Prevención de la corrosión en renovables con enfoque de desempeño

El sector de las energías renovables se encuentra en plena expansión, impulsado por la necesidad global de mitigar el cambio climático y reducir la dependencia de combustibles fósiles. Tecnologías como la eólica, solar, hidroeléctrica y mareomotriz requieren infraestructuras metálicas expuestas a ambientes altamente agresivos, tales como ambientes marinos, zonas con alta radiación ultravioleta, y atmósferas con elevados niveles de humedad y agentes contaminantes. Estos factores aceleran los mecanismos electroquímicos de corrosión, poniendo en riesgo la integridad estructural, la seguridad operativa y la viabilidad económica de los proyectos.

En este contexto, la implementación de tecnologías avanzadas de prevención de la corrosión se torna imprescindible para maximizar la vida útil de los activos y minimizar costos asociados a fallos prematuros, reparaciones frecuentes y paradas no programadas. La aplicación de recubrimientos anticorrosivos de alta tecnología, junto con inhibidores especializados y sistemas de monitoreo predictivo, conforman la base de las estrategias modernas orientadas a asegurar la durabilidad en infraestructuras de energías limpias¹.

¿Qué es la protección anticorrosiva basada en desempeño?

La protección anticorrosiva tradicionalmente ha estado fundamentada en especificaciones prescriptivas que dictan la composición química, la cantidad y secuencia de capas de pintura o recubrimiento, así como parámetros de aplicación y curado. Si bien este método ha sido efectivo en escenarios controlados, su rigidez limita la adaptabilidad a condiciones operativas variables y reales, generando discrepancias entre el desempeño esperado y el observado en servicio.

El enfoque basado en desempeño representa un paradigma innovador que desplaza el foco desde las características prescriptivas hacia los resultados funcionales medibles, centrando la evaluación en criterios específicos de fallo funcional, tales como pérdida de adherencia, degradación superficial visible, pérdida de espesor de película seca (Dry Film Thickness, DFT) y aparición de defectos estructurales del recubrimiento. La validación de estos criterios se realiza a través de ensayos estandarizados en laboratorio y evaluaciones en campo que reproducen las condiciones ambientales y mecánicas a las que estará sometido el activo².

Este modelo es soportado por estándares internacionales reconocidos, como la ISO 12944-9, que especifica métodos de selección y evaluación de sistemas de pintura para estructuras offshore y ambientes de elevada agresividad corrosiva, y El estándar NACE SP 21412‑2016 establece un marco normativo para la prevención y el control de la corrosión en el contexto de la transición energética, definiendo criterios claros para evaluar la eficacia de sistemas anticorrosivos según el entorno y las exigencias del servicio³.

Factores determinantes para el ciclo de vida del recubrimiento (CLO)

Ciclo de vida del recubrimiento (CLO, por sus siglas en inglés: Coating Life Cycle, CLC), es un concepto integral que abarca desde la correcta selección y formulación del sistema protector, hasta la aplicación, del control de calidad y la evaluación continua durante la operación. Su objetivo es garantizar que el sistema de protección superficial mantenga sus propiedades funcionales sin requerir mantenimiento correctivo durante el periodo esperado.

Las variables que influyen en la extensión del CLO incluyen:

1. Condiciones ambientales específicas del sitio de instalación: La exposición a radiación UV elevada, neblinas salinas y humedad relativa alta aceleran la degradación de los recubrimientos⁴. En entornos marinos o costeros, la concentración de cloruros es un factor crítico que determina la necesidad de protección galvanizada y recubrimientos altamente resistentes.
2. Diseño del sistema de recubrimiento: La combinación óptima de imprimantes ricos en zinc, capas epóxicas intermedias con baja permeabilidad y acabados de poliuretano o polisiloxano con alta resistencia a UV y abrasión, contribuye a maximizar la protección. La compatibilidad química y mecánica entre capas es esencial para evitar fallos prematuros.
3. Calidad en la preparación superficial y aplicación: El grado de limpieza (preparación tipo Sa2.5 o superior), la homogeneidad del espesor de película seca (DFT) y el control estricto de parámetros durante la aplicación influyen decisivamente en la adherencia y durabilidad. La medición continua del DFT mediante técnicas no destructivas es una práctica recomendada para asegurar uniformidad².
4. Evaluación y monitoreo en campo: La implementación de inspecciones programadas utilizando técnicas normalizadas de evaluación visual y ensayos destructivos (pull-off tests) permite detectar signos tempranos de deterioro y planificar mantenimientos predictivos.

