Corrosión

Materiales. Metales. Propiedades físicas. Reacciones químicas. Deterioro. Sistemas de protección. Aleaciones. Clasificación

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CORROSION

INTRODUCCION

Del total de aceros fabricados al año en los países desarrollados, se dice que un 10% se pierde en forma directa por corrosión y otro 10% por concepto de daños mecánicos, fallas de instalaciones y ortos fenómenos.

CORROSION

Corrosión es un ataque de un metal por reacción en su medio ambiente.

Corrosión, desgaste total o parcial que disuelve o ablanda cualquier sustancia por reacción química o electroquímica .

El término corrosión se aplica a la acción gradual de agentes naturales, como el aire o el agua salada sobre los metales.

El tema tiene gran interés practico ya que se ha comprobado en numerosos países que los perjuicios ocasionados por la corrosión representan el 1.5% y 3.5% del producto bruto nacional, sin recurrir a medios muy agresivos si no considerando solamente la atmósfera se encuentra que la mayoría de los metales en contacto con el medio ambiente forman un sistema termodinamicamente inestable con la única excepción de unos pocos metales llamados nobles(oro, platino,etc) todos los demás metales en contacto con el aire deberian reaccionar rápidamente y transformándose en óxidos

El ejemplo más familiar de corrosión es la oxidación del hierro, que consiste en una compleja reacción química en la que el hierro se combina con oxígeno y agua para formar óxido de hierro hidratado. El óxido es un sólido que mantiene la misma forma general que el metal del que se ha formado, pero con un aspecto poroso, algo más voluminoso, y relativamente débil y quebradizo.

CLASIFICACION

Una clasificación de los procesos de corrosión que tiene en cuenta el medio en que se desarrolla es la que permite distinguir los diversos factores que influyen:

De acuerdo a la naturaleza del medio corrosivo

-Corrosión Gaseosa

-Corrosión Atmosférica

-Corrosión Liquida

-Corrosión Subterránea

De acuerdo a su mecanismo

-Corrosión Química, ocurre cuando el metal reacciona con un medio ionico y la característica principal es que no hay circulación de corriente.

-Corrosión Electroquimica, ocurre cuando el metal reacciona con un medio electrolito y se produce acompañada por la circulación de corriente .La mayoría de los procesos de corrosión por agua de mar y soluciones de sales ácidas

De acuerdo a la apariencia del metal corroído

-Corrosión Uniforme

-Corrosión Localizada

PRINCIPALES AGENTES CONTAMINANTES PARA LA CORROSION ATMOSFERICA

-Atmosférica

Oxidación Corrosión, Radiación solar, Corrosión marina

-Biológica Corrosión Microbiologíca

-Mecánica Corrosión bajo tensión y relacionadas con fuerzas externas

CORROSION DE ESTRUCTURAS ENTERRADAS

Se entiende por corrosión la interacción de un metal con el medio que lo rodea, produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicas como químicas. Las características fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre en presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas estas anódicas y catódicas: una reaccción de oxidación es una reacción anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal (corrosión) y, consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal.

Este mecanismo que es analizado desde un punto de vista termodinámico electroquímico, indica que el metal tiende a retornar al estado primitivo o de mínima energía, siendo la corrosión por lo tanto la causante de grandes perjuicios económicos en instalaciones enterradas. Por esta razón, es necesario la oportuna utilización de la técnica de protección catódica.

Se designa químicamente corrosión por suelos, a los procesos de degradación que son observados en estructuras enterradas. La intensidad dependerá de varios factores tales como el contenido de humedad, composición química, pH del suelo, etc. En la práctica suele utilizarse comúnmente el valor de la resistividad eléctrica del suelo como índice de su agresividad; por ejemplo un terreno muy agresivo, caracterizado por presencia de iones tales como cloruros, tendrán resistividades bajas, por la alta facilidad de transportación iónica.

La protección catódica es un método electroquímico cada vez más utilizado hoy en día, el cual aprovecha el mismo principio electroquímico de la corrosión, transportando un gran catódo a una estructura metálica, ya sea que se encuentre enterrada o sumergida. Para este fin será necesario la utilización de fuentes de energía externa mediante el empleo de ánodos galvánicos, que difunden la corriente suministrada por un transformador-rectificador de corriente.

