LA CORROSIÓN
La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos.
Protección contra la corrosión
Diseño
El diseño de las estructuras del metal, estas pueden retrasar la velocidad de la corrosión.Recubrimientos
Estos son usados para aislar las regiones anódicas y catódicas e impiden la difusión del oxigeno o del vapor de agua, los cuales son una gran fuente que inicia la corrosión o la oxidación.Elección del material
La primera idea es escoger todo un material que no se corroa en el
ambiente considerado. Se pueden utilizar aceros inoxidables, aluminios,
cerámicas, polímeros (plásticos), FRP, etc. La elección también debe
tomar en cuenta las restricciones de la aplicación (masa de la pieza,
resistencia a la deformación, al calor, capacidad de conducir la
electricidad, etc.).
Cabe recordar que no existen materiales absolutamente inoxidables; hasta el aluminio se puede corroer.
En la concepción, hay que evitar las zonas de confinamiento, los
contactos entre materiales diferentes y las heterogeneidades en general.
Hay que prever también la importancia de la corrosión y el tiempo en
el que habrá que cambiar la pieza (mantenimiento preventivo).
Dominio del ambiente
Cuando se trabaja en ambiente cerrado (por ejemplo, un circuito
cerrado de agua), se pueden dominar los parámetros que influyen en la
corrosión; composición química (particularmente la acidez), temperatura,
presión... Se puede agregar productos llamados "inhibidores de
corrosión". Un inhibidor de corrosión es una sustancia que, añadida a un
determinado medio, reduce de manera significativa la velocidad de
corrosión. Las sustancias utilizadas dependen tanto del metal a proteger
como del medio, y un inhibidor que funciona bien en un determinado
sistema puede incluso acelerar la corrosión en otro sistema.
Sin embargo, este tipo de solución es inaplicable cuando se trabaja
en medio abierto (atmósfera, mar, cuenca en contacto con el medio
natural, circuito abierto, etc.)
Inhibidores de la corrosión
Es el traslado de los productos físicos que se agrega a una solución
electrolítica hacia la superficie del ánodo o del cátodo lo cual produce
polarización.
Los inhibidores de corrosión, son productos que actúan ya sea
formando películas sobre la superficie metálica, tales como los
molibdatos, fosfatos o etanolaminas, o bien entregando sus electrones al
medio. Por lo general los inhibidores de este tipo son azoles
modificados que actúan sinérgicamente con otros inhibidores tales como
nitritos, fosfatos y silicatos. La química de los inhibidores no está
del todo desarrollada aún. Su uso es en el campo de los sistemas de
enfriamiento o disipadores de calor tales como los radiadores, torres de
enfriamiento, calderas y "chillers". El uso de las etanolaminas es
típico en los algunos combustibles para proteger los sistemas de
contención (como tuberías y tanques).Y además la inhalación es mala para
los pulmones Se han realizado muchos trabajos acerca de inhibidores de
corrosión como alternativas viables para reducir la velocidad de la
corrosión en la industria. Extensos estudios sobre IC y sobre factores
que gobiernan su eficiencia se han realizado durante los últimos 20
años. Los cuales van desde los más simples que fueron a prueba y error y
hasta los más modernos los cuales proponen la selección del inhibidor
por medio de cálculos teóricos.
Tipos de corrosión
Corrosión química
En la corrosión química un material se disuelve en un medio corrosivo
líquido y este se seguirá disolviendo hasta que se consuma totalmente o
se sature el líquido.
Las aleaciones base cobre desarrollan una barniz verde a causa de la
formación de carbonato e hidróxidos de cobre, esta es la razón por la
cual la Estatua de la libertad se ve con ese color verduzco.
Ataque por metal líquido
Los metales líquidos atacan a los sólidos en sus puntos más altos de energía como los límites de granos lo cual a la larga generará varias grietas.Lixiviación selectiva
Consiste en separar sólidos de una aleación. La corrosión grafítica
del hierro fundido gris ocurre cuando el hierro se diluye selectivamente
en agua o la tierra y desprende cascarillas de grafito y un producto de
la corrosión, lo cual causa fugas o fallas en la tubería.
