14/03/2022
Las obras de reparación del viaducto de Zarautz, denominado Asti, “Mejor Obra 2020 SIKA”, que promueve y entrega anualmente esta multinacional suiza, es un claro ejemplo de cómo la sostenibilidad se puede aplicar con éxito a una obra civil.
El viaducto de Asti de la autopista AP-8 a su paso por Zarautz, en Guipúzcoa, mide 460 metros y contabiliza el paso diario de 44.600 vehículos cada día, 5.000 de ellos camiones. La antigüedad de la estructura, que data de 1974, soportada por 13 vanos de vigas prefabricadas apoyadas sobre pilas con capitel de hormigón, hacía necesaria una ejecución de reparación estructural del hormigón para soportar el tránsito de los transportes.
Los principales trabajos planteados en este proyecto estaban encaminados a la rehabilitación del firme, la mejora del drenaje, la adecuación de los sistemas de contención, la sustitución de juntas de dilatación y, por último, las ejecuciones realizadas para asegurar la durabilidad de la estructura y, en consecuencia, la vida útil del viaducto.
En resumen, la reparación se basó en un triple enfoque:
- Reparación estructural conforme a UNE 1504 de todas las áreas con daños por corrosión.
- Protección catódica de los dinteles con mayor contenido en iones cloruro mediante el novedoso sistema de ánodos pasivos y ánodos híbridos.
- Protección integral anticarbonatación mediante membranas cementosas y/o pinturas acrílicas.
Corrosiones
El viaducto, localizado en una zona de ambiente marítimo, presentaba unos fuertes problemas de oxidación en su estructura. Además, existían problemas de colocación de las armaduras, haciendo no posible el correcto vertido y, por lo tanto, no se había conseguido el apropiado recubrimiento necesario de armaduras.
Así pues, el daño más grave detectado en la estructura eran las corrosiones de armaduras pasivas con desprendimiento del recubrimiento en zonas con aportes de humedad. Aunque no se detectaron en origen problemas de carbonatación, sí elevadas concentraciones de iones de cloruro, con origen fundamentalmente en los áridos del hormigón y en los aerosoles marinos que llegan al viaducto.
Una vez analizadas las patologías presentes en la estructura, la propiedad, junto con la ingeniería, mostró su interés de repararla para que alcanzara una vida útil de, al menos, 50 años.
Prácticamente todas las estructuras de hormigón armado, así como el acero de refuerzo, se encontraban en peligro de corrosión y esto hacía que muchas de las estructuras de hormigón no pudieran alcanzar la vida estimada en su fase de diseño, salvo que se hubiesen llevado a cabo trabajos de reparación y mantenimiento puntuales.
El incremento de volumen del acero debido a la corrosión y su posterior expansión, provocó la aparición de fisuras, dejando a las armaduras expuestas, ya sin protección, al ataque de agentes agresivos del entorno.
Es importante tener en cuenta que cuando se realiza una reparación estructural tradicional en un hormigón que está deteriorado debido al proceso de carbonatación o por efecto del ataque de cloruros, normalmente el hormigón ya reparado queda expuesto a los mismos agentes que causaron las patologías y, a su vez, el deterioro manifiesto. De ahí la necesidad de aplicar productos para la reparación y protección; desde pasivadores, morteros de alta durabilidad frente a la carbonatación, inhibidores de corrosión y sistemas híbridos de protección catódica como el usado en el Viaducto de Asti.
Protección catódica
También es fundamental la protección catódica de las barras de acero que permite que, mediante su conexión eléctrica a las barras en el interior del hormigón, las armaduras se encuentren protegidas frente a la corrosión, siempre y cuando exista una corriente electroquímica entre la zona anódica (la cual se sacrificará en favor del acero) y la armadura de acero (la cual actúa como cátodo). El material más comúnmente empleado para actuar como ánodo de sacrificio es el zinc. El par galvánico formado corresponde con una batería convencional de zinc/aire.
En la actualidad existen varios sistemas de protección catódica disponibles:
- Ánodos embebidos en áreas de reparaciones efectuadas mediante parcheo.
- Ánodos dispuestos fuera del área de reparaciones efectuadas mediante parcheo.
- Sistema híbrido de ánodos embebidos y corriente impresa.
- Sistemas aplicados en superficie.
De entre ellos, el sistema híbrido de ánodos embebidos es una tecnología que proporciona una protección durable frente a la corrosión, así como medible y cuantificable a lo largo de la vida útil del sistema de ánodos diseñado para cada estructura. En este sistema, los ánodos pueden ser colocados en grandes áreas de hormigón, proporcionando una alternativa fiable y sin los inconvenientes que los sistemas de protección catódica mediante corriente impresa o los sistemas aplicados en superficie.
Sistema híbrido
Para este proyecto de rehabilitación del viaducto de Asti, se eligió un sistema híbrido, que recoge las ventajas de los sistemas de corriente impresa, pero con unos costes de mantenimiento muy inferiores.
Durante un periodo de tiempo inicial (normalmente una o dos semanas dependiendo de la corriente empleada), se aplica una corriente al sistema de ánodos, utilizando una fuente de alimentación. Con esta corriente inicial se detiene el proceso de corrosión ocasionada por la degradación del medio en el que se encuentra la armadura.
Tras la fase inicial, los ánodos se mantienen conectados al acero, lo que consigue y mantiene una situación de acero pasivo durante los años de vida de los ánodos.
Es precisamente en esta fase cuando se retira la fuente de alimentación, una vez se comprueba que los circuitos de ánodos mantienen la intensidad suficiente, lo que abarata tanto la instalación como el mantenimiento del sistema durante la vida útil de la estructura.
Este sistema proporciona protección a largo plazo contra la corrosión con un mínimo mantenimiento y costes:
- No requiere conexión a largo plazo de fuentes de alimentación, lo que supone una ventaja en estructuras en las que el acceso es un inconveniente.
- Puede estar dirigido a áreas específicas o sobre una estructura completa asegurando la protección con un ajuste económico para cada caso.
- Puede emplearse en estructuras de hormigón pretensadas ya que no causa fragilización por hidrógeno.
- Puede hacerse un seguimiento posterior del estado de la intensidad de corriente en el circuito e incluso hacer un seguimiento en modo remoto. La durabilidad del sistema viene determinada por la cantidad de zinc de los ánodos y la velocidad de estos para corroerse en cada estructura y ambiente. Por lo general, el diseño de estos sistemas se lleva a cabo para mantener la protección de la estructura en periodos de 20 a 50 años.
Los trabajos de rehabilitación del viaducto de Asti se adjudicaron en diciembre de 2019 por 4,4 millones de euros y ese mismo mes arrancaron los trabajos con un plazo estimado de 39 semanas. La pandemia retrasó su finalización hasta finales de 2020, pero se ha convertido en un hito de la rehabilitación de obra civil.
Cabe recordar que, además de reformar su estructura, se han eliminado dos de las cuatro juntas de dilatación horizontales y se han renovado las restantes. También se han sustituido los pretiles de contención para mejorar la comodidad y seguridad de los usuarios.
