¿Cómo soportan los separadores el agua y la humedad?

Ciencia de materiales: por qué los separadores no metálicos sobresalen en entornos húmedos

Estabilidad electroquímica de polímero-compuesto en agua salada

Los espaciadores no metálicos están fabricados con compuestos poliméricos especiales que resisten muy bien los problemas electroquímicos en entornos marinos. Los metales tienden a reaccionar negativamente con el agua salada debido a las reacciones galvánicas de las que todos conocemos, lo que provoca óxido y eventualmente degrada toda la estructura con el tiempo. Estas alternativas poliméricas tienen una composición molecular que simplemente no permite el paso de iones cloruro, un problema importante para las barras de refuerzo en estructuras de hormigón. Además, mantienen su forma incluso después de permanecer sumergidas durante largos períodos. Pruebas realizadas en entornos controlados que simulan condiciones oceánicas reales muestran que estos espaciadores pueden durar mucho más de medio siglo en aplicaciones submarinas según la mayoría de los fabricantes, aunque algunos expertos aún cuestionan si el rendimiento en condiciones reales coincidirá exactamente con los resultados de laboratorio.

Por qué los espaciadores metálicos galvanizados se corroen más rápido que las alternativas no metálicas en zonas de alto contenido de cloruros

Los espaciadores metálicos recubiertos con zinc tienden a fallar mucho más rápido cuando se colocan en áreas ricas en iones de cloruro, como cerca de las zonas costeras o en puentes donde se acumula la sal para deshielo. La capa protectora de zinc sí ayuda a proteger inicialmente el acero subyacente, pero se desgasta rápidamente al exponerse a la niebla salina o a condiciones húmedas. Investigaciones indican que estos espaciadores se corroen aproximadamente tres veces más rápido en comparación con otros similares utilizados en zonas interiores. Cuando finalmente cede la protección del zinc, el acero expuesto comienza a oxidarse, lo que genera expansión y eventualmente fisura las estructuras de hormigón circundantes. Las alternativas no metálicas funcionan de manera completamente diferente porque están fabricadas con polímeros especiales que naturalmente resisten la absorción de agua (menos del 0,8 % de absorción). Estos materiales también detienen por completo las reacciones electroquímicas que provocan la corrosión. Al observar instalaciones reales en zonas de marea, también se aprecia un patrón claro: la mayoría de los espaciadores metálicos necesitan ser reemplazados cada 7 a 10 años, mientras que las versiones de plástico siguen funcionando correctamente mucho después de veinte años de servicio.

Ingeniería Resistente al Agua: Recubrimientos y Diseños de Separadores Modificados con Nanoestructuras

Recubrimientos hidrofóbicos de silano-siloxano: aumento de la eficiencia de ruptura capilar en un 73%

Nuevas técnicas de ingeniería de superficies están haciendo que los separadores tengan un rendimiento mucho mejor cuando se exponen a la humedad. Los últimos recubrimientos hidrofóbicos hechos de silano y siloxano crean barreras diminutas a nivel molecular que repelen el agua en lugar de permitir que se adhiera. Esto significa que entra mucha menos agua en los materiales a través de esos canales microscópicos que llamamos capilares. Según pruebas publicadas en el Informe de Investigación del Envolvente del Edificio del año pasado, estos recubrimientos especiales aumentan en aproximadamente tres cuartas partes la resistencia de los materiales frente a la penetración de agua en comparación con superficies no tratadas comunes. ¿Qué significa esto realmente para la construcción? Se acumula menos sal y suciedad dentro de las estructuras de hormigón, lo que hace que los puentes duren más, protege los muros de contención contra la erosión y mantiene la integridad de túneles y otras obras subterráneas donde la humedad siempre es un problema.

Separadores de polipropileno nano-modificados: absorción de agua reducida a <0,8% (frente al 4,2% de referencia)

Avances recientes en la ciencia de materiales han hecho que los materiales sean mucho más resistentes a la humedad gracias a modificaciones a nivel nano. Cuando los fabricantes incorporan partículas diminutas de sílice en el polipropileno, crean superficies que repelen el agua de manera excepcional. La absorción de agua disminuye hasta menos del 0,8 %, lo que representa una mejora de aproximadamente cinco veces respecto a los materiales anteriores, que normalmente absorbían alrededor del 4,2 %. El informe ASTM de 2024 confirma estos hallazgos. Estos materiales tratados especialmente permanecen estables incluso cuando están expuestos a presión de agua durante largos períodos. Además, cumplen con todos los requisitos establecidos por la norma ASTM C1712 para productos que deben funcionar bajo el agua o en entornos húmedos.

