El acero resistente a la intemperie , a menudo denominado acero COR-TEN como marca genérica y, a veces, escrito sin guión como acero corten , es un grupo de aleaciones de acero que se desarrollaron para eliminar la necesidad de pintar y formar una apariencia estable similar a la del óxido después de varios años. años de exposición al clima.
US Steel (USS) posee la marca registrada con el nombre COR-TEN. [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] todavía vende material de la marca COR-TEN en forma de placas y láminas laminadas en tiras.
El COR-TEN original recibió la designación estándar A242 (COR-TEN A) del grupo de estándares ASTM International . Los grados ASTM más nuevos son A588 (COR-TEN B) y A606 para láminas delgadas. Todas las aleaciones son de producción y uso comunes.
La oxidación de la superficie del acero desgastado tarda seis meses, pero los tratamientos superficiales pueden acelerar la oxidación del acero desgastado hasta tan solo una hora. [4]
La historia de los aceros desgastados por la intemperie comenzó en los EE. UU. en la década de 1910, cuando los aceros aleados con diferentes cantidades de cobre quedaron expuestos a los elementos; la investigación continuó hasta la década de 1920 y c. En 1926 se descubrió que el contenido de fósforo también ayuda 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 una resistencia mecánica excepcional, principalmente para su uso en vagones tolva de ferrocarril , para el manejo de cargas pesadas a granel , incluidos carbón, minerales metálicos , otros productos minerales y cereales. . [6] La corrosión controlada por la que este material es ahora más conocido fue un beneficio bienvenido que se descubrió poco después, lo que llevó a USS a aplicar el nombre comercial Cor-Ten. Debido a su dureza inherente, este acero todavía se utiliza ampliamente para el transporte a granel, contenedores de envío intermodal y almacenamiento a granel. [7]
Pullman-Standard también construía vagones de pasajeros de ferrocarril con Cor-Ten, aunque pintados, para el Pacífico Sur a partir de 1936, [8] continuando con vagones de cercanías para la línea Rock Island en 1949. [9]
En 1964, se construyó el intercambio de Moorestown sobre la autopista de peaje de Nueva Jersey en la milla 37.02. Se cree que este paso elevado es la primera aplicación de acero resistente a la intemperie en una estructura de carretera. [11] [10] Otros estados, incluidos Iowa, Ohio y Michigan, siguieron poco después. [12] A estos les siguió la pasarela de la Universidad de York en el Reino Unido en 1967. Desde entonces, la práctica de utilizar acero resistente a la intemperie en puentes se ha expandido a muchos países. [13]
La intemperie se refiere a la composición química de estos aceros, lo que les permite exhibir 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 las condiciones climáticas.
El efecto retardador de la corrosión de la capa protectora se debe a la especial distribución y concentración de los elementos de aleación que contiene. Aún no está claro en qué se diferencia exactamente la formación de pátina de la oxidación habitual, pero se sabe que es necesario secar la superficie mojada y que el cobre es el elemento de aleación más importante. [5]
La capa que protege la superficie se desarrolla y regenera continuamente cuando está sometida a la influencia de las inclemencias del tiempo. En otras palabras, se deja 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]
La aleación A242 original tiene un límite elástico de 50 kilolibras por pulgada cuadrada (340 MPa ) y una resistencia máxima a la tracción de 70 ksi (480 MPa) para formas y placas laminadas ligeras y medianas de hasta 0,75 pulgadas (19 mm) de espesor. Tiene un límite elástico de 46 ksi (320 MPa) y una resistencia máxima de 67 ksi (460 MPa) para formas laminadas de peso medio y placas de 0,75 a 1 pulgada (19 a 25 mm) de espesor. Las secciones y placas laminadas más gruesas, de 1,5 a 4 pulgadas (38 a 102 mm) de espesor, tienen un límite elástico de 42 ksi (290 MPa) y una resistencia máxima de 63 ksi (430 MPa). ASTM A242 está disponible en Tipo 1 y Tipo 2. Ambos tienen diferentes aplicaciones según el espesor. El tipo 1 se utiliza a menudo en estructuras de viviendas, en la industria de la construcción y en vagones de mercancías. [18] El acero Tipo 2, también llamado Corten B, se utiliza principalmente en mobiliario urbano, barcos de pasajeros o grúas. [19]
A588 tiene un límite elástico de al menos 50 ksi (340 MPa) y una resistencia máxima a la tracción de 70 ksi (480 MPa) para todas las formas laminadas y espesores de placa de hasta 4 pulgadas (100 mm) de espesor. Las placas de 4 a 5 pulgadas (102 a 127 mm) tienen un límite elástico de al menos 46 ksi (320 MPa) y una resistencia máxima a la tracción de al menos 67 ksi (460 MPa), y las placas de 5 a 8 pulgadas (127 a 203 mm) de espesor tener un límite elástico de al menos 42 ksi (290 MPa) y una resistencia máxima a la tracción de al menos 63 ksi (430 MPa).
El acero desgastado se utiliza popularmente en esculturas al aire libre por su apariencia antigua y desgastada. Un ejemplo es la gran escultura de Picasso de Chicago , que se encuentra en la plaza del Palacio de Justicia del Daley Center en Chicago, que también está construida con acero resistente a la intemperie. Otros ejemplos incluyen Obelisco roto , de Barnett Newman ; varias de las esculturas Numbers de Robert Indiana y su escultura Love original; numerosas obras de Richard Serra ; la escultura del Álamo en Manhattan, Nueva York; el Barclays Center , Brooklyn , Nueva York ; [20] el Ángel del Norte , Gateshead ; y Torre de Radiodifusión de la Universidad de Leeds Beckett . [21]
También se utiliza en puentes y otras aplicaciones estructurales de gran tamaño, como el puente New River Gorge , el segundo tramo del puente Newburgh-Beacon (1980) y la creación del Centro Australiano de Arte Contemporáneo (ACCA) y MONA .
