acero resistente a la intemperie

El acero resistente a la intemperie , a menudo llamado acero corten (o por su nombre comercial, COR-TEN ), es un grupo de aleaciones de acero que forman una capa externa estable de óxido que elimina la necesidad de pintar.

US Steel (USS) mantuvo la marca registrada del nombre COR-TEN hasta 2016. ^{[ 1 ]} El nombre COR-TEN hace referencia a las dos propiedades distintivas de este tipo de acero : resistencia a la corrosión y resistencia a la tracción . ^{[ 2 ]} Aunque USS vendió su negocio de placas discretas a International Steel Group (ahora ArcelorMittal ) en 2003, ^{[ 3 ]} fabrica material de la marca COR-TEN en forma de placas y láminas laminadas en fleje .

La aleación COR-TEN original recibió la designación estándar A242 (COR-TEN A) del grupo de estándares ASTM International . Las aleaciones ASTM más recientes son A588 (COR-TEN B) y A606 para láminas delgadas. Todas estas aleaciones se producen y utilizan comúnmente.

La oxidación superficial generalmente tarda seis meses en desarrollarse, aunque los tratamientos superficiales pueden acelerarla a tan solo una hora. ^{[ 4 ]}

La historia de los aceros resistentes a la intemperie comenzó en Estados Unidos en la década de 1910, cuando se expusieron a la intemperie aceros aleados con diferentes cantidades de cobre; la investigación continuó en la década de 1920 y alrededor de 1926 se descubrió que el contenido de fósforo también contribuye a la resistencia a la corrosión. ^{[ 5 ]}

En 1933, la United States Steel Corporation decidió comercializar los resultados de sus estudios y patentó un acero con excepcional resistencia mecánica, principalmente para su uso en vagones tolva de ferrocarril , para el manejo de cargas a granel pesadas , incluyendo carbón, minerales metálicos , otros productos minerales y granos . ^{[ 6 ]} La corrosión controlada por la que este material es ahora más conocido fue una ventaja bienvenida descubierta poco después, lo que llevó a USS a registrar la marca Cor-Ten. Debido a su tenacidad inherente, este acero todavía se utiliza ampliamente para el transporte a granel, contenedores de envío intermodales y almacenamiento a granel. ^{[ 7 ]}

Pullman-Standard también construyó vagones de pasajeros de ferrocarril con Cor-Ten, aunque pintados, para la Southern Pacific desde 1936, ^{[ 8 ]} continuando con los vagones de cercanías para la Rock Island Line en 1949. ^{[ 9 ]}

En 1964, se construyó el Intercambiador de Moorestown sobre la autopista de peaje de Nueva Jersey en el kilómetro 37.02. Se cree que este paso elevado fue la primera aplicación de acero resistente a la intemperie en una estructura de carretera. ^{[ 11 ] [ 10 ]} Otros estados, como Iowa, Ohio y Michigan, siguieron su ejemplo poco después. ^{[ 12 ]} Posteriormente, en 1967, se construyó la pasarela peatonal de la Universidad de York en el Reino Unido. Desde entonces, la práctica de utilizar acero resistente a la intemperie en puentes se ha extendido a muchos países. ^{[ 13 ]}

La meteorización se refiere a la composición química de estos aceros, lo que les confiere una mayor resistencia a la corrosión atmosférica en comparación con otros aceros. Esto se debe a que el acero forma una capa protectora en su superficie bajo la influencia de la intemperie.

El efecto retardante de la corrosión de la capa protectora se produce por la distribución y concentración particulares de los elementos de aleación que contiene. Aún no está claro en qué se diferencia exactamente la formación de la pátina de la oxidación habitual, pero se sabe que es necesario secar la superficie humedecida y que el cobre es el elemento de aleación más importante. ^{[ 5 ]}

La capa protectora de la superficie se desarrolla y regenera continuamente al estar expuesta a la intemperie. En otras palabras, se permite que el acero se oxide para formar la capa protectora. ^{[ 14 ]}

Las propiedades mecánicas de los aceros resistentes a la intemperie dependen de la aleación y del espesor del material. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

El uso de acero resistente a la intemperie en la construcción presenta varios desafíos. Asegurar que los puntos de soldadura se desgasten al mismo ritmo que los demás materiales puede requerir técnicas o materiales de soldadura especiales. El acero resistente a la intemperie no es inoxidable por sí mismo: si se permite que el agua se acumule en su superficie, experimentará una mayor tasa de corrosión, por lo que se debe prever un sistema de drenaje. Según la NTSB , la falta de drenaje fue lo que finalmente provocó el colapso del puente Fern Hollow . El acero resistente a la intemperie es sensible a los climas subtropicales húmedos, y en tales entornos es posible que la pátina protectora no se estabilice, sino que continúe corroyéndose. Por ejemplo, el antiguo Omni Coliseum , construido en 1972 en Atlanta , nunca dejó de oxidarse y, con el tiempo, aparecieron grandes agujeros en la estructura. Este fue un factor importante en la decisión de demolerlo tan solo 25 años después de su construcción. Lo mismo puede ocurrir en entornos con alta concentración de sal marina. El Aloha Stadium de Hawái , construido en 1975, es un ejemplo de ello. ^{[ 35 ]} La erosión superficial normal del acero resistente a la intemperie también puede provocar manchas de óxido en las superficies cercanas.

La velocidad a la que algunos aceros resistentes a la intemperie forman la pátina deseada varía considerablemente con la presencia de contaminantes atmosféricos que catalizan la corrosión. Si bien el proceso suele ser exitoso en grandes centros urbanos, la velocidad de corrosión es mucho más lenta en entornos rurales. El Uris Hall , un edificio de ciencias sociales en el campus principal de la Universidad de Cornell en Ithaca , una pequeña ciudad del norte del estado de Nueva York , no logró el acabado superficial previsto en su estructura de acero resistente a la intemperie Bethlehem Steel Mayari-R dentro del tiempo previsto. La escorrentía de agua de lluvia proveniente del acero que se oxidaba lentamente manchó los numerosos ventanales grandes y aumentó los costos de mantenimiento. ^{[ 36 ]} La corrosión sin la formación de una capa protectora aparentemente provocó la necesidad de refuerzo estructural y galvanizado de emergencia en 1974, menos de dos años después de su inauguración. ^{[ 37 ]}

La Torre US Steel en Pittsburgh, Pensilvania , fue construida por US Steel en parte para exhibir el acero COR-TEN. El desgaste inicial del material provocó una decoloración, conocida como "sangrado" o "escorrentía", de las aceras y edificios cercanos. ^{[ 38 ]} Una vez finalizado el desgaste, la corporación organizó una limpieza para eliminar las marcas. Algunas aceras cercanas quedaron sin limpiar y conservan un color óxido. Este problema se ha reducido en formulaciones más recientes de acero resistente a la intemperie. Las manchas pueden prevenirse si la estructura se diseña de manera que el agua no drene del acero hacia el hormigón, donde serían visibles.

• Pilar de hierro de Delhi y pilar de hierro de Dhar ; antiguos monumentos metálicos con algunas características similares al acero corten.

• Informe sobre el acero resistente a la intemperie en puentes del Departamento de Transporte de Texas (TxDOT) , archivado el 15 de septiembre de 2012 en Wayback Machine (4464 KB). Contiene recomendaciones para evitar manchas. Nota: posteriormente se determinó que el revestimiento de los pilares no era rentable.
• Introducción al acero resistente a la intemperie, de la revista STRUCTURE (2005).
• Acero resistente a la intemperie procedente de Colorado y Londres (2020)