La corrosión es la interacción de un metal con el medio que lo rodea,

produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicas como

químicas. También puede entenderse como La tendencia general que tienen los

materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna.

La característica fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre en

presencia de un electrolito, ocasionando regiones plenamente identificadas,

llamadas anódicas y catódicas: una reacción 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.

Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a

causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina

verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).

Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a

todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes

(medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.).

Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes

(ruptura de una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se

calcula que cada pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo,

procedentes de unos cuantos nanómetros o picómetros, invisibles en cada pieza

pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo,

constituyen una cantidad importante.

La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la

vez nociones de química y de física (físico-química). Por ejemplo un metal muestra

una tendencia inherente a reaccionar con el medio ambiente (atmósfera, agua,

suelo, etc.) retornando a la forma combinada. El proceso de corrosión es natural y

espontáneo.

¿COMO OCURRE LA CORROSION?

Para el caso del fierro y del Acero, que son los materiales de construcción

más comunes, el proceso de corrosión considera la formación de pequeñas pilas

galvánicas en toda la superficie expuesta, presentándose un flujo de electrones de

las zonas anódicas donde se disuelve el fierro hacia las zonas catódicas donde se

desprende hidrogeno o se forman iones hidroxilo (álcali); para cerrar el circuito

eléctrico se requiere la presencia de un electrolito proporcionado por el medio. El

siguiente diagrama muestra esta situación.

 

Las zonas anódicas y catódicas son ocasionadas por diferencias en la

estructura cristalina, restos de escoria y oxido en general, así como a diferencias

de composición en la superficie de los Aceros comerciales. De acuerdo con la

figura anterior, además de los procesos en el metal tienen un papel preponderante

la cantidad de oxigeno presente y la conductividad eléctrica del medio.

El problema de la corrosión

Cuál es el origen

El agua es el disolvente universal por excelencia. Por sí sola o unida a los

diversos compuestos químicos que se hallan disueltos en ella, puede provocar en

algunos casos un ataque químico al material constituyente de la tubería originando

distintos procesos que se agrupan bajo el fenómeno de la corrosión.

Los procesos de corrosión suceden únicamente en materiales metálicos. No

obstante, cuando utilicemos materiales plásticos hemos de considerar que en toda

instalación prácticamente siempre hay elementos metálicos: grifería, lavadoras,

etc. En aguas con carácter corrosivo la corrosión se concentrarán únicamente en

estos elementos, pero ello puede dar lugar a perforaciones con mayor rapidez que

si la corrosión estuviera generalizada en todo el circuito.

La corrosión puede ser uniforme sobre toda la superficie o bien solamente

en una zona muy concreta. En el primer caso se forman capas de óxidos en

tuberías de hierro que producen agua roja, y de carbonatos en tuberías de cobre

que le pueden aportan un ligero color verde o azul. En una corrosión localizada

aparecen, en cambio, picaduras o perforaciones aisladas.

También se producen procesos de corrosión cuando tuberías de metales

diversos, como, por ejemplo, cobre y acero galvanizado, se conectan

directamente. En estos casos, el metal menos noble (el acero galvanizado) se

corroe de forma rápida. Esta corrosión es frecuente cuando se realizan

reparaciones y son sustituidos, por ejemplo, tramos de acero galvanizado por

cobre. En ningún caso de deben colocar tramos de cobre antes de acero

galvanizado.

Los procesos de corrosión dependen normalmente de la composición

química del agua y de la instalación. Algunas aguas son corrosivas para el cobre y

no para el acero galvanizado y con otras sucede lo contrario. Siempre debe

efectuarse un análisis previo para determinar su origen y aplicar el tratamiento

más adecuado para solucionar el problema.

Tipos de corrosión:

Se clasifican de acuerdo a la apariencia del metal corroído, las más comunes son:

1. Corrosión uniforme: donde la corrosión química o electrolítica actúa

uniformemente sobre toda la superficie del metal.2. Corrosión galvánica: ocurre cuando metales diferentes se encuentran en

contacto, ambos metales poseen potenciales eléctricos diferentes lo cual

favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo, a mayor

diferencia de potencial el material con más activo será el ánodo.

3. Corrosión por picaduras: aquí se producen hoyos o agujeros por agentes

químicos. Corrosión intergranular: es la que se encuentra localizada en los

limites de grano, esto origina perdidas en la resistencia que desintegran los

bordes de los granos.4. Corrosión por esfuerzo: se refiere a las tensiones internas luego de una

deformación en frío.