Se utiliza mucho en el transporte marítimo, en la construcción de contenedores intermodales [22] , así como en el pilotaje de tablas visibles a lo largo de tramos recientemente ampliados de la autopista M25 de Londres .
El primer uso del acero resistente a la intemperie para aplicaciones arquitectónicas fue en la sede mundial de John Deere en Moline, Illinois . El edificio fue diseñado por el arquitecto Eero Saarinen y terminado en 1964. Los edificios principales de la Universidad de Odense (construidos entre 1971 y 1976), diseñados por Knud Holscher y Jørgen Vesterholt, están revestidos de acero resistente a la intemperie, lo que les valió el apodo de Rustenborg (en danés significa " fortaleza oxidada"). En 1977, Robert Indiana creó una versión hebrea de la escultura Amor hecha de acero desgastado usando la palabra de cuatro letras ahava (אהבה, "amor" en hebreo) para el Jardín de Arte del Museo de Israel en Jerusalén , Israel. En Dinamarca, todos los mástiles para soportar la catenaria de los ferrocarriles electrificados están hechos de acero resistente a la intemperie por motivos estéticos.
En 1971 se utilizó acero resistente a la intemperie para los vagones eléctricos Highliner construidos por St. Louis Car Company para Illinois Central Railroad. El uso de acero resistente a la intemperie se consideró una medida de reducción de costes en comparación con el estándar actual de acero inoxidable para los vagones . Bombardier construyó un pedido posterior en 1979 con especificaciones similares, incluidas carrocerías de acero resistente a la intemperie. Los vagones estaban pintados, una práctica habitual para los vagones de acero desgastados. La durabilidad del acero resistente a la intemperie no estuvo a la altura de las expectativas y aparecieron agujeros de óxido en los vagones. La pintura puede haber contribuido al problema, ya que el acero pintado resistente a la intemperie no es más resistente a la corrosión que el acero convencional, porque la pátina protectora no se formará a tiempo para evitar la corrosión en un área de ataque localizada, como una pequeña falla en la pintura. Estos coches se retiraron en 2016. [23]
Se utilizó acero desgastado para construir el exterior del Barclays Center , compuesto por 12.000 paneles de acero preenvejecido diseñados por ASI Limited & SHoP Construction. [24] El New York Times dice sobre el material: "Si bien puede parecer sospechosamente inacabado para el observador casual, tiene muchos admiradores en el mundo del arte y la arquitectura". [25] En 2015, se completó en su campus un nuevo edificio para la Escuela de Arquitectura del Real Instituto de Tecnología KTH . El uso de acero resistente a la intemperie ayudó a que las formas futuristas de la fachada encajaran bien con su entorno mucho más antiguo y en 2015 recibió el Premio Kasper Salin . [26]
El uso de acero resistente a la intemperie en la construcción presenta varios desafíos. Garantizar que los puntos de soldadura se desgasten al mismo ritmo que los otros materiales puede requerir técnicas o materiales de soldadura especiales. El acero resistente a la intemperie no es a prueba de herrumbre en sí mismo: si se permite que el agua se acumule en la superficie del acero, experimentará una mayor tasa de corrosión, por lo que se debe prever un drenaje. 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, finalmente, aparecieron grandes agujeros en la estructura. Este fue un factor importante en la decisión de demolerlo apenas 25 años después de su construcción. Lo mismo puede ocurrir en ambientes cargados de sal marina. El estadio Aloha de Hawái , construido en 1975, es un ejemplo de ello. [27] La erosión normal de la superficie del acero también puede provocar manchas de óxido en las superficies cercanas.
La velocidad a la que algunos aceros desgastados forman la pátina deseada varía fuertemente con la presencia de contaminantes atmosféricos que catalizan la corrosión. Si bien el proceso generalmente tiene éxito en los grandes centros urbanos, la tasa de erosión es mucho más lenta en entornos más rurales. Uris Hall , un edificio de ciencias sociales en el campus principal de la Universidad de Cornell en Ithaca , una pequeña ciudad en el 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. El agua de lluvia procedente del acero que se oxidaba lentamente manchaba los numerosos ventanales y aumentaba los costes de mantenimiento. [28] La corrosión sin la formación de una capa protectora aparentemente llevó a la necesidad de refuerzo estructural y galvanización de emergencia en 1974, menos de dos años después de la apertura. [29]
La US Steel Tower en Pittsburgh, Pensilvania , fue construida por US Steel en parte para exhibir el acero COR-TEN. La erosión inicial del material resultó en una decoloración, conocida como "sangrado" o "escorrentía", de las aceras de la ciudad circundante y de los edificios cercanos. [30] La corporación orquestó un esfuerzo de limpieza una vez que se completó la intemperie para limpiar las marcas. Algunas de las aceras cercanas quedaron sin limpiar y siguen teniendo un color óxido. Este problema se ha reducido en formulaciones más nuevas de acero resistente a la intemperie. [ cita necesaria ] Las manchas se pueden prevenir si la estructura se puede diseñar de manera que el agua no drene del acero al concreto donde las manchas serían visibles.
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