Durabilidad de los perfiles de acero galvanizado en el Steel Framing

perfiles

El acero es un material que posee una excelente relación resistencia mecánica / masa, pero como contrapartida requiere de una protección adecuada contra la corrosión para poder asegurar una vida útil compatible con la mayoría de los posibles destinos de la construcción.

El proceso de galvanizado por inmersión en caliente brinda esta protección en forma segura, sencilla y económica. Básicamente, el galvanizado es un proceso por el cual el acero es revestido con una capa de zinc puro que, actuando por sacrificio, protege al acero contra la corrosión.

Los diferentes tipos de galvanizado por inmersión en caliente se establecen en diferentes normas internacionales tales como la ASTM C653 y la norma argentina IRAM IAS U-500-43. En esta última, se establecen los diferentes recubrimientos que se identifican con la letra Z seguida de un número que indica la cantidad de gramos de zinc depositados en ambas caras. Estos recubrimientos van desde el Z 100 hasta el Z 600 y se determinan mediante un procedimiento indicado en la norma denominado “ensayo triple”.

En la norma ASTM, la masa del recubrimiento se expresa con la letra G seguida de un número que indica dicha masa expresada en libras por pie cuadrado.

Así, un recubrimiento Z275 de la Norma IRAM, equivale a un G90 de la ASTM y un Z180 a un G60.

La Norma IRAM IAS U 500-205 que establece las características de los perfiles para Steel Framing, indica las características que debe cumplir el recubrimiento galvanizado de perfiles estructurales para edificios, estableciendo un recubrimiento mínimo Z 275, es decir de 275 gr/m2 en ambas caras, equivalente a 20 micrones promedio por cara.

 

Protección a la corrosión

El galvanizado es un recubrimiento que protege al acero contra la corrosión actuando por sacrificio. Para explicar mejor este concepto veamos un corte esquemático de una chapa de acero galvanizado.

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Durante el proceso de galvanización la chapa de acero queda recubierta por una capa de zinc superficial, vinculada al acero base por una capa de aleación intermetálica hierro-zinc que provee la adherencia necesaria al zinc respecto del acero base.

El zinc es un metal que por su ubicación dentro de la tabla periódica de los elementos respecto del hierro, resulta más electronegativo que éste. Es por ello que cuando el hierro y en zinc están en contacto íntimo en presencia de un electrolito, el zinc se oxida primero protegiendo al hierro de la corrosión, de esto deriva el nombre de “protección por sacrificio”. Esta protección dura mientras exista zinc, cuando éste se consume o sacrifica por completo se inicia la corrosión del hierro.

Este proceso requiere de la circulación de electrones entre ánodo (electronegativo) y cátodo (electropositivo). Esta corriente eléctrica se establece a través de un electrolito, que puede ser el suelo con determinado grado de humedad, agua, etc.

Es por esto que la durabilidad del acero galvanizado en atmósferas secas es muy superior a la misma cuando el producto se encuentra en una atmósfera húmeda.

En el caso de la chapa galvanizada, mientras exista zinc en el recubrimiento, existe protección al acero, y esto hace que un recubrimiento Z275 (275 gr/m2) provea una durabilidad superior a uno Z180 (180 gr/m2). La protección galvánica se hace extensiva al borde de la chapa. En el caso de perfiles estructurales galvanizados, los mismos se fabrican a partir de un fleje o banda de chapa galvanizada que es cortada a un ancho determinado, dejando al acero base expuesto en los bordes.

El efecto de protección galvánica de sacrificio del zinc, hace que mientras éste exista, no se produzca corrosión del acero expuesto. Este fenómeno de protección de borde depende del espesor del zinc del recubrimiento (mayor espesor = mayor protección), del espesor de la chapa de acero (menor espesor = mayor protección). La siguiente figura muestra cómo se comporta el galvanizado ante una fisura o rayadura que llega hasta el acero base, en comparación de un recubrimiento de pintura simple sobre la chapa base.

En el caso del galvanizado, aún cuando ha quedado expuesto el acero base, no se desarrollará corrosión mientras exista zinc en las cercanías. En el caso de la pintura la corrosión comienza a desarrollarse de inmediato.

 

Durabilidad

La vida útil de una estructura de acero galvanizado depende como vimos, de la cantidad de zinc del recubrimiento y de las condiciones del medio que lo rodea.

En el caso de las estructuras de acero galvanizado para vivienda (Steel Framing), veremos más adelante que la misma se encuentra dentro de una cavidad prácticamente inerte, es decir separada del medio ambiente por barreras que impiden el pasaje de agua desde el exterior y de vapor de agua desde el interior evitando el riesgo de condensación.

