Procedimientos control de corrosion

Introducción al fenómeno de corrosión: tipos, factores que influyen y control para la protección de materiales (Nota técnica)

Introduction to Corrosion Phenomena: Types, Influencing Factors and Control for Material’s Protection (Technical note)

José Alberto Salazar-Jiménez1[pic 1]

Fecha de recepción: 27 de enero de 2015 Fecha de aprobación: 30 de abril de 2015

Salazar-Jiménez, J. Introducción al fenómeno de corrosión: tipos, factores que influyen y control para la protección de materiales (Nota técnica).Tecnología en Marcha. Vol. 28, Nº

3, Julio-Setiembre. Pág 127-136.

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1 Estudiante de Ingeniería en Materiales, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Teléfono: (506)86 61 74 16. Correo Electrónico: jasj.1991@gmail.com

Acerca de este trabajo

Este trabajo presenta información general acerca del fenómeno de corrosión a modo de introducción.

Palabras clave

Corrosión; materiales metálicos; potencial electroquímico; protección de materiales.

Resumen

El fenómeno de corrosión consiste en el proceso de deterioro de materiales metálicos mediante reacciones químicas y electroquímicas, debido a que estos materiales buscan alcanzar un estado de menor potencial energético. La corrosión tiene muchas repercusiones a nivel económico, de seguridad y de conservación de materiales, por lo que su estudio y mitigación es de suma importancia. En este documento se facilita información acerca de, (1) algunos tipos de corrosión que se pueden observar comúnmente, (2) algunos factores que influencia al proceso de corrosión y su velocidad, y (3) algunos tipos de métodos para el control de la corrosión y la protección de materiales ante este fenómeno.

Keywords

Corrosion; Metallic Materials; Electrochemical Potential; Protección of Materials.

Abstract

Corrosion phenomena means to the deterioration of metallic materials due to chemical and electrochemical reactions, because these materials are always trying to reach a state of lower energy potential. Corrosion has many implications in terms of economic issues, security concerns and preservation of materials, so its study and mitigation is highly important. Herein some information is provided about, (1) certain types of corrosion which can be commonly observed, (2) Some factors that influence the corrosion process and speed, and (3) certain types of methods for controlling of corrosion and protection of materials.

El fenómeno de corrosión

La Corrosión es un término que se utiliza para describir el proceso de deterioro de materiales metálicos (incluyendo tanto metales puros, como aleaciones de estos), mediante reacciones químicas y electroquímicas (Revie y Uhlig, 2008). Para el caso del deterioro relacionado con otros tipos de materiales, como los polímeros y cerámicos, se utiliza el término degradación.

Estos materiales metálicos son obtenidos a través del procesamiento de minerales y menas, que constituyen su estado natural, induciéndolos a un estado de mayor energía. El fenómeno de la corrosión ocurre debido a que, con el tiempo, dichos materiales tratan de alcanzar su estado natural, el cual constituye un estado energético de menor potencial, lo que les permite estabilizarse termodinámicamente (Javaherdashti, 2008).

La mayoría de procesos de corrosión involucran reacciones de reducción-oxidación (reacciones electroquímicas), donde para que se desarrollen estos procesos, es necesaria la existencia de tres constituyentes: (1) unos electrodos (un ánodo y un cátodo), (2) un electrolito, como medio

conductor, que en la mayoría de casos corresponde de una solución acuosa, y (3) una conexión eléctrica entre los electrodos (ECCA, 2011). La figura 1 muestra de forma representativa un esquema de estos elementos, formando lo que se conoce como una celda electroquímica. Las ecuaciones de las reacciones que ocurren en los electrodos son las siguientes:

• En el ánodo:

M0 → Mn + ne¯ (Oxidación)

• En el cátodo:

Mn + ne¯ → M0 (Reducción)

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Figura 1. Representación de una celda electroquímica

Ambas reacciones ocurren de forma simultánea (ECCA, 2011). Como se observa en las ecuaciones, el ánodo cede electrones al sistema cuando reacciona, aumentando su número de oxidación, cambiando de su estado metálico base a cationes que se disuelven en el electrolito, siendo este el material que se sufre el fenómeno de corrosión; mientras que, en el cátodo, los aniones metálicos absorben electrones, disminuyendo su número de oxidación, por lo que cambian a su estado base.

El potencial electroquímico define la susceptibilidad o la resistencia de un material metálico a la corrosión, cuyo valor varia en dependencia de la composición del electrolito. Cuanto más positivo sea el valor de dicho potencial, más noble (resistente) es el material. Mientras que en el caso contrario, cuanto más negativo sea este, más reactivo es el material a la corrosión. La serie galvánica consiste es una tabla donde se ubican diferentes tipos de materiales respecto al potencial electroquímico de estos. La figura 2 muestra representativamente una tabla de serie galvánica para algunos metales y aleaciones comunes.

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Figura 2. Serie galvánica para algunos metales y aleación comúnes. (ECCA, 2011)

Los productos que se forman a partir del proceso de corrosión, sobre la superficie del material, pueden afectar de manera negativa o positiva, las propiedades del material, dependiendo de su naturaleza y las condiciones que lo rodean. Para el caso del hierro (y otros metales), el producto que se forma se conoce como herrumbre, y tiene una menor densidad que el metal base, lo que provoca que este se desprenda de la superficie, facilitando que la corrosión continúe ocurriendo, consumiendo el material. Por otro lado, para otros tipos de metales, como el aluminio, el níquel o el cromo, los productos de la corrosión tienen una mayor densidad que el material base, formando un capa sólida y estable sobre la superficie de este, evitando que la corrosión se extienda, protegiendo al material. Este proceso se conoce como pasivación, fenómeno que brinda la denominación de inoxidable a un material como, por ejemplo, los aceros inoxidables (Revie, 2011; Schweitzer, 2010).

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