El acero patinable (inglés weathering steel; en China normalizado por la GB/T 4171-2008 como acero de construcción resistente a la corrosión atmosférica) es un acero de baja aleación que, mediante adiciónes de cobre, cromo y níquel con fósforo y silicio controlados, desarrolla en servicio una patina densa y bien adherida que reduce progresivamente la corrosión atmosférica. La pregunta de si puede quedarse sin pintura es, por tanto, una cuestión de datos medidos del ambiente y no de reclamo comercial.
Lo esencial
- Sin pintura no significa sin corrosión: la patina reduce la velocidad. El criterio es la combinación de depósito de cloruros y velocidad a largo plazo, no el nombre de la calidad.
- Las guías publicadas fijan para el acero patinable convencional sin recubrimiento un techo de 6-12 mg/(m2 d) de cloruros y una velocidad media que no debe pasar de 6 µm/año.
- El aire marino amplifica las diferencias: en Malé (Cl- 432,3 mg/(m2 d)) la velocidad prevista a veinte años es 69,28 µm/año para la calidad convencional frente a 18,23 µm/año para una calidad con 3 % de níquel, muy por encima del criterio.
- La calidad de la patina depende del tiempo de humectación: por debajo de alrededor del 20 % de tiempo mojado aparece una capa protectora en pocos meses; donde se estanca el agua, en juntas y en zonas de secado lento, el óxido se exfolia y ya no protege.
- La pintura sigue siendo necesaria en cavidades interiores de secciónes cerradas y uniones, ante sales de deshielo, en atmósferas industriales con alto SO2, en zona de spray marino, en contacto con inoxidable o aluminio y cuando la tolerancia de corrosión no cubre la pérdida medida.
- Convierte la decisión en verificable: clasifica el emplazamiento con ISO 9223 / GB/T 19292.1-2018, expone probetas al menos un año, extrapola la pérdida con GB/T 41756-2022 y sólo después elige entre uso en bruto, sistema reducido, sistema completo ISO 12944 o metalización por proyección.
Datos y criterios de aceptación
| Parámetro | Valor y unidad | Origen y uso |
|---|---|---|
| Pérdida el primer año del acero al carbono | C1 <=1,3; C2 >1,3-25; C3 >25-50; C4 >50-80; C5 >80-200; CX >200 µm | ISO 9223:2012 (equivalente chino GB/T 19292.1-2018). Punto de partida de toda discusión sobre el uso en bruto. |
| Techo de salinidad para el uso en bruto convencional | 6-12 mg/(m2 d) | Guías japonesas de 1993, equivalentes a unas 5-6 µm/año en régimen estacionario. |
| Velocidad admisible sin recubrimiento | <=6 µm/año | Umbral citado en artículos de revisión: por encima, se mantiene el sistema de pintura. |
| Pérdida de protección en ambiente clorurado | velocidad multiplicada por seis | Estudio estadounidense sobre patinas de puentes: con unos 1,5 % en masa de cloro no se forma patina protectora. |
| Q355GNH: composición y propiedades mecánicas | C <=0,12 %, Si 0,20-0,75 %, Mn <=1,00 %, P 0,07-0,15 %, S <=0,020 %, Cu 0,25-0,55 %, Cr 0,30-1,25 %, Ni <=0,65 %; con espesor <=16 mm ReL >=355 MPa, Rm 490-630 MPa, A >=22 % | GB/T 4171-2008. La serie GNH logra la estabilidad de la patina con fósforo elevado, de modo que las soldaduras muy restringidas en chapa gruesa exigen procedimiento calificado. |
| Estabilización acelerada (ejemplo de patente) | inmersión 0,5 h; ciclo húmedo-seco de 12 h a 25 +/- 3 °C y 60-70 % de humedad relativa, dos veces al día durante tres días; después una capa semipermeable de unos 80 µm secada 24 h a temperatura ambiente | Patente china CN202211055590.9, para acero patinable de puente. |
| Variante pintada: espesor seco nominal | C4 alta durabilidad 2 capas / 240 µm; C5 muy alta 3 capas / 320 µm | Sistemas mínimos para acero nuevo en el anexo B de la EN ISO 12944-5 (síntesis de tercero: verificar el texto oficial antes de licitar). |
| Diferencia de coste en el ciclo de vida | 11 % a 21 % menor (horizontes de 100 / 150 / 200 años) | Wang Chunsheng y otros, Journal of Traffic and Transportatión Engineering 2024, 24(3): 69-81, DOI 10.19818/j.cnki.1671-1637.2024.03.004. |
Por qué el óxido protege y cuándo deja de hacerlo
Una patina de dos capas
Tras larga exposición la patina presenta una capa interna densa, con óxido de hierro amorfo de tipo espinela y goethita (alpha-FeOOH), bajo una capa externa más suelta rica en lepidocrocita (gamma-FeOOH). El cobre, cromo, níquel y fósforo aceleran la densificación interna, elevan la relación alpha/gamma y reducen la actividad electroquímica de los productos de corrosión: por eso cae la velocidad anual con el tiempo.
