universitat politècnica de valència

408 Pages·2014·8.2 MB·Spanish

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS

Sensores electroquímicos aplicados al estudio de la corrosión en
estructuras de hormigón armado

TESIS DOCTORAL
Presentada por:
José Manuel Gandía Romero
Dirigida por:
Dr. Juan Soto Camino
Dr. Antonio Santamaría Comes
Dra. Inmaculada Campos Sánchez

Valencia, noviembre 2014

Juan Soto Camino, Catedrático de Escuela Universitaria y Doctor en Química; 
Antonio  Santamaría  Comes,  Titular  de  Universidad  y  Doctor  Arquitecto;  
Inmaculada Campos Sánchez, Doctora en Química 

CERTIFICAN: que la presente memoria, bajo el título: “Sensores electroquímicos 
aplicados al estudio de la corrosión en estructuras de hormigón armado”, ha 
sido realizada bajo nuestra dirección en la Universidad Politécnica de Valencia en 
el programa de doctorado de  Arquitectura,  Edificación, Urbanística y Paisaje y 
constituye su Tesis para optar al Grado de  Doctor por la Universidad Politécnica 
de Valencia. 

Y para que así conste, a efectos de su presentación para optar al grado de Doctor, 
expedimos la presente que firmamos en Valencia a                        

Los directores: 

Juan Soto Camino  Antonio Santamaría Comes  Inmaculada Campos Sánchez

A la memoria de mis abuelos 
ejemplo de honestidad, entrega a la 
familia y dedicación al trabajo. De 
vosotros he podido aprender todo lo 
que no se puede encontrar en los 
libros. Gracias por todo lo que me 
enseñasteis,  por  vuestra  sonrisa, 
paciencia y consejos.

AGRADECIMIENTOS 

En primer lugar quiero expresar mi agradecimiento a mis directores de Tesis, el Dr. 
Juan Soto, el Dr. Antonio Santamaría y la Dra. Inmaculada Campos por su paciencia, 
apoyo, esfuerzo, dedicación y constancia durante todo el desarrollo de esta tesis. 
Dar las gracias también a los compañeros de laboratorio por estar siempre dispuestos 
a ayudarme a lo largo del desarrollo de los trabajos, especialmente a Román Bataller, 
Pablo Monzón, Mº Carmen Martínez, Jose E. Ramón, Rafael Calabuig y Jesús Martínez. 
Por otro lado, quiero agradecer la colabolarión prestada a los doctores Manuel 
Valcuende, Eduardo García Breijo, Mª Dolores Marcos y Jordi Payá, quienes me han 
ayudado durante toda la investigación, estando siempre disponibles. 
Quisiera  también  dar  las  gracias  al  IDM,  al  Departamento  de  Construcciones 
Arquitectónicas y a la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación por la 
ayuda  y  los  medios  prestados.  Además,  agradecer  al  Grupo  de  Durabilidad  de 
Materiales  y  Construcciones  en  Ingeniería  y  Arquitectura  por  su  acogida  y  por 
permitirme realizar una estancia de formación en los laboratorios de Ingeniería Civil 
de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante. 
Dar las gracias a toda mi familia, especialmente a mis padres y hermanos por hacerme 
feliz. Gracias por vuestra paciencia, ánimo y apoyo incondicional, sin vuestra ayuda no 
hubiera podido emprender mis estudios ni llevar a cabo muchas de las cosas que he 
hecho en mi vida. 
Finalmente quiero agradecer a la persona con quien he compartido inquietudes, 
vivencias y decisiones,  Maria Jesús, su comprensión, apoyo, cosejos y sobre todo por 
su energía, que me permite afrontar ilusionado cualquier experiencia.

RESUMEN 
La corrosión de las armaduras es una de las principales causas que afectan a la 
durabilidad de las estructuras y a su vida útil. La carbonatación del hormigón y la 
acción  de  iones  agresivos,  principalmente  los  cloruros,  son  los  procesos  que 
mayor  riesgo  suponen  para  la  corrosión  de  las  armaduras.  El  control  y 
monitorización mediante técnicas no destructivas como los sensores integrados 
permite obtener información a tiempo real de aquellos factores que pueden 
favorecer los procesos de corrosión.  
En el presente trabajo se exponen los resultados de varios estudios. En primer 
lugar,  se  detalla  el  proceso  de  fabricación,  caracterización  y  evaluación  de 
diferentes tipos de sensores electroquímicos para el control del acceso de iones 
cloruro y la medida del pH del hormigón. Los sensores se han fabricado en 
tecnología de microelectrónica híbrida, concretamente en tecnología thick film. 
A continuación se propone un nuevo modelo de medida de la resistividad en 
hormigones que permita  valorar de forma indirecta la probabilidad de corrosión 
de las armaduras. A partir de los resultados obtenidos en un trabajo previo donde 
se había estudiado la conductividad en una celda electrolítica se desarrolla una 
metodología alternativa al método directo y al de cuatro puntas que permite 
monitorizar la evolución de la resistividad de los hormigones endurecidos. 
Finalmente,  se  aplican  metodologías  de  análisis  multivariante  (Principal 
Component  Analysis)  en  combinación  con  técnicas  electroquímicas  dinámicas 
tradicionales para obtener información del agente que causa la corrosión, por lo 
que puede ser una herramienta muy útil para el conocimiento fundamental del 
material metálico objeto de estudio.