Sin embargo, la barrera exterior a la humedad permite el pasaje de vapor de agua, con lo cual existirá una cierta humedad relativa dentro la cavidad. Es por ello que la Norma IRAM IAS U 500-205 recomienda un recubrimiento Z 275 como mínimo.

Las investigaciones desarrolladas en países como Canadá y Francia respecto de la corrosión de perfiles en paneles indican que un recubrimiento Z 275 brinda una protección contra la corrosión adecuada para asegurar una vida útil superior a 100 años, aún en zonas cercanas al mar.

Asimismo, se están desarrollando experimentos en Inglaterra para determinar la durabilidad promedio de perfiles de acero galvanizado en paneles exteriores de viviendas. El estudio están siendo realizado en conjunto por un grupo de empresas siderúrgicas europeas y el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI), y consiste en medir regularmente las pérdidas de masa de recubrimiento de zinc en perfiles ubicados en paneles de paredes exteriores de viviendas, ubicadas en diferentes localizaciones de Inglaterra. Se eligió Inglaterra debido a que presenta las ubicaciones más desfavorables respecto de la durabilidad del acero ya que se trata de un país de clima húmedo marítimo.

El estudio consiste en medir cada 6 meses el espesor de la capa de zinc de determinados perfiles ubicados en paneles exteriores de viviendas ubicadas en diferentes localizaciones, de climas más o menos agresivos. Las pérdidas en micrones producidas se muestran en el siguiente gráfico:

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Cada punto corresponde a una medición efectuada. Se ha graficado además la curva promedio de las observaciones. Como puede observarse, la pérdida promedio luego de 3.5 años es de aproximadamente 0,1 micrones. Teniendo en cuenta que el espesor total del zinc es de 40 micrones (recubrimiento Z275), la masa de zinc provee durabilidad más que suficiente para la vida útil de una vivienda, siempre que se cumplan condiciones de aislamiento hidráulico (impedimento de ingreso de agua líquida al panel) y difusión del eventual vapor generado en el interior del panel.

Sin título

 

 

 

 

 

ING. FRANCISCO PEDRAZZI
(Gerente de Marketing y Nuevos Proyectos de Barbieri)

18 Comments

    • Hola Sebastián, buen día.

      Si el hormigón está ya endurecido, es decir, han pasado más de 30 días desde su colado, no es necesario pintar.
      Lo que no es conveniente el poner el galvanizado en contacto con hormigón fresco, ya que los álcalis del cemento pueden atacar el zinc.

      Saludos.

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  1. Hola, consulta. En algún lugar leí de tener cuidado en el contacto entre perfiles galvanizados y hierro (ejemplo PNC). Existe riesgo de corrosión galvánica si hay contacto?
    Gracias

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    • Hola Richard, buen día.

      En el contacto de acero galvanizado con hierro negro sin revestir, ocurrirá el mismo fenómeno de protección por sacrificio que protege al acero galvanizado: parte del zinc destinada a proteger a dicho acero se utilizará en proteger al hierro, restándole vida útil al acero galvanizado.
      Se recomienda interponer un aislante eléctrico (puede ser una banda de fieltro asfáltico, film de polietileno, etc.) que evite el contacto entre acero galvanizado y hierro, obviamente teniendo en cuenta que el hierro negro, sin ningún tipo de protección, quedará expuesto a la corrosión.

      Saludos.

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  2. Hola, a temperaturas extremas de mas de 200°C no hay gráficas de durabilidad del acero galvanizad? Gracias.

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    • Hola Alejandro, buen día.

      Los procesos de corrosión se aceleran con la temperatura.
      No conocemos el comportamiento de durabilidad del acero galvanizado a una temperatura de 200 grados, ya que no es una temperatura habitual de servicio. Pero es de esperar que de encontrarse la pieza en un ambiente moderadamente corrosivo, la durabilidad disminuirá sensiblemente.
      Pero sí hay que extremar las precauciones en cuanto a la resistencia estructural, ya que la tensión de fluencia disminuye con la temperatura.
      Te recomendamos consultar con fabricantes de acero para determinar el valor de fluencia a 200 grados.

      Saludos.

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  3. Hola buenas tardes los perfiles que se usan para placa cementicia son los mismos que se usan para placas de interior? o son de la misma medida pero mas resistente? desde ya muchas gracias por despejarme las dudas.

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    • Hola Daniel, buenas tardes.

