Influencia del nivel de corrosión del acero de refuerzo en la capacidad estructural de vigas de concreto reforzado en viviendas típicas de Eten Puerto

Abstract

La corrosión del acero de refuerzo en ambientes marinos compromete la seguridad y durabilidad de las viviendas de concreto armado; esta investigación cuantifica su efecto sobre la capacidad estructural mediante un procedimiento integrado de laboratorio y análisis estructural. Se realizo modelación en ETABS para estimar demandas de flexión y corte, evaluando la capacidad con ϕMn/Mu y ϕVn/Vu e integrándola en el Índice Global de Capacidad (IGC), mientras que la Pérdida de Capacidad Estructural (PCE) se definió como la variación del IGC respecto del estado de referencia. El programa experimental simuló el cumplimiento normativo, induciendo corrosión a las vigas y caracterizó el acero por tracción para obtener fy, fu y diámetro residual; los niveles bajo, moderado y severo arrojaron IGC de 0.95, 0.88 y 0.71 con PCE de 14.69 %, 20.71 % y 36.35 %, confirmando una reducción progresiva atribuible estrictamente a la corrosión. La caracterización metalúrgica evidenció pérdidas de fy cercanas a 2.81 – 4.36% en nivel bajo, entre 6.38 – 10.22% en nivel moderado y entre 12.29 – 15.59% en nivel severo, con reducciones consistentes en fu y disminución del diámetro residual. En conjunto, los resultados muestran que el ambiente marino acelera la pérdida de sección y resistencia del acero y que el incumplimiento de criterios normativos en las viviendas agrava la disminución del IGC a flexión y corte; el patrón experimental ideal permite cuantificar con precisión la degradación y aporta parámetros locales para diagnóstico, mantenimiento y priorización de intervenciones.

Reinforcement steel corrosion in marine environments compromises the safety and durability of reinforced concrete housing; this research quantifies its effect on structural capacity using an integrated laboratory and structural analysis procedure. ETABS modeling was performed to estimate flexural and shear demands, evaluating capacity with ϕMn/Mu and ϕVn/Vu nd integrating it into the Global Capacity Index (GCI), while the Structural Capacity Loss (SCL) was defined as the variation of the GCI with respect to the reference state. The experimental program simulated regulatory compliance, inducing corrosion in the beams and characterized the steel by tension to obtain fy (yield strength), fu (ultimate tensile strength), and residual diameter; the low, moderate, and severe levels yielded GCIs of 0.95, 0.88, and 0.71 with SCLs of 14.69%, 20.71%, and 36.35%, confirming a progressive reduction strictly attributable to corrosion. Metallurgical characterization showed losses in fy close to 2.81 - 4.36% at the low level, between 6.38 - 10.22% at the moderate level, and between 12.29 - 15.59% at the severe level, with consistent reductions in fu and a decrease in the residual diameter. Altogether, the results show that the marine environment accelerates the loss of steel section and strength and that the non-compliance with regulatory criteria in the housing aggravates the decrease in the GCI for flexure and shear; the ideal experimental pattern allows for precise quantification of the degradation and provides local parameters for diagnosis, maintenance, and prioritization of