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AMERICAN CORROSIÓN CONTROL Tecnología en Protección de
Superficies, Control de Corrosión y Recubrimientos
Publicado por : American Consult Perú N° 12, Año
2007
Agresividad Corrosiva del Agua de Mar
Factores y
Mecanismos de
orrosión de
Estructuras por
Inmersión Ing. MBA. Abel De la Cruz PérezGerente General y
Consultor Principal de American Consult Perú
A pesar de los grandes esfuerzos en lainvestigación del
conocimiento de lacorrosión y de la utilización cada vezmayor de
metales y aleaciones
potencialmente estables frente al aguade mar, así como de
recubrimientos
protectores con mejor desempeño, larealidad es que aún son
frecuentes losfallos por corrosión de los diferentesmateriales que
trabajan en este medio yen algunos lugares adquiere
proporciones alarmantes.En el pasado solamente los barcos
einstalaciones portuarias estabanexpuestas al agua de mar, en
laactualidad las estructuras expuestas seextienden a todas aquellas
empleadas enla exploración y explotación del mar enel campo
petrolero así como plantas
Plataformas Petroleras en el Litoral
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industriales dedicadas a latransformación de recursos
hidrobiológicos, a la potabilización deagua, y a la industria
química einfraestructura de serviciosestratégicamente localizada a
lo largodel litoral. Por ello el campo deltratamiento de
superficies y el controlde corrosión marina va más allá de la
protección y conservación de lainfraestructura en
inmersión:embarcaciones, buques, lanchas,remolcadores, pilotes de
muelles,
tuberías y plataformas submarinas, etc.y alcanza el tratamiento
de lassuperficies expuesta a atmósferasmarinas en corrosiva
sinergia con lasemanaciones industriales.
Pilotes en inmersión de agua de mar
En el Perú, país con una extensióncostera de 2,600 kilómetros,
lacorrosión en exposición marinaadquiere significativa
importancia
económica para la Industria de Pinturas, por lo que el 40 %
del valor delmercado total de pinturas industriales loconstituyen
las pinturas utilizadas en elsector marino, es decir de un
mercadode 15’000,0000 (millones) de dólaresanuales de pinturas
industriales de altodesempeño en nuestro país, 6´0000,000(millones)
de dólares corresponden a las
pinturas utilizadas en la protecciónanticorrosiva y
anti-incrustante de la
infraestructura marina.
Las características singulares de la protección y corrosión
marina nos lleva
a analizar las propiedades físicoquímicas del elemento que
caracterizaeste medio, el agua de mar, y de su
participación en el mecanismo de lasreacciones químicas de
corrosión que sedesarrollan.
El Agua de MarCubriendo dos tercios de la superficiede la
tierra, es el electrolito natural demayor concentración salina,
esaproximadamente equivalente a unasolución acuosa de NaCl al
3.5%,aunque de formulación bastante mascompleja. En su composición
participan
prácticamente todos los elementos de lacorteza terrestre.
Es particularmentesorprendente el hecho que, a excepciónde lugares
donde la contaminación odilución sea excesiva, las
proporcionesrelativas de los mayores constituyentes
del agua de mar y a causa de la continuacirculación de esta, se
mantenga prácticamente constante en todo elmundo oceánico. Aún
así, se exige unconstante trabajo de investigación yexperimentación
en el campo de losrecubrimientos y en especial de losutilizados en
las zonas de inmersión através de ensayos naturales “in
situ”,aunque los recubrimientos provengande Licenciantes
extranjeros reconocidos
y de larga trayectoria y desempeño enotros mercados. En otras
palabras lasformulaciones son particularmentemodificadas en función
a lascaracterísticas del medio con lafinalidad de alcanzar su
mejordesempeño local.La Tabla 1, detalla los porcentajes
delos principales iones que componen lasaguas oceánicas. De todos
ellos, el ióncloruro es sin duda el más nocivo desde
el punto de vista de la corrosión. Elefecto despolarizador de
este ión en los
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procesos de corrosión (los clorurosmetálicos son en su
mayoría productosmuy solubles), unido a su facilidad de
deformación y penetración (pequeñovolumen iónico) en la red
cristalina delas posibles películas pasivas que seforman sobre los
metales, explica sugran poder corrosivo.