      Los perfiles a los cuales se deben fijar las placas cementicias (incluyendo las de fibrocemento) deben tener un espesor mínimo de 0,9 mm de chapa base.
      No se pueden utilizar perfiles para construcción en seco.
      Si bien existen en el mercado perfiles con la forma de montantes de 70 para construcción en seco de espesor 0,90 mm, no son los recomendados para fijar placas cementicias.
      Los perfiles deben ser los correspondientes a la Norma IRAM IAS U 500-205, ya que de esta forma se garantiza un espesor mínimo de 0,90 mm (chapa base) y un recubrimiento galvanizado Z 275.

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  4. Gracias por su respuesta, entonces para comprar dichos perfiles se piden directamente como perfiles para placa cementicia? y la otra duda que tengo es para construir una cabaña de 2 pisos hay algún instructivo para descargar de como hacer el piso de la segunda planta?. o sea que piso se puede poner luego si mosaico madera etc.? desde ya muchas gracias saludo Atte.Daniel

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  5. Hola,una consulta. Hice un alero exterior para ventana con perfiles para steel frame y chapa y están en contacto con el agua de lluvia. Tengo forma de protegerlos con algún tipo de pintura y otro producto?
    Desde ya muchas gracias.

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    • Hola Leonardo, buen día.

      Los perfiles Steel Frame tienen un recubrimiento de zinc de 275 gr/m2 en ambas caras, lo cual garantiza un vida útil superior a la de las chapas onduladas de cubierta, por lo tanto no existe contraindicación al dejarlos expuestos al agua de lluvia.
      Debe evitarse la acumulación de agua permanente, ya que esto produce aumento de la velocidad de corrosión. El diseño de la estructura debe ser tal que no exista acumulación de agua, permitiendo que la misma escurra.

      Saludos.

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  6. Hola, buenas noches quiero hacerte una consulta instale un soporte con pernos y arandelas zincadas para sostener una linea de tuberías en una planta cementera sobre una estructura metálica existente y no han pasado mas de 3 meses de instalación y ya han comenzado a oxidarse, a que puede deberse eso?, crees que se deba a que perfore la estructura existente de hierro y coloque los pernos zincados permitiendo el contacto entre ellos sumado al medio agresivo de la planta húmeda mas álcalis.
    Agradezco tu apoyo.

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    • Estimado Danny,
      Buen día. Según tus comentarios se juntan 2 variables que favorecen la corrosión:
      + El zincado protege de la corrosión actuando por sacrificio. Al estar en contacto con el hierro intenta proteger al mismo y por ende de corroe muy rápido.
      + Al estar en un medio agresivo la corrosión de acelera significativamente.

      Bajo estas mismas variables la solución es evitar el contacto directo entre los tornillos y el hierro (colocación de algún tipo de funda, goma o epoxi entre ellos) o colocar algún tornillo con una protección orgánica contra la corrosión.

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  7. Hola qué tal,consultó,tengo planes de expandir mi casa edificando 2cuartos y un baño arriba de la casa qué ya está construida con materiales tradicionales,vivo en Río Negro, y me han dicho qué no es recomendable en stell framing ya que en 8o9 años empezaría a tener problemas nose si es así en verdad muchas gracias desde ya.

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    • Estimado Marcelo,
      Buenas tardes. Con respecto a la duración del sistema no es cierto que tenga una duración corta o que presente “problemas” con el transcurso de los años. Este sistema constructivo es ampliamente utilizado en países desarrollados y todos los materiales que se utilizan se encuentran certificados bajo norma. Si necesita más información al respecto no dudes en contactar a nuestro Depto Técnico.

      Saludos.

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  8. Consulta:
    En ambientes marinos, construcciones frente al mar etc. ¿Se puede reforzar la protección de estructuras metálicas colocando “ánodos de sacrificio”? Del tipo de los utilizados para cascos de embarcaciones o estructuras metálicas en contacto directo con el agua de mar?

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    • Estimado Enrique,

      Buen día. Teóricamente es posible, pero no es un sistema utilizado en estructuras galvanizadas, aún siendo éstas enterradas, ya que el recubrimiento galvanizado se comporta de por sí como un ánodo de sacrificio.
      El revestimiento galvanizado de los perfiles Steel Frame® es del tipo Z275, suficiente como para brindar durabilidad a la estructura por cientos de años, aún en cercanías del mar, siempre que se cumpla la condición de colocar una adecuada membrana de agua y viento difusora del vapor, del lado externo. Se debe colocar correctamente dicha membrana de modo de lograr absoluta estanqueidad, colocándola de acuerdo a las técnicas que indican los fabricantes.

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