El tiempo de humectación, interruptor oculto
Los ensayos a la intemperie publicados dan un límite empírico: con la superficie mojada menos del 20 % del tiempo, el carácter protector aparece en pocos meses y se consolida en una década. Cerca del agua, con niebla o con drenaje deficiente aumenta la maghemita, disminuye la goethita nanofásica y la patina se exfolia. Dos caras de un mismo perfil pueden comportarse de forma muy distinta.
Cómo el cloro rompe el mecanismo
El cloro atraviesa la patina y se concentra en la interfaz con el acero, baja el pH local y forma akaganeíta (beta-FeOOH) electroquímicamente activa. Las calidades convencionales suelen contener menos de 0,4 % de níquel y resisten poco; las calidades al 3 % de níquel cambian la selectividad iónica de la patina y expulsan el cloro hacia fuera: nueve años de exposición marina a 79 mg/(m2 d) dieron unas veinte veces la resistencia del acero patinable convencional. Esa ventaja relativa no convierte el medio marino en apto para el uso en bruto.
Los límites del uso en bruto, caso por caso
| Depósito de Cl- mg/(m2 d) | Convencional: año 1 µm / veinte años µm por año | Ni 3 %: año 1 µm / veinte años µm por año | Ruta recomendada |
|---|---|---|---|
| <=6 (rural, urbano seco) | normalmente por debajo de 6 µm/año | sin dato | Uso en bruto admisible; drenaje y eliminación de juntas obligatorios |
| unos 18 (marino débil) | 13,78 / 7,57 | 19,66 / 4,44 | La calidad convencional ya supera el criterio: sistema reducido o revaluar la calidad al níquel |
| unos 30 (marino medio) | 35,56 / 7,49 | 28,53 / 3,83 | Pintar la convencional; el níquel en bruto sólo se defiende con un detalle constructivo cuidado |
| unos 75 (marino severo) | 54,78 / 11,54 | 42,58 / 5,72 | Fuera del alcance del uso en bruto: sistema C5 según ISO 12944 o metalización |
| 432,3 (marino tropical, Malé) | 74 / 69,28 | 49 / 18,23 | Pintura obligatoria; el uso en bruto es un riesgo inaceptable |
Las calidades implicadas son la Q355GNH (P 0,07-0,15 %, correspondiente a S355J0WP/S355J2WP, SPA-H y A242 Type 1), la Q355NH (P <=0,030 %, correspondiente a S355J0W/J2W/K2W, SMA490AW-BW-CW y A588M) y la Q295GNH para estructuras ligeras; las equivalencias proceden del anexo de la GB/T 4171-2008 y no implican igualdad de subclases de calidad.
Los daños vienen del detalle más que del material
- Bolsas de agua y juntas: diafragmas interiores, raíces de rigidizadores y placas de apoyo permanecen húmedas y pierden sección mucho más de lo que sugiere la clasificación general.
- Orientaciónes distintas: la cara a barlovento recoge sal, la cara a la sombra seca lento; la inspección se registra cara por cara.
- Escurrimientos de óxido: en los primeros años el agua ferruginosa mancha hormigones y pavimentos; conduce el escurrimiento o estabiliza la patina antes.
- Contacto con inoxidable o aluminio sin aislamiento ni recubrimiento: ataque localizado acelerado.
- Cordones de soldadura, bordes cortados con soplete y zonas enderezadas en caliente tienen laminilla dura y adherente y se oxidan de forma irregular; los trabajos publicados recomiendan pulido o granallado previo.
Cuándo el recubrimiento sigue siendo obligatorio
- Ambientes marinos por encima de unos 30 mg/(m2 d) de cloruros, zona de salpicadura y piezas expuestas a niebla de sales de deshielo.
- Atmósferas industriales con alto SO2, plantas químicas, granjas e instalaciónes de fertilizantes donde amoníaco y humedad se suman.
- Cavidades internas, dobles paredes y zonas bajo aislamiento que no pueden secar.
- Arquitectura que exige uniformidad de color o prohíbe las manchas de óxido.
