Evolución histórica de las Tuberías de hierro fundido gris y dúctil en su protección contra los efectos de la corrosión

La protección contra la corrosión interna y externa de las tuberías de fundición, sea por acción del agua, o por acción del suelo con el que está en contacto, así como la calidad del agua transportada por las tuberías, ha sido motivo de estudio, ensayos, y aportación de soluciones a los diversos problemas que se han ido presentando en el tiempo.

A lo largo de la historia de las conducciones con tubería de fundición, se han ido resolviendo problemas que ahora nos resultan obvios. Las primeras tuberías de fundición gris se suministraban sin revestir, ni externa ni internamente. Se comprobó que el interior de la tubería se veía afectado por ciertos tipos de agua por lo que se propuso el uso de un revestimiento bituminoso para proteger su interior. Sin embargo, si el agua transportada era blanda o ácida, ésta se volvía de un color pardo – rojizo, como el color del ácido, y se detectaba una reducción de sección del tubo y por tanto, una disminución en el caudal que circulaba por el mismo.

La causa estaba en el efecto denominado “tuberculización”, proceso por el que el agua con carácter corrosivo penetra en los poros de la capa de protección bituminosa y desarrolla montículos ásperos compuestos por productos de la corrosión del hierro que hace disminuir la luz del tubo y aumentar de esta manera la resistencia al flujo del agua.

Era necesario encontrar un tipo de revestimiento capaz de evitar este proceso de tuberculización y mejorar así las características del flujo.

 

Revestimiento interior de mortero de cemento

Hasta el año 1922 no se dio con la solución al problema, que no era otra que revestir internamente los tubos de hierro con una capa de mortero de cemento. Fue la ciudad de Charleston, Carolina del Sur, EE.UU. donde se instalaron las primeras tuberías de fundición gris con revestimiento interior de mortero de cemento.

Sin embargo, si bien se pudo resolver el problema de la tuberculización, los problemas no acabaron aquí.

Los gestores del suministro de agua observaron que seguían apareciendo problemas con aguas blandas y que la dureza y el pH del agua aumentaba durante los primeros meses después de la puesta en servicio de la conducción. Esto se debe a que los morteros de cemento en contacto con aguas blandas tienden a reaccionar con el contenido en calcio de los morteros y a formar una capa de silicatos de calcio en forma de gel sobre la superficie interior del tubo. Además está reacción favorece la transferencia de materiales inorgánicos al flujo transportado.

Con o sin “Seal Coat”

La solución adoptada para mitigar los efectos descritos anteriormente es el uso del llamado “Seal Coat”. De acuerdo a la Norma Internacional para el seal coat, ISO 16132:2016 (Ductile iron pipes and fittings — Seal coats for cement mortar linings), el objetivo principal del seal coat es reducir el contacto entre los morteros de cemento y el fluido transportado en el interior del tubo, disminuyendo así la eventual transferencia de materiales inorgánicos en el flujo de agua.

La DIPRA (Ductile Iron Pipe Research Association), a instancias de la AWWA, en EE.UU. ha establecido la diferenciación entre revestimientos de mortero de cemento con o sin “seal coat”, (capa de sellado que evita el aumento de pH) según las propiedades del agua, generalmente utilizada en cementos con contenido en yeso, como los cementos blancos. Este tipo de cemento es también conocido como “OPC” (Ordinary Portland Cement). Esta organización manifiesta que el ámbito de utilización de las tuberías revestidas con mortero de cemento y seal coat es de pH4 a pH12 para redes de agua potable.

En Reino Unido, la Normativa 31 de la WS, segmenta los revestimientos interiores permitidos con o sin seal coat, atendiendo a la seguridad de que no van a producir migraciones del cemento que alteren las características del agua.

Cemento Portland

A diferencia de estos mercados de influencia sajona, en general en Europa, la capa de sellado Seal Coat no es habitual. El revestimiento interior utilizado es el cemento Portland o el cemento de alto horno. Así mismo, excepcionalmente para aguas crudas sin tratar, o aguas ácidas, se permite el uso de los cementos de alto contenido aluminoso (el ámbito de utilización de estos tipos de cementos se recoge en las propias normas EN 545 y la ISO 2531).

Conclusiones

En definitiva, lo que se pretende desde sus orígenes históricos con el uso del revestimiento interior de cemento es dotar a la tubería de hierro, hoy en día de hierro dúctil, de una protección frente a la agresividad del agua transportada,entendida como una alianza química entre el cemento, el hierro y el agua.

Dependiendo de las características del fluido, los requisitos de esta protección varían y por lo tanto su comportamiento será distinto.

A día de hoy, nos encontramos con cementos para aplicaciones específicas que atienden a distintas naturalezas y problemáticas. Sin embargo, también existen revestimientos de protección mecánica que podrían ser objeto de un nuevo artículo.

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