimientos industriales Jet®
Tendencias 5
Los sistemas para ambientes mineros de Jet presentarían propiedades de resistencias química, a la abrasión, a altas temperaturas, con ventajas de aplicación y rendimiento para las condiciones de operación a las que estarán expuestos.
Están diseñados para este tipo de ambiente específico donde el uso de sustancias corrosivas –ácido sulfúrico, amoniaco y carbonato de amonio–, producen otros compuestos –sales y sulfuros– que generarían el deterioro de los sustratos metálicos o de las superficies de hormigón y favorecerían su corrosión.
Entre sus productos está Jet 70 MP, un epóxico multipropósito (base y acabado) para ambientes industriales y marinos que protege contra la corrosión. Es aplicable directamente sobre el metal, contiene 72% de sólidos por volumen lo que entregaría un espesor de película seca entre 4 y 6 mils por capa, no contendría pigmentos a base de plomo ni estaño, mientras que también tendría una gran resistencia química a la inmersión en agua y al medio ambiente. Entre sus usos está la protección de acero estructural y tuberías; interior de tanques que contengan soluciones alcalinas, petróleo, combustibles, agua de desecho y ciertos productos químicos; e imprimante sobre galvanizado, madera y concreto. Requiere de una a dos capas (200-500 micrones) y su rendimiento teórico es de 26,8 m2/gal a 4 mils de espesor seco.

En términos generales la línea industrial de Jet posee:

– Pinturas ricas en zinc.
– Anticorrosivos epóxicos.
– Esmaltes epóxicos.
– Epóxicos multipropósito.
– Coaltares.
– Poliuretanos.
– Recubrimientos Tank lining.
– Recubrimientos para alta temperatura.

Estructuras en general, cintas transportadoras, plataformas y pilotes

Número de capas Producto EPS por capa (mils) Rendimiento teórico (m2/gal)
1 Jet Zinc Primer 910 3,0 22,4
1 Jet Pox 2000 GFK 15,0 8,2

Plantas EW-SX, contención secundaria

Número de capas Producto EPS por capa (mils) Rendimiento teórico (m2/gal)
2 Jet Novolak HCR 8,0 14,9

 

Chimeneas, ductos, bag houses

Número de capas Producto EPS por capa (mils) Rendimiento teórico (m2/gal)
2 Jet Novolak Hi Temp 8,0 14,9

Post Author: Fabiola Garcia Sanders