Naturalmente se presentan variacionessensibles de un lugar
geográfico a otro.En las zonas donde la evaporación
predomina sobre las precipitacionesacuosas, la salinidad
será más elevada acausa de un proceso de concentración
del agua de mar. En caso contrario, lasalinidad desciende debido
a ladilución. Esto suele ocurrir en las zonas
costeras próximas a las desembocadurasde los ríos.Composición de
las aguas oceánicas:
PILOTES DE CONCRETO DETERIORADOS POR INMERSIÓN EN AGUA DE
MAR
30_ _ 15Hierro Saturación OxigenoDisuelto Corrosión
disuelto(mg) mg/ litro
20 _ _ 10
Oxigenodisuelto
10_ _ 5
0.1 0.5 2 10 20 100 200 3600 I I I I I I I I
Concentración de Cloruro de Sodio, gr. / Litro
Figura 1.- Variación de la velocidad de corrosión del acero con
laconcentración en ClNa del agua destilada, T° 24 °C.
CATIONES % ANIONES
%SodioMagnesioCalcioPotasioEstroncio
30.43.71.21.10.04
CloruroSulfatoBromuroÁcido BóricoBicarbonatoy Carbonato
55.27.70.190.07 0.35
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La Figura 1, muestra la relación de lavelocidad de
corrosión del acero con la
concentración en Cloruro de Sodio(ClNa) y el contenido de
oxígenodisuelto. Como se deduce, trazas deClNa pueden promover
notables efectoscorrosivos en el acero, mientras que lassoluciones
más concentradas osaturadas son por lo general pocoagresivas. La
corrosión aumenta alhacerlo la concentración salina de 1 a10 gr.
/L. A partir de 10 gr. /L y hasta lasaturación, la corrosión
disminuye lo
mismo que lo hace la concentración deloxígeno disuelto.
Pilotes en Inmersión
En el agua de mar se encuentrandisueltos además del O2, los
gasesatmosféricos N2, CO2. De todos ellos eloxigeno desempeña un
papel primordialen los fenómenos de corrosión, ya que
suministra la sustancia para que se produzca la reacción
catódica:O2+ 2H2O + 4 e- = 4 OH –
La extensa superficie de contactomar/aire, la constante
agitaciónmecánica (oleaje) y la enérgicaconvección natural hacen
que el agua demar esté aireada hasta profundidadesconsiderables.
Las zonas másoxigenadas serán aquellas más
próximas a la superficie, donde más
fácil es el intercambio de oxígeno con laatmósfera y más activa
la función
fotosintética de las plantas marinas.Entre los 200 y 1000 metros
de profundidad y a causa del consumo deoxígeno en la oxidación
de la materiaorgánica, hay una disminución en laconcentración de
este elemento en elagua de mar, pudiéndose llegar a 2 cc. /Litro. A
mayores profundidades, elcontenido en O2 aumenta de nuevo,
permaneciendo sensiblemente constantea partir de los 1,500
metros. El fondo de
los océanos suele estar carente deoxígeno, por lo que resulta
ser una zonaespecialmente apta para la proliferaciónde bacterias
anaeróbicas que cumplensu rol en la corrosión marina
(bajoinmersión).
La Figura 2, representa el perfil decorrosión a lo largo de un
pilote deacero enclavado en el fondo del mar yque sobre sale a la
atmósfera. Lavelocidad máxima de corrosión se
presenta en la zona de salpicaduras, porestar el metal en
esta zonacontinuamente mojado por una delgadacapa de agua de mar
altamente aireada.En la zona de marea se observa elmínimo de
corrosión quizás comoconsecuencia de fenómenos deaireación
diferencial entre esta zona(cátodo) y la de inmersión continua
(ánodo), menos oxigenada. Conformeaumenta la profundidad la
corrosiónvuelve a crecer, para mantenersedespués en un cierto valor
hasta
profundidades apreciables. La corrosióndesciende de modo
considerable en lazona enterrada debido a la menor
presencia de oxígeno sobre la superficiedel pilote.