Tecnologías de recubrimientos y protección en energías renovables

En la industria de energías renovables, la selección e implementación de sistemas anticorrosivos avanzados han evolucionado hacia soluciones multicapa y multifuncionales que ofrecen protección tanto galvánica como de barrera. Entre las principales tecnologías se incluyen:

• Los sistemas multicapa de alto rendimiento combinan imprimantes ricos en zinc, que proporcionan protección catódica pasiva; capas intermedias epóxicas con alta impermeabilidad a la humedad; y recubrimientos de acabado a base de poliuretano o polisiloxano, que garantizan resistencia a la radiación ultravioleta, abrasión mecánica y estabilidad cromática. Estos sistemas se validan mediante ensayos acelerados de niebla salina y exposición QUV, demostrando una vida útil superior a 25 años en ambientes clasificados C5-M⁵.
• Los recubrimientos en polvo termoendurecibles han ganado aceptación en aplicaciones específicas, como bastidores y componentes eléctricos de sistemas fotovoltaicos, debido a su excelente adherencia, resistencia mecánica y ausencia de emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV). Su espesor de película seca controlado (DFT) oscila típicamente entre 70 y 120 µm, con durabilidades estimadas entre 10 y 15 años en condiciones ambientales moderadas⁴.
• Los inhibidores de corrosión inteligentes, incluyendo inhibidores volátiles (VCI) y formulaciones de liberación controlada, complementan la protección en cavidades y zonas inaccesibles a recubrimientos convencionales. La tendencia hacia compuestos biodegradables y no tóxicos asegura la compatibilidad ambiental y con materiales poliméricos integrados en sistemas compuestos⁶.
• Finalmente, la innovación en recubrimientos autorreparables incorpora microcápsulas o partículas encapsuladas que liberan agentes curativos al detectar daños o fisuras en la matriz del recubrimiento, promoviendo la regeneración autónoma y prolongando la vida útil funcional. Aunque aun en desarrollo para infraestructuras a gran escala, ya se aplica en componentes críticos de almacenamiento energético⁶.

De normas prescriptivas a enfoque basado en desempeño

Durante décadas, la selección de sistemas de protección anticorrosiva se ha guiado por especificaciones prescriptivas que detallan de forma estricta los materiales, recubrimientos y métodos de aplicación aceptables. Estas especificaciones, aunque útiles para establecer un estándar mínimo y garantizar la uniformidad en entornos operativos tradicionales, suelen limitar la innovación y la adaptación a condiciones particulares de servicio. En un escenario de creciente complejidad operativa, como el que plantea la transición energética, estas limitaciones se vuelven evidentes.

La transición hacia especificaciones basadas en desempeño responde a la necesidad de alinear los criterios técnicos con los objetivos funcionales del sistema a lo largo de su vida útil. En lugar de definir cómo debe diseñarse un sistema, estas especificaciones establecen qué debe lograr: resistencia a la corrosión bajo condiciones específicas, durabilidad en entornos altamente agresivos, compatibilidad con sistemas catódicos o híbridos, o comportamiento frente a ciclos térmicos o químicos variables.

Este enfoque permite a los proveedores seleccionar tecnologías más eficientes e innovadoras como recubrimientos avanzados de alto rendimiento, soluciones híbridas con inhibidores de corrosión por vapor (VCI) o sistemas de monitoreo inteligente, siempre que cumplan con los criterios de desempeño definidos. De esta forma, se promueve la adaptabilidad técnica y se optimiza la relación costo-beneficio sin comprometer la integridad del activo.

Normas como ISO 12944-9, que introduce criterios de desempeño específicos para recubrimientos en entornos offshore o altamente corrosivos, o iniciativas de NACE/AMPP orientadas a la confiabilidad operacional, son ejemplos clave de esta evolución normativa. En consecuencia, los profesionales de la ingeniería deben desarrollar competencias no solo en la interpretación de estándares tradicionales, sino también en la evaluación de desempeño real mediante pruebas aceleradas, monitoreo de campo y análisis de ciclo de vida del recubrimiento.