Disolución y oxidación de los materiales cerámicos
Pueden ser disueltos los materiales cerámicos refractarios que se utilizan para contener el metal fundido durante la fusión y el refinado por las escorias provocadas sobre la superficie del metal.Ataque químico a los polímeros
Los plásticos son considerados resistentes a la corrosión, por ejemplo el teflón y el vitón son algunos de los materiales más resistentes, estos resisten muchos
ácidos, bases y líquidos orgánicos pero existen algunos solventes
agresivos a los termoplasticos,
es decir las moléculas del solvente más pequeñas separan las cadenas de
los plásticos provocando hinchazón que ocasiona grietas.
Tipos de corrosión electroquímica
Celdas de composición
Se presentan cuando dos metales o aleaciones, tal es el caso de cobre
y hierro forma una celda electrolítica. Con el efecto de polarización
de los elementos aleados y las concentraciones del electrolito las
series fem quizá no nos digan que región se corroerá y cual quedara
protegida.
Celdas de esfuerzo
La corrosión por esfuerzo se presenta por acción galvaniza pero puede
suceder por la filtración de impurezas en el extremo de una grieta
existente. La falla se presenta como resultado de la corrosión y de un
esfuerzo aplicado, a mayores esfuerzos el tiempo necesario para la falla
se reduce.
Corrosión por oxígeno
Este tipo de corrosión ocurre generalmente en superficies expuestas oxigeno diatomico disuelto en agua o al aire, se ve favorecido por altas temperaturas y
presión elevada ( ejemplo: calderas de vapor). La corrosión en las
máquinas térmicas (calderas de vapor) representa una constante pérdida
de rendimiento y vida útil de la instalación.
Corrosión microbiológica
Es uno de los tipos de corrosión electroquímica. Algunos
microorganismos son capaces de causar corrosión en las superficies
metálicas sumergidas. Se han identificado algunas especies
hidrógeno-dependientes que usan el hidrógeno disuelto del agua en sus
procesos metabólicos provocando una diferencia de potencial del medio
circundante. Su acción está asociada al pitting (picado) del oxígeno o la presencia de ácido sulfhídrico en el medio. En este caso se clasifican las ferrobacteruias.
Corrosión por presiones parciales de oxígeno
El oxígeno presente en una tubería por ejemplo, está expuesto a
diferentes presiones parciales del mismo. Es decir una superficie es más
aireada que otra próxima a ella y se forma una pila. El área sujeta a
menor aireación (menor presión parcial) actúa como ánodo y la que tiene
mayor presencia de oxígeno (mayor presión) actúa como un cátodo y se
establece la migración de electrones, formándose óxido en una y
reduciéndose en la otra parte de la pila. Este tipo de corrosión es
común en superficies muy irregulares donde se producen obturaciones de
oxígeno.
Corrosión galvánica
Es la más común de todas y se establece cuando dos metales distintos
entre sí actúan como ánodo uno de ellos y el otro como cátodo. Aquel que
tenga el Potencial de reducción más negativo procederá como una oxidación y viceversa aquel metal o
especie química que exhiba un potencial de reducción más positivo
procederá como una reducción. Este par de metales constituye la llamada pila galvanica. En donde la especie que se oxida (ánodo) cede sus electrones y la especie que se reduce (cátodo) acepta los electrones.
Corrosión por actividad salina diferenciada
Corrosión por heterogeneidad del material
Se produce en aleaciones metálicas, por imperfecciones en la aleación.Corrosión por aireación superficial
También llamado Efecto Evans. Se produce en superficies planas, en
sitios húmedos y con suciedad. El depósito de suciedad provoca en
presencia de humedad la existencia de un entorno más
electronegativamente cargado
LA OXIDACIÓN
La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor.
TIPOS DE OXIDACIÓN
· Oxidación lenta
o La que ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales, desprendiendo cantidades de calor inapreciables; al fundir un metal se acelera la oxidación, pero el calor proviene principalmente de la fuente que derritió el metal y no del proceso químico (una excepción sería el aluminio en la soldadura autógena).
· Oxidación rápida
o La que ocurre durante lo que ya sería la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor, en forma de fuego, y ocurre principalmente en substancias que contienen carbono e hidrógeno, (Hidrocarburos).