- Piezas estructurales cuya tolerancia de corrosión no absorbe la pérdida medida durante la vida útil.
| Caso | Preparación del soporte | Sistema (capas x espesor seco nominal) | Nota |
|---|---|---|---|
| C3 en interior, largo periodo sin mantenimiento | Sa 2,5, perfil de granalla medio a grueso (ISO 8503) | epoxi + poliurético, 2 capas, 160-200 µm | El acero patinable no relaja los requisitos de preparación |
| C4 costero, 1-3 km del mar | Sa 2,5 más pretratamiento de aristas | epoxi rica en zinc + epoxi MIO + PU, 3 capas, 240 µm | Soldaduras y bordes según ISO 8501-3 |
| Esquema de puente de larga vida (estudio de costes) | Sa 2,5 | EP zinc 80 µm + MIO 40 µm + acabado 60-70 µm | Acabado alquídico, poliurético o fluorado |
| Marino C5 / zona de salpicadura | Sa 2,5 o Sa 3 | Zn-Al proyectado en caliente + sellador + acabado (duplex) | Protección catódica del metal, efecto barrera del sellador |
| Repintado tras años en bruto | Retirar el óxido suelto hasta St 3 / Sa 2,5 y controlar sales solubles | convertidor o epoxi barrera y luego sistema de acabado | El cloro residual provoca ampollamiento precoz |
Superficies de fricción y pernos de alta resistencia
Los trabajos chinos publicados sobre estabilización de patina señalan que soldaduras, zonas enderezadas y superficies cortadas se oxidan lento y de forma irregular, y que en uniones atornilladas de alta resistencia el coeficiente de deslizamiento puede no alcanzarse antes del tratamiento, mejorando después. El coeficiente de deslizamiento es una cuestión de seguridad estructural: se demuestra con ensayos según la norma de cálculo, nunca por suposición.
Tres problemas al pasar de bruto a pintado
- La patina densa no es imprimación ni soporte fácil de lijar: el granallado hasta el grado exigido cuesta más que un pintado inicial.
- El cloro atrapado provoca ampollas en los primeros años; mide sales solubles (método Bresle) antes de elegir un sellador.
- La geometría compleja (angulares, celosías, interiores de caja) hace del pretratamiento de aristas y agujeros el factor decisivo de la duración.
Estabilizar la patina de forma deliberada
El primero a tercer año de una estructura en bruto es el periodo de las quejas: colores desiguales, polvo de óxido, escurrimientos amarillos. Dos familias de procesos lo acortan. La más extendida es el riego cíclico o la inmersión, que acelera la formación de alpha-FeOOH; el ejemplo de patente citado aporta parámetros auditables. Para mobiliario urbano y fachadas, la literatura china describe películas acrílicas en emulsión acuosa con estabilizantes tipo molibdato de sodio e hidróxido de hierro; también caben acabados transparentes o semitransparentes, siempre que el intervalo de reaplicación quede escrito en el plan de mantenimiento, porque un sellador envejecido se manifiesta como manchas.
Ensayos y aceptación: lo que debe constar en la especificación
- Clasificación del emplazamiento: depósito de SO2 y cloruros según ISO 9225 / GB/T 19292.3, velocidad el primer año según ISO 9226 / GB/T 19292.4, categorías según ISO 9223:2012 / GB/T 19292.1-2018.
- Verificación del material: composición y mecánica según GB/T 4171-2008; índice de resistencia relativa por el método 2 de la GB/T 41756-2022 (ecuación de Legault-Leckie sobre datos de Larabee-Coburn, válida sólo para sistemas Cu-Ni-Cr-Si-P); pérdida a largo plazo por el método 1 de extrapolación logarítmico-potencial con al menos tres puntos, el primero tras la formación de patina estable, es decir no menos de un año de exposición en atmósfera industrial y marina.
- Diagnóstico de la patina: sección pulida con MEV más difracción de rayos X para la estructura interna/externa y la relación alpha/gamma; un aumento neto de beta-FeOOH señala penetración de cloro.
- Obras pintadas: estadística de espesores según ISO 19840 / ISO 2808, adherencia según ISO 4624, envejecimiento clasificado según la serie ISO 4628.
- Seguimiento en servicio: define puntos de medida de la pérdida de sección a los tres, cinco y diez años, e incorpora la cláusula según la cual superar el criterio de velocidad traslada la pieza al régimen de mantenimiento pintado.
Economía, bien contada
El estudio chino de ciclo de vida comparó tres puentes de acero patinable sin pintura con cuatro escenarios pintados sobre horizontes de 100, 150 y 200 años: la opción en bruto cuesta entre un 11 % y un 21 % menos, y la diferencia se reparte entre acero y consumibles de soldadura, inspección de la patina, mantenimiento del recubrimiento y costes ambientales y de usuario por cortes de tráfico. Dos sensibilidades pesan: llevar el lavado de una vez cada seis años a una vez por año consume entre el 5 % y el 11 % de esa ventaja, y en cuanto haya que pintar cerca del 70 % de la superficie, el puente en bruto se vuelve el más caro.