Esta estrategia dual—ingeniería de superficies y modificación del material en masa—ofrece separadores con un rendimiento inigualable en zonas intermareales, instalaciones de aguas residuales y otros entornos con alta humedad.

Validación en condiciones reales: Rendimiento a largo plazo de separadores en aplicaciones sumergidas y subterráneas

Puente Hong Kong—Zhuhai—Macao: rendimiento en campo de 8 años de separadores de hormigón en exposición marina

El Puente Hong Kong-Zhuhai-Macao es una prueba contundente de lo bien que resisten los separadores no metálicos en entornos marinos agresivos. Desde su inauguración en 2018, estos separadores compuestos de polímero situados bajo el agua han estado expuestos constantemente al agua salada, a movimientos de marea regulares y a niveles de cloro muy superiores a lo normal, alrededor de 35.000 partes por millón. Las inspecciones realizadas tras varios años no muestran absolutamente ningún signo de problemas de corrosión, y la capa de recubrimiento de hormigón de 50 mm permanece intacta en todas las estructuras de soporte a lo largo del puente. Esto contrasta notablemente con lo observado en pruebas similares realizadas en laboratorio con alternativas metálicas, que comenzaron a mostrar picaduras mucho antes. Lo que observamos aquí otorga a los ingenieros confianza para utilizar estos materiales en otros proyectos de infraestructura costera que enfrentan desafíos similares.

• 98 % de retención de la resistencia a compresión tras ocho años de exposición
• <0,5 mm de variación dimensional a pesar de ciclos repetidos de humectación y secado
• Sin penetración medible de cloruros en las interfaces entre hormigón y separadores

Estabilidad dimensional bajo presión hidrostática: cumple con la norma ASTM C1712 para infraestructuras subterráneas

Para infraestructuras enterradas, los separadores deben resistir la deformación bajo cargas hidrostáticas sostenidas. Pruebas rigurosas según la norma ASTM C1712 confirman que los separadores no metálicos mantienen tolerancias dimensionales críticas cuando se someten a presiones equivalentes a una columna de agua de 15 metros. Los resultados de validación incluyen:

• ±0,2 % de expansión volumétrica tras 500 horas de ciclos de presión
• cumplimiento del 100 % con las tolerancias de posicionamiento de armaduras en segmentos de túneles sumergidos
• Formación nula de vías de paso para el agua en las interfaces entre hormigón y separadores

Estos resultados confirman un rendimiento fiable a largo plazo en plantas de tratamiento de aguas residuales, oleoductos submarinos y otros entornos bajo presión, donde la estabilidad dimensional evita directamente fallos estructurales y garantiza la integridad durante toda la vida útil del diseño.

Preguntas frecuentes

• ¿Por qué se prefieren separadores no metálicos en lugar de separadores metálicos en ambientes húmedos?

  Los separadores no metálicos, fabricados con compuestos poliméricos especiales, resisten mejor las reacciones electroquímicas y los iones cloruro que los metales, evitando la corrosión y la degradación estructural en condiciones húmedas.

• ¿Cómo mejoran el rendimiento de los separadores los recubrimientos hidrofóbicos?

  Los recubrimientos hidrofóbicos, como los hechos de silano y siloxano, repelen el agua a nivel molecular, reduciendo la absorción de agua en los materiales y prolongando su integridad.

• ¿Qué ventajas ofrecen los separadores de polipropileno modificados con nano partículas?

  Estos separadores presentan tasas significativamente reducidas de absorción de agua debido a partículas de sílice integradas, ofreciendo una mayor resistencia a la humedad en comparación con materiales tradicionales.

• ¿Están validados los separadores no metálicos para aplicaciones del mundo real?

  Sí, estudios y proyectos reales, como el puente Hong Kong–Zhuhai–Macao, demuestran que los separadores no metálicos pueden mantener la integridad estructural y resistir la corrosión en entornos marinos agresivos.