El mecanismo, consecuentemente implicará una migración de electrones hacia el metal a proteger, los mismos que viajarán desde ánodos externos que estarán ubicados en sitios plenamente identificados, cumpliendo así su función

A está protección se debe agregar la ofrecida por los revestimientos, como por ejemplo las pinturas, casí la totalidad de los revestimientos utilizados en instalaciones enterradas, aéreas o sumergidas, son pinturas industriales de origen orgánico, pues el diseño mediante ánodo galvánico requiere del cálculo de algunos parámetros, que son importantes para proteger estos materiales, como son: la corriente eléctrica de protección necesaria, la resistividad eléctrica del medio electrólito, la densidad de corriente, el número de ánodos y la resistencia eléctrica que finalmente ejercen influencia en los resultados.

FORMAS DE EVITAR LA CORROSION

Hay tres métodos para evitar la oxidación del hierro :

  • Mediante aleaciones del hierro que lo convierten en químicamente resistente a la corrosión

  • impregnándolo con materiales que reaccionen a las sustancias corrosivas más fácilmente que el hierro, quedando éste protegido al consumirse aquéllas

  • Recubriéndolo con una capa impermeable que impida el contacto con el aire y el agua.

  • El método de la aleación es el más satisfactorio pero también el más caro. Un buen ejemplo de ello es el acero inoxidable, una aleación de hierro con cromo o con níquel y cromo. Esta aleación está totalmente a prueba de oxidación e incluso resiste la acción de productos químicos corrosivos como el ácido nítrico concentrado y caliente.

    El segundo método, la protección con metales activos, es igualmente satisfactorio pero también costoso. El ejemplo más frecuente es el hierro galvanizado que consiste en hierro cubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas se establece un potencial eléctrico entre el hierro y el cinc, que disuelve éste y protege al hierro mientras dure el cinc.

    El tercer método, la protección de la superficie con una capa impermeable, es el más barato y por ello el más común.

    Este método es válido mientras no aparezcan grietas en la capa exterior, en cuyo caso la oxidación se produce como si no existiera dicha capa. Si la capa protectora es un metal inactivo, como el cromo o el estaño, se establece un potencial eléctrico que protege la capa, pero que provoca la oxidación acelerada del hierro.

    Los recubrimientos más apreciados son los esmaltes horneados, y los menos costosos son las pinturas de minio de plomo. Algunos metales como el aluminio, aunque son muy activos químicamente, no suelen sufrir corrosión en condiciones atmosféricas normales.

    Generalmente el aluminio se corroe con facilidad, formando en la superficie del metal una fina capa continua y transparente que lo protege de una corrosión acelerada.

    El plomo y el cinc, aunque son menos activos que el aluminio, están protegidos por una película semejante de óxido.

    El cobre, comparativamente inactivo, se corroe lentamente con el agua y el aire en presencia de ácidos débiles como la disolución de dióxido de carbono en agua —que posee propiedades ácidas—, produciendo carbonato de cobre básico, verde y poroso.

    Los productos de corrosión verdes, conocidos como cardenillo o pátina, aparecen en aleaciones de cobre como el bronce y el latón, o en el cobre puro, y se aprecian con frecuencia en estatuas y techos ornamentales.

    Los metales llamados nobles son tan inactivos químicamente que no sufren corrosión atmosférica. Entre ellos se encuentran los antes indicados, el oro, la plata y el platino.

    La combinación de agua, aire y sulfuro de hidrógeno afecta a la plata, pero la cantidad de sulfuro de hidrógeno normalmente presente en la atmósfera es tan escasa que el grado de corrosión es insignificante, apareciendo únicamente un ennegrecimiento causado por la formación de sulfuro de plata. Este fenómeno puede apreciarse en las joyas antiguas y en las cuberterías de plata.

    La corrosión en los metales supone un problema mayor que en otros materiales. El vidrio se corroe con soluciones altamente alcalinas, y el hormigón con aguas ricas en sulfatos. La resistencia a la corrosión del vidrio y del hormigón puede incrementarse mediante cambios en su composición, ó técnicas adecuadas

    .

    Bibliografía

    Programa de Postitulo de Control y prevención de la Corrosión 1998 USACH

    Corrosión Microbiologica en la Industria UCV Dra. Blanca Rosales

    Curso de Protección Catódica UCV Ing. Mario Valverde

    Curso de Inspección, Evaluación y Diagnostico de Corrosión en Estructuras de Hormigón Armado UCV Dra. Oladis de Rincon

    Asociación Chilena de Corrosión