Para proyectos de exportación entregamos por eso dos rutas en paralelo en la oferta y en el acuerdo técnico: una ruta en bruto con clasificación del sitio, plan de probetas y umbrales de inspección; otra con sistema reducido o completo basado en los mínimos del anexo B de la EN ISO 12944-5 (240 µm para C4 alta durabilidad, 320 µm para C5 muy alta). Condiciónes EXW o FOB, con ficha técnica, ficha de seguridad y ficha de aplicación.
Preguntas frecuentes
Q1 ¿Se puede pintar el acero patinable como un acero al carbono común?
Sí, y en la mayoría de los usos industriales conviene hacerlo. La laminilla de laminación y el óxido deben retirarse igualmente hasta Sa 2,5 con perfil controlado; lo de «patinable» no cambia la preparación.
Q2 Nuestro emplazamiento está a dos kilómetros del mar: ¿podemos dejarlo en bruto?
La distancia no es el criterio; dominan viento, orografía y sombra. Mide el depósito de cloruros: por encima de unos 12 mg/(m2 d) la tesis del bruto se debilita para las calidades convencionales y por encima de 30 mg/(m2 d) sólo es defendible con calidades al níquel y un detalle muy cuidado.
Q3 ¿Cómo conservar el aspecto de óxido en una pieza de paisaje sin manchar las paredes?
Estabiliza la patina en taller, aplica un sellador transparente o semitransparente y diseña el escurrimiento para que el agua ferruginosa no corra sobre soportes claros. El sellador es un recubrimiento: envejece y debe reaplicarse.
Q4 ¿Qué hacer con las superficies de fricción de una estructura en bruto?
Calificarlas con ensayos. Los trabajos publicados muestran déficit de resistencia al deslizamiento antes del tratamiento y mejora después; los valores y las reinspecciónes siguen la norma de cálculo.
Q5 ¿El acero patinable es más barato que la galvanización en caliente o el Zn-Al-Mg?
Sólo dentro de un mismo marco. Las tres soluciónes envejecen de forma distinta: compara en el mismo horizonte y en la misma clase de corrosividad con velocidades medidas, y recuerda que el Zn-Al-Mg tiene riesgos propios en atmósfera amoniacal.
Q6 ¿Se puede repintar una estructura oxidada durante diez años?
Sí, con una preparación más pesada: retirar el óxido suelto y exfoliado hasta el grado exigido, controlar sales solubles, aplicar convertidor o barrera y luego el sistema de acabado. Pintar directamente sobre óxido activo suele producir ampollas en una o dos estaciónes húmedo-seco.
Q7 ¿Cómo evitar pedir la calidad equivocada?
En el anexo técnico indican número de norma, calidad, rango de fósforo, subclase de resiliencia, estado de suministro y requisitos de ensayo ultrasonoro. El Q355GNH (P 0,07-0,15 %) y el Q355NH (P <=0,030 %) difieren tanto en soldabilidad como en estabilidad de patina.
Referencias
- GB/T 4171-2008 Aceros de construcción patinables; serie GB/T 30790 (adopción idéntica de ISO 12944).
- GB/T 19292.1-2018 (publicada el 14-05-2018, en vigor el 01-02-2019, sustituye a GB/T 19292.1-2003); GB/T 19292.2 / .3 / .4-2018; ISO 9223:2012.
- GB/T 41756-2022 Estimación de la resistencia a la corrosión atmosférica de aceros de baja aleación (publicada el 12-10-2022, en vigor el 01-02-2023).
- EN ISO 12944-5:2020 / ISO 12944-5:2018 Sistemas de pintado de protección.
- Development and optimizatión of Ni-advanced weathering steel: a review, 2021 (techo de salinidad, criterio de 6 µm/año, datos de Malé y España).
- Wang Chunsheng y otros, Life-cycle economic evaluatión model of long lasting weathering steel bridges, Journal of Traffic and Transportatión Engineering 2024, 24(3): 69-81, DOI 10.19818/j.cnki.1671-1637.2024.03.004.
- Patente china CN202211055590.9, estabilización de la patina con capa semipermeable para acero patinable de puente.
- Modern Paints and Coatings 2025, 28(12): 69-72, tratamiento de estabilización de la patina (soldaduras, bordes cortados, uniones atornilladas).
Las cifras proceden de textos normativos, artículos y documentos de patente publicados; los valores marcados como síntesis de tercero deben comprobarse en el texto oficial antes de cualquier uso contractual.
Actualizado: 2026-10-23 | Preparado por el departamento técnico de Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd., especialista en recubrimientos de protección pesada; condiciónes EXW / FOB con ficha técnica, SDS y ficha de aplicación.