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P Atmósfera Marina Atmósferar
o Zona de salpicadurafu Pleamar Línea de Aguandi Bajamardad Agua
de mar en
calma Fondo del mar
Línea de fango
| | | | |100 200 300 400 500
Corrosión del acero um / año (micrones / año)
Figura 2.- Corrosión en pilotes de acero en inmersión
La contaminación doméstica(poblacional) e industrial en las
zonascosteras producto de las aguasresiduales con alto contenido en
materiaorgánica o de afluentes específicos
procedentes de plantas químicas,favorecen la existencia de
condicionesanaeróbicas, medio ideal para eldesarrollo de bacterias
sulforreductorasque liberan cantidades importantes deácido
sulfhídrico (condiciones similaresse presentan también en los
fondos
marinos) sustancia que actúadirectamente en los
fenómenoscorrosivos. Así, pues, el efecto de lacontaminación del
agua de mar en lacorrosión está enmarcado dentro delcontexto de la
corrosión microbiológicao bacteriana y será función en cada casodel
contaminante específico presente enel agua de mar.
Otro de los factores influyentes en la
corrosión marina lo constituyen lasincrustaciones biológicas,
organismos
animales o vegetales que se fijan comoesporas o larvas y crecen
sobre lassuperficies o substratos en inmersión
hasta alcanzar sus formas adultas. Lasincrustaciones se producen
cuando lavelocidad del objetos o superficie con
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relación al agua es inferior a 1 m/ seg.sin embargo una vez la
“fijación” se
haya producido, ni altas velocidades soncapaces de
desprenderlos. La presenciade las incrustaciones en los fondos
delcasco o carena de las embarcaciones es
perjudicial, no sólo para la integridaddel acero puesto
que una vez que sedesprenden se llevan consigo las capasde pintura
dejando al metal descubierto,sino también para el deslizamiento de
laembarcación debido al aumento delcoeficiente de fricción con
respecto al
agua de mar.El agua de mar no solamente es elelectrolito natural
más abundante conuna química mas o menos estable pero
no por ello plenamente definida, la cuales considerada un
sistema en el que se
desarrollan permanentemente cambios ytransformaciones continuas,
que deacuerdo con lo definido por el ProfesorCállame, es como un
ser viviente, alcual se le puede atribuir una fisiología
propia que complicaextraordinariamente el estudio de
su
papel en los fenómenos de corrosión.En él no sólo pueden
ocurrir
prácticamente todos los tipos básicos decorrosión sino que
además es un medio
apto para la vida donde la fauna y laflora son elementos
protagónicos por loque la tecnología del control decorrosión de la
infraestructura eninmersión o en contacto nos plantea unmanejo
continuamente responsable.
Bibliografía de consulta: “Teoría y Práctica de la Lucha contra
la Corrosión” - CENIM
El autor, Ing. Abel De la Cruz Pérez, es Gerente General y
Consultor Principal deAMERICAN CONSULT PERÚ,
Empresa de Ingeniería en Recubrimientos yControl de Corrosión,
que brinda serviciosde Información, Asesoría,
Consultoría,Auditorias de Calidad e InspecciónTécnica,
Entrenamiento y Capacitación.
Cuenta con 27 años de experiencia profesional en
Tecnologías de ProtecciónAnticorrosiva de Superficies y se
hadesempeñado en cargos de dirección deempresas líderes de pinturas
en el país ylicenciatarias de marcas internacionales.E mail:
[email protected] ;
[email protected] http://www.americanconsultperu.com
AMERICAN CONSULT PERÚ LIDERES EN ASEGURAMIENTO DE
CALIDAD DE PINTADO Y
ELABORACIÓN DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARALA PROTECCI N
ANTICORROSIVA