CONTROL LA DE CORROSIÓN.

Dentro de las medidas utilizadas industrialmente para combatir la corrosión están

las siguientes:

v Uso de materiales de gran pureza.

v Presencia de elementos de adición en aleaciones, ejemplo aceros inoxidables.

v Tratamientos térmicos especiales para homogeneizar soluciones sólidas, como

el alivio de tensiones.

v Inhibidores que se adicionan a soluciones corrosivas para disminuir sus efectos,

ejemplo los anticongelantes usados en radiadores de los automóviles.

v Recubrimiento superficial: pinturas, capas de oxido, recubrimientos metálicos

v Protección catódica.

Orígenes

Orígenes

Los primeros metales empleados fueron los que podían fácilmente

reducirse al estado elemental, o bien los que se encontraron nativos; por esta

condición, tales metales no pasan fácilmente al estado cambiando y en

consecuencia, su corrosión no ocasionó notables problemas. Con la introducción

del uso del hierro, se alcanza la verdadera magnitud del problema. Pasaron

muchos siglos sin iniciarse una verdadera curiosidad por las causas de la

corrosión. En 1788 Austin hizo observar que el agua originalmente neutra tiende a

volverse alcalina cuando actúa sobre el hierro, esto se debe a que en las aguas

salinas se produce hidróxido sódico como producto catódico del proceso

electroquímico de la corrosión. La interpretación de que la corrosión es un

fenómeno electroquímico, fue establecida por el francés Thenard en 1819.

Investigaciones en Faraday entre 1834 y 1840, dieron la demostración de la

relación esencial existente entre la acción química y la generación de corrientes

eléctricas.

En 1890 fue patentado por T.A Edison un sistema rudimentario de protección

catódica a base de corrientes por medio de un ánodo inerte de grafito remolcado.

Davy había propuesto proteger el cobre con hierro o zinc contra el agua de mar,

como consecuencia de estudios efectuados comisionado por el Almirantazgo

Británico, sobre las intensas corrosiones que se presentaban en el cobre de la

obra viva de sus buques. Hasta el año 1923 la creencia predominante fue de que

las corrientes galvánicas o de corrosión eran producidas generalmente por

metales distintos en contacto, así se llegó a considerar que un metal

perfectamente puro y uniforme, si se pudiera obtener, sería incorrosible.

ORÍGENES

7. Un buen ejemplo de esa nueva forma de actuación lo constituyen las

investigaciones llevadas a cabo sobre la corrosión de los tubos de condensadores

marinos, que llego a constituir un problema de tal magnitud para la marina

británica en la guerra 1914/18 que hasta pudo decirse, con la oportuna dosis de

exageración, que llegaron a producir mayor preocupación para el Almirantazgo

Británico que la flota enemiga. Los trabajadores de comisiones técnicas

constituidas por el Comite de Corrosión del Institut of Metals y la British

NonFerrous Research Association, junto con el desarrollo industrial de nuevas

aleaciones resistentes a la corrosión, mejoraron profundamente la posición del

problema. ORÍGENES

La importancia de los problemas de corrosión generados exige una

valoración económica y ésta es difícil de dar, ya que hay pérdidas directas

referidas exclusivamente al valor del material destruido y unas pérdidas indirectas

cuya valoración es más complicada de dar, como contaminación de la producción

debida a un fallo inesperado en el metal, pérdidas del producto, consumo de

energía, pérdida de rendimiento en procesos o por acumulación de productos de

corrosión en paredes, sobreespesor de los materiales, todo ello como

consecuencia de fallos del metal.

En varios países se han realizado cálculos para observar las pérdidas que

se producían como consecuencia de la corrosión. En Gran Bretaña relacionaron

las pérdidas con el PNB, siendo éste del 3'5 al 4'25%, utilizando medios

adecuados como son estudios y prevención se estima en la posibilidad de producir

un ahorro de hasta un 23'5% de las pérdidas antes indicadas, esto sólo utilizando

y aplicando los conocimientos actuales sobre la corrosión, no desarrollando

nuevos procesos de protección, ni aleaciones más resistentes, ni llevando a cabo

programas experimentales para el desarrollo de nuevos productos.

Por tanto la trascendencia económica que tiene la corrosión y la magnitud

de las pérdidas que origina, son motivo suficiente para dedicar una profunda

atención al estudio de los problemas de corrosión.

