Corrosión, Impacto Y Prevención

Corrosión, degradación ambiental y oxidación son términos comunes utilizados para describir los procesos que dan lugar a pérdida en el rendimiento de los materiales. De este modo, la corrosión se puede definir como la destrucción no intencionada a partir de la superficie de un material (metálico o no) y describe la pérdida que se produce cuando un material reacciona con el medio ambiente dentro del cual está en contacto (Cembrero et. al., 2005). La IUPAC lo define como una reacción interfacial irreversible de un material (metal, cerámica, polímero) con su entorno que se traduce en el consumo del material o en disolución de un componente del medio ambiente en el material. (EFP, 2012)

La corrosión de los metales constituye una de las pérdidas económicas más grande de la civilización moderna ya que los gastos ocasionados en situaciones como la rotura de los tubos de escape y silenciadores de los automóviles, el cambio continuo de los calentadores domésticos y la rotura de los tanques de almacenamiento y tuberías de conducción de agua y petróleo, ocasiona que parte importante de la economía sea utilizada para el mantenimiento general, a disminuir la pérdida del producto, restablecer los daños ocasionados por dicho fenómeno y la remediación de la contaminación y la puesta en peligro de la vida. Por ejemplo, la Asociación de Egresados de la Universidad de Santander (ASEDUIS Bogotá), plantea que más de 26 mil millones de pesos (4% del PIB) pierde la industria colombiana debido a la corrosión de materiales, siendo el acero uno de los materiales con mayor corrosión. En términos de la cantidad de hierro producido en todo el mundo el 30% se utiliza para reemplazar el hierro corroído (Akid, 2004)

Clásicamente la corrosión es una reacción electroquímica que cumple con los requisitos de ánodo y cátodo, es decir, dos metales diferentes conectados entre sí dentro de un electrolito. Sin embargo, un número de otras condiciones puede originar la formación de una celda de corrosión sobre un metal como son las diferencias en la microestructura del material en la matriz con respecto a límites de grano y su orientación, y con partículas de otra sustancia en la matriz como por ejemplo óxidos o sulfuros; las diferencias de ventilación, puesto que si las superficies experimentan diferencias en la concentración de oxígeno se genera una diferencia de potencial; las diferencias en el tratamiento térmico que conducen a zonas con diferentes microestructuras como el calor de soldadura y por último, las diferencias en las áreas adyacentes al trabajo mecánico y diferentes grados de deformación en el mismo material.

Feliu y Andrade, plantean como se muestra en la Figura 1., que un material se puede corroer de formas muy diversas, debido a que la localización de las zonas anódicas y catódicas sobre la superficie de un metal puede ser muy variada (Feliu y Andrade, 1991).

Las formas de corrosión que podemos encontrar son las siguientes, Generalizada, Es el más común que se da en los metales ya sea por el medio ambiente. Galvánica: Este se da por medio de un metal oxidado a otro más resistente a la corrosión. Gradiente de concentración: Se da por medio de un producto químico.

El Mecanismo de corrosión según las zonas atacadas se puede verse de 5 formas en las cuales podemos observarlas a simple vista, pero también se dan microscópicamente.

Estos mecanismos son los siguientes:

Uniforme: Todo metal expuesto al medio ambiente, pierde material.

Picadura: Genera cavidades.

Intergranular: Se concentra en lo granos de la superficie de un metal.

Agrietamiento: Forma grietas donde el metal está haciendo un esfuerzo.

Selectivo de fase: Se concentra en una aleación y deja las otras intactas.

En la Figura 1. Formas que puede tomar la corrosión en función de la magnitud del área corroída: a. Corrosión uniforme b. Corrosión generalizada irregular c. Corrosión localizada d. Formación de picaduras e. Agrietamiento f. Corrosión intercristalina.

Existen muy pocos metales en la naturaleza en su forma nativa, generalmente la mayoría se encuentra en forma de óxidos, sulfatos, carbonatos u otros complejos. Esta tendencia a la formación de compuestos metálicos naturales se rige por las leyes de la termodinámica. Dado que la corrosión es un proceso electroquímico la consideración de los potenciales de media celda proporcionan un enfoque directo para la evaluación de la tendencia de la reacción:

Donde Ec es el potencial en el cátodo y Ea el potencial en el ánodo. Para que la reacción se lleve a cabo el potencial E de celda debe ser positivo. (Akid, 2004)

En cuanto a la prevención ante la corrosión, se emplean una serie de estrategias de que se basan en:

1. Reducir la agresividad del medio ambiente o el uso de inhibidores: Puede ser mediante la reducción de la temperatura, la reducción de la humedad relativa, la eliminación de especies agresivas como cloruro, azufre, óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono. El uso de inhibidores puede influir la cinética de cualquiera de las reacciones anódica y catódica. La concentración de este dependerá del metal y la naturaleza del medio ambiente, para sistemas acuosos es común el uso de silicatos y cromatos, en sistemas no acuosos los inhibidores se basan en la volitización del compuesto para que sea absorbido en la superficie del metal, típicamente se usa benzoato de sodio. (Universidad Veracruz, 2007)

2. Aplicar protección catódica o anódica: El diagrama de Pourbaix proporciona información del estado de corrosión para un pH dado como una función del potencial del electrodo. Esta información proporciona opciones para reducir la velocidad de corrosión, se puede

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