Durabilidad de las Tablestacas de Acero en Entornos Marinos

En el diseño de estructuras de tablestacas de acero, especialmente en entornos marinos, la durabilidad es un factor crucial para garantizar la longevidad de la infraestructura. La corrosión es uno de los principales desafíos en estos ambientes, y es fundamental entender cómo diferentes factores pueden afectar la vida útil de las tablestacas.

Resistencia a la Corrosión

Las tasas de corrosión varían según el entorno en el que se encuentren las tablestacas. Por ejemplo, la corrosión en suelos naturales, agua dulce y agua salada se manifiesta de diferentes maneras y con diferentes velocidades. En entornos marinos, la pérdida de espesor del acero debido a la corrosión puede ser significativa, y es esencial calcular un sobreespesor sacrificial adecuado para compensar esta pérdida a lo largo del tiempo.

Sobreespesor Sacrificial

El sobreespesor sacrificial es un aspecto clave en el diseño de tablestacas que estarán expuestas a ambientes marinos. Este sobreespesor es un aumento deliberado en el grosor del acero para compensar la corrosión durante la vida útil proyectada de la estructura.

Cálculo del Sobreespesor

La fórmula para calcular el espesor total requerido de la tablestaca, teniendo en cuenta la corrosión, es:

ttotal = testructural + (rcorrosión × vida útil)

Donde:

• ttotal es el espesor total requerido.
• testructural es el espesor necesario para cumplir con los requisitos estructurales sin considerar la corrosión.
• rcorrosión es la tasa de corrosión, que se mide en mm por año.
• Vida útil es el tiempo durante el cual se espera que la estructura mantenga su funcionalidad (por ejemplo, 50 años).

Por ejemplo, si se espera que la tasa de corrosión sea de 0.075 mm/año en la zona de salpicaduras, y se requiere que la estructura dure 50 años, el sobreespesor sacrificial será:

tcorrosión = 0.075 mm/año × 50 años = 3.75 mm

Este espesor debe añadirse al espesor estructural para obtener el espesor total de diseño.

Estrategias de Protección

Para mejorar la durabilidad de las tablestacas, se pueden implementar varias medidas de protección:

- Recubrimientos especiales: Se utilizan principalmente en zonas con alta probabilidad de corrosión para proteger la superficie del acero.
- Selección de grados de acero resistentes: El uso de acero AMLoCor®, que es altamente resistente a la corrosión, es especialmente recomendable en áreas de inmersión permanente y en zonas de baja marea.
- Protección catódica: Esta técnica, mediante ánodos de sacrificio o corriente impresa, ayuda a proteger la superficie del acero que está en contacto constante con el agua.

Consideraciones de Diseño

Es crucial que durante la fase de diseño se tengan en cuenta los factores ambientales. Por ejemplo, se recomienda evitar colocar los momentos flectores máximos en áreas donde las tasas de corrosión son más elevadas. Además, extender la viga de coronación por debajo del nivel de baja marea puede proporcionar una protección adicional a la estructura.

Soluciones Innovadoras

ArcelorMittal, a través de sus productos y soluciones avanzadas como el acero AMLoCor®, ofrece alternativas eficaces para extender la vida útil de las tablestacas en condiciones marinas difíciles. Estas soluciones están diseñadas para soportar las duras condiciones ambientales y asegurar la integridad estructural a largo plazo.

Para aquellos interesados en profundizar en este tema, pueden descargar el Piling Handbook ArcelorMittal (9ª Edición) abajo.

Este recurso es muy valioso para cualquier profesional de la geotecnia que trabaje en proyectos de infraestructura en entornos marinos.