La transición de lo prescriptivo a lo funcional representa un cambio metodológico, hacia un cambio cultural en la forma en que se concibe la protección anticorrosiva: no como una receta técnica, sino como una estrategia de ingeniería integral adaptada al entorno y a las metas operativas del siglo XXI.

Evaluación de desempeño y monitoreo en campo

La garantía del desempeño anticorrosivo se fundamenta en protocolos de evaluación rigurosos que combinan técnicas de laboratorio y métodos in situ. Las pruebas incluyen medición del espesor de película seca (DFT) por métodos no destructivos, pruebas de adherencia mediante tracción (pull-off), inspección visual bajo la norma ISO 4628 para evaluar degradación por ampollamiento, tiza y corrosión superficial, así como ensayos acelerados de niebla salina (ISO 9227) y ciclos de radiación UV-condensación (ISO 16474).

La incorporación de tecnologías digitales de monitoreo, como sensores embebidos, drones de inspección equipados con cámaras de alta resolución y plataformas de análisis predictivo basadas en inteligencia artificial, facilita la detección temprana de condiciones que presagian fallos funcionales. Estas herramientas permiten optimizar la gestión del mantenimiento y prolongar la vida útil de los sistemas⁵.

Hacia una nueva cultura de protección anticorrosiva

En el contexto de las energías renovables, donde los materiales están expuestos a condiciones ambientales variables, agresivas y a veces impredecibles, la prevención de la corrosión no puede seguir limitada únicamente al cumplimiento de normas prescriptivas. Si bien estas han sido fundamentales para establecer lineamientos mínimos de protección, no siempre reflejan las condiciones reales de operación ni garantizan una durabilidad optimizada a largo plazo.

Adoptar un enfoque basado en desempeño significa diseñar, seleccionar e implementar soluciones anticorrosivas que respondan a exigencias específicas de cada proyecto, considerando factores como clima, ubicación, tipo de estructura, ciclos de mantenimiento y vida útil esperada. Este cambio de paradigma permite una ingeniería más precisa, confiable y costo-eficiente, además de impulsar la sostenibilidad y resiliencia de los activos renovables. Avanzar hacia esta visión es clave para consolidar una cultura técnica centrada en resultados reales, no solo en el cumplimiento formal de normas.

Conclusiones

El desarrollo y aplicación de tecnologías de prevención de la corrosión en energías renovables es fundamental para garantizar la fiabilidad, seguridad y sostenibilidad financiera de los proyectos. La implementación de sistemas anticorrosivos avanzados, soportados en normas internacionales y evaluados mediante especificaciones basadas en desempeño, maximiza la vida útil de los activos y reduce el impacto ambiental asociado a reparaciones y reemplazos frecuentes.

La sinergia entre recubrimientos de alto rendimiento, inhibidores inteligentes, técnicas avanzadas de monitoreo y un enfoque preventivo integral fortalece la infraestructura energética, consolidando a las energías limpias no solo como una alternativa ambiental sino también como una opción tecnológicamente robusta y económicamente viable en el mediano y largo plazo.

Referencias

1. Revie, R. W., & Uhlig, H. H. (2008). Corrosion and Corrosion Control: An Introduction to Corrosion Science and Engineering (4th ed.). John Wiley & Sons.
2. ISO. (2018). ISO 12944-9: Paints and varnishes — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems — Part 9: Protective paint systems and laboratory performance test methods for offshore and related structures. International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/74748.html
3. NACE International. (2016). SP 21412‑2016/SSPC‑CPC 1: Corrosion prevention and control planning standard practice. NACE International.
4. Funke, W. (2015). High-Performance Anti-Corrosion Coatings for Renewable Energy Applications. Progress in Organic Coatings, 78, 273–281. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2014.06.017
5. AkzoNobel. (2022). ISO 12944-6: Protective paint systems—Performance requirements for systems for corrosive environments. AkzoNobel Protective Coatings.
6. Sika Group. (2023). Performance-Based Coating Systems in Renewable Energy Applications. Recuperado de https://www.sika.com