DESARROLLO HISTÓRICO DE LOS REVESTIMIENTOS
DE MORTERO DE CEMENTO
Las primeras tuberías de hierro gris no tenían revestimiento o recubrimiento exterior, simplemente eran instaladas en las condiciones en que salían de los moldes después del proceso de limpieza. Después de muchos años se hizo evidente que el interior de la tubería podía ser afectado por ciertos tipos de aguas. El uso de recubrimientos del tipo bituminoso se propuso y la mayor parte de la tubería de hierro gris vendida para sistemas de agua después del año 1860 se suministró con un recubrimiento y revestimiento interior bituminoso aplicado en caliente, usualmente, de una resina de alquitrán fundida. En algunos sistemas en donde el agua era relativamente dura y ligeramente alcalina la protección bituminosa era, en general, efectiva; en cambio cuando el agua era ácida o suave, se encontró que ocurrían problemas, tales como que el agua se volvía rojiza o mohosa, y se presentaba una reducción gradual en la capacidad del flujo a través del tubo. El agua agresiva penetraba las fallas en la cubierta de alquitrán y se producía incrustación. La necesidad de un revestimiento mejor de la tubería para combatir la incrustación condujo a investigación y experimentos con mortero de cemento como un material para el revestimiento.
En 1922 ACIPCO desarrolló el primer tubo de hierro gris revestido con cemento, el cual fue instalado en los sistemas de distribución de agua de Charleston, Carolina del Sur. Esta tubería se revistió utilizando una lanza que se movía a lo largo del tubo y que proyectaba el mortero en forma circular sobre las paredes del mismo. Las pruebas de fricción del flujo conducidas en 1981 muestran que esta tubería, que fue la originalmente revestida con cemento, ha conservado un coeficiente de Hazen-Williams (valor "C") de 130.
Desde 1922 se han logrado grandes mejoras en la producción del revestimiento de cemento para tuberías de hierro, los tubos revestidos con mortero se centrifugan en la planta para asegurar que el máximo control de calidad posible se mantiene y que un espesor uniforme del mortero es constante a lo largo de todo el tubo. Los revestimientos de cemento evitan la incrustación al crear un medio de alto pH en la pared del tubo y proporcionando una barrera física contra el agua. Los revestimientos de cemento también son lisos, lo cual resulta en un alto coeficiente de flujo. La tubería de hierro dúctil instalada en los sistemas de agua de la actualidad normalmente se suministra con un revestimiento de mortero de cemento a menos que el cliente especifique algún otro tipo. Para las tuberías de hierro gris aún en servicio que no tienen revestimiento interior, se puede hacer un trabajo de limpieza y revestido en la obra en forma económicamente factible para restablecer la capacidad hidráulica.
PROPIEDADES DE REVESTIMIENTOS DE CEMENTO
Las propiedades protectoras de los revestimientos de cemento se deben a dos características del cemento: la primera es una reacción químicamente alcalina del cemento, y la segunda es la reducción gradual de la cantidad de agua en contacto con el metal. Cuando un tubo revestido de cemento se llena con agua, el agua permea los poros del revestimiento liberando una considerable cantidad de hidrato de calcio. El hidrato de calcio reacciona con el bicarbonato de calcio en el agua para precipitar carbonato de calcio, el cual tiende a tapar los poros del mortero y prevenir el paso de agua adicional. La primera agua en contacto con el hierro a través del revestimiento, disuelve algo del metal, pero la cal libre tiende a precipitar el hierro como un hidróxido de hierro, lo cual también obtura los poros del cemento. Los sulfatos también se precipitan como sulfato de calcio. A través de estas reacciones, el revestimiento proporciona una barrera física y química ante el agua corrosiva.
COMPORTAMIENTO A LA FLEXIÓN
Se han hecho pruebas de flexión anular en tubos completos revestidos de mortero de cemento para verificar su comportamiento bajo cargas de relleno del terreno. Estas pruebas han revelado que las fallas del revestimiento de mortero de cemento y su subsecuente desprendimiento ocurren a los lados del tubo, a las tres y a las nueve horas del reloj debido a compresiones con deflexiones en el rango del 6 al 12% del diámetro inicial. El diseño del espesor de la tubería de hierro dúctil limita la desviación máxima permisible del diámetro del tubo a un 4%. Esto da como resultado un factor de seguridad mínimo de 1.5 y a veces tan alto como 3.
El agua acarrea distintas cantidades de diferentes iones como resultado de sales solubles presentes en los suelos. El agua que tiene muy bajo contenido de iones es muy agresiva al hidróxido de calcio contenido en los cementos hidratados debido al bajo contenido de carbonatos y bicarbonatos del agua. Las aguas blandas pueden también tener características ácidas debidas a la presencia de CO2 libre.
RESISTENCIA A AGUAS BLANDAS Y ÁCIDAS
Cuando el revestimiento de mortero de cemento está sujeto a la presencia de agua muy blanda, el hidróxido de calcio, CA(OH)2, aparece como lechada. La concentración de lechadas se incrementa con la agresividad del agua y el tiempo residual de la misma en el tubo y es inversamente proporcional al diámetro del tubo. Estas aguas también atacan los hidratos de silicato de calcio, los que forman la mayor proporción de los hidratos de cemento. Aunque el hidrato de silicato de calcio es casi insoluble, las aguas blandas pueden hidrolizarlos progresivamente y transformarlos en sílica gel, que resulta en una superficie suave con baja resistencia mecánica.
El sello del recubrimiento retardará este proceso de la lechada y la atacará en gran parte. Sin embargo, como se menciona antes, hay muy pocos países que tienen aguas lo suficientemente agresivas como para hacer necesario el uso de un sello del revestimiento. También, aguas tan agresivas pueden causar que los metales tóxicos desprendan lechadas en las instalaciones caseras, dificultando que el agua pase los estándares de calidad requeridos para el suministro a los clientes. Entonces, los estándares de calidad del agua, que requieren de aguas más químicamente balanceadas pueden hacer que estas comunidades traten sus aguas para disminuir la necesidad del sello del revestimiento.
Se insta a los sistemas de agua o los municipios que estén preocupados acerca de la agresividad del agua contra el revestimiento de mortero de cemento sin sello, a seguir el procedimiento detallado de la sección II A, "uso del sello de revestimiento" en el preámbulo a la norma ANSI/AWWA C104/A21.4, para determinar si el revestimiento de mortero de cemento sin el sello será de una dureza o alcalinidad inconvenientes para el agua.
También en casos en donde las municipalidades o sistemas de servicio están preocupados acerca de agua que puede ser agresiva, se pueden considerar revestimientos de cemento de mayores espesores. Por favor consulte con ACIPCO para información de revestimientos de cemento más gruesos que el estándar AWWA C104 o ISO 4179.
Los revestimientos de mortero de cemento estándar o normales sin sello para tubería de hierro dúctil, generalmente se consideran adecuados para uso continuo con valores de pH entre 6 y 12. Para servicio con pH fuera de este rango, consulte a ACIPCO. | 