Todo lo anterior indica que es fundamental el conocimiento de la naturaleza

de los mecanismos de corrosión, ó de las limitaciones de empleo de un

determinado material en un ambiente agresivo nuevo, bien de la naturaleza del

medio ó de sus circunstancias de operación, presión, temperatura, pH,etc, o

incluso en un medio ya conocido.

El mayor conocimiento que puede derivarse del análisis riguroso de un fallo

constituye el procedimiento más adecuado para evitar que se repita.

Para realizar un análisis de los problemas de corrosión debe seguirse una

rutina que incide en los siguientes apartados:

 Estudio de los pliegos de condiciones iniciales, donde deben

especificarse el tipo de material ó materiales, sus características

mecánicas, químicas y físicas la referencia de la norma de identificación de

calidad ó de determinación de las características exigidas, etc.

 Revisión del diseño y recomendaciones de proyecto de la puesta en

obra.

 Análisis de las condiciones de trabajo previstas y reales.

 Análisis de los ensayos de recepción.

 Toma de muestras para análisis y ensayos.

 Historial Clínico de la estructura.

2.- POR QUE ES IMPORTANTE ESTUDIAR CORROSION?

Podemos empezar diciendo que la corrosión de los metales es en cierto

sentido inevitable, los metales se encuentran en su forma natural, manteniendo

equilibrio con su medio ambiente. Recordemos que los metales, salvo alguna que

otra excepción, como los metales nobles (oro, platino, etc., se encuentran en

estado nativo en la tierra), no existen como tales en naturaleza, sino combinados

con otros elementos químicos formando los minerales, como los óxidos, sulfuros,

carbonatos, etc.

Para la obtención de los metales en estado puro, debemos recurrir a su

separación a partir de sus minerales, lo cual supone un gran aporte energético.

Pensemos solamente en el enorme consumo de energía que supone el

funcionamiento de una acería para obtener un material tan indispensable para el

desarrollo actual, como el acero. Pues bien, producido el acero, éste

prácticamente inicia el periodo de retorno a su estado natural o de equilibrio,

óxidos de hierro. ……Porque es un proceso natural.

Todos los materiales se corroen en determinados medios en mayor o menor

grado, así el hierro, aluminio, cobre sufren ataque en el agua, en la humedad, en

presencia de sales, polución, etc. El oro y la plata son fácilmente atacables por el

cianuro de sodio o por el mercurio y el platino podría ser atacado por el agua

regia.

Se deben considerar otros factores que afectan el proceso corrosivo como

la presión, tratamientos térmicos, condición de superficie, esfuerzos, etc.

La posibilidad de que los plásticos y composites fallen debe ser considerada

una preocupación constante para los Ingenieros que diseñan, muchos de los

cuales no analizan esta posibilidad y por lo tanto no están familiarizados con el

riesgo.

Los mecanismos del deterioro no han sido ampliamente publicados y los

expertos en estos materiales deberían arrojar luz sobre los mecanismos de estas

formas de deterioro y su costo

Materiales no metálicos como las cerámicas y los polímeros no presentan

un fundamento electroquímico pero pueden ser deteriorados por ataques químicos

directos. Por ejemplo, los materiales cerámicos refractarios pueden ser atacados

químicamente a altas temperaturas por las sales fundidas. Los polímeros

orgánicos pueden ser deteriorados por el ataque químico de disolventes

orgánicos. El agua es absorbida por algunos polímeros orgánicos, provocando en

ellos cambios dimensionales o en sus propiedades. La acción combinada de

oxígeno y radiación ultravioleta es susceptible de destruir algunos polímeros,

incluso a temperatura ambiente.

Otras manifestaciones sobre no metales son el ataque generalizado como

Chalking en recubrimientos epóxicos, erosión presente en neumáticos de

vehículos y el desgaste manifiesto de las vías, el ataque localizado por termitas y

nematodos en madera, corrosión selectiva de concreto por ataque de químicos,

erosión en piedras, ataque al concreto, destrucción de dientes por diferenciales de

Oxígeno (Crevice), exfoliación de madera, desgaste en textiles, entre otros.

Combatir la corrosión significa: prolongar el tiempo de servicio de tales bienes,

disminuir su mantenimiento, diseñar con menor costo para un tiempo definido de

servicio, o, cuando no, impedir accidentes que pueden provenir de fracturas

súbitas, consecuencias del proceso corrosivo. ………Por que la corrosión nos rodea