LA CORROSIÓN
SUS DIFERENTES TIPOS, LOS FACTORES QUE LA GENERAN Y FACILITAN SU PROLIFERACIÓN.
¿Qué es
la corrosión?
Existen
muchas definiciones para corrosión. La más comúnmente aceptada es la siguiente:
“Corrosión
es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con
su medio ambiente”
¿Por
qué es tan importante la corrosión?
La corrosión es un fenómeno 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 disuelve 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
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 disuelve 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
Como se
mencionó en un principio, la mayor problemática de la corrosión es la
destrucción del metal al que afecta. Ahora intentaremos ver un enfoque desde el
hogar y la industria, el sector más afectado por la corrosión, a cerca de los
ataques que este proceso causa. Podemos hablar desde fracturas, hasta fugas en
tanques, disminución de la resistencia mecánica de las piezas y muchas otras
maneras de efectos por los ataques. Aún así, lo peor de todo es que si no son
prevenidas estas clases de ataques por corrosión, la seguridad de las personas
es algo que se ve permanentemente afectado.
Existen
dos clases de pérdidas desde el punto de vista económico.
·
DIRECTAS: las pérdidas directas son las que
afectan de manera inmediata cuando se produce el ataque. Estas se pueden
clasificar en varios tipos también, de las cuales las más importantes son el
Costo de las Reparaciones, las Sustituciones de los Equipos Deteriorados y
Costes por Medidas Preventivas.
·
INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de
los fallos debidos a los ataques de corrosión. Las principales son la Detención
de la Producción debida a las Fallas y las Responsabilidades por Posibles
Accidentes.
En
general, los costes producidos por la corrosión oscilan cerca del 4% del P.I.B.
de los países industrializados. Muchos de estos gastos podrían evitarse con un
mayor y mejor uso de los conocimientos y técnicas que hoy en día están
disponibles.
PRINCIPALES DAÑOS VISIBLES DE LA CORROSIÓN EN EL HOGAR, LA INDUSTRIA Y LA CONSTRUCCIÓN.
L
A PALABRA corrosión
evoca en muchas personas la imagen tan conocida de la "herrumbre",
propia de los metales ferrosos, como si sólo el hierro fuera susceptible de
presentar este fenómeno.
La corrosión de los metales constituye en alto grado de probabilidad, el despilfarro más
grande en que incurre la civilización moderna. Las roturas en los tubos de
escape y silenciadores de los automóviles, la sustitución de los calentadores
de agua domésticos, explosiones por fugas de gas en los tanques de
almacenamiento o tuberías de conducción, roturas en las conducciones de agua,
incluso el derrumbe de un puente, son algunos de los problemas con los cuales
se encuentra el hombre. Nada metálico parece ser inmune a este tipo de
acontecimientos.
A veces los daños
causados por un problema de corrosión pueden ser muy amplios. Pensemos
en la reparación de la falla de un oleoducto de crudo, resultante de problemas
de corrosión interna o externa. Aparte del costo inherente a la sustitución del
tramo de tubería dañado, hay que tener en cuenta el daño causado por el aceite
derramado al terreno, muchas veces irreversible, así como el posible paro de la
refinería y los consiguientes problemas de desabastecimiento que ello puede
llegar a acarrear.
ALGUNOS EJEMPLOS COMUNES DE DAÑOS POR
CORROSIÓN:
La corrosión forma parte del diario quehacer. Desgraciadamente, no
sufrimos sus efectos hasta que estos se hacen visibles.
La aparición de humedades y goteras es una consecuencia que no se
deja esperar. Al inspeccionar con más detalle la zona en que ha aparecido la
gotera, podemos tener la sorpresa de que la aparición de la humedad, que
creíamos debida a la perforación de la tubería por el lado del agua, ya que el
agua rojiza que salía por el grifo desde tiempo atrás así lo hacía presagiar,
ha tenido lugar en cambio en la parte exterior. Retirado el tubo que presentaba
la perforación, pudimos observar en él que el ataque perforantes provenía del
exterior.
El yeso tiene la particularidad de que además de ser corrosivo por
sí mismo frente al hierro y acero galvanizado, entre otros materiales
metálicos, es higroscópico, por lo cual tiene tendencia a captar y retener la
humedad y con ello proseguir la corrosión hasta sus últimas consecuencias.
Otro caso que se presenta con cierta frecuencia hace referencia a
la lavadora automática. Cierto día, al funcionar la lavadora, se nota que hace
algunos ruidos extraños. Al vaciar el tambor, nos encontramos con la sorpresa
de que tiene una fisura. No había ni rastro de herrumbre, que en el caso de la
tubería de agua nos había servido de indicio para suponer que algo andaba mal.
Aquí, sólo unos ruidos extraños.
El tambor, a pesar de ser de acero inoxidable, había sufrido un
cierto tipo de corrosión, conocido por los especialistas como corrosión
fisurante, precisamente por el tipo de daño provocado.
Este efecto de agentes corrosivos sobre la carrocería se agrava en las
zonas costeras, por la influencia de la brisa marina que llega a poner en
contacto con la carrocería gotitas cargadas de cloruro de sodio (sal).
Asimismo, es perniciosa la acción de la sal común que se echa en invierno sobre
las calzadas heladas, en muchos países con inviernos largos y duros, con el fin
de que puedan transitar los vehículos por ellas.
v CONSTRUCCIONES DE CONCRETO
Cuando la estructura de concreto está en contacto frecuente con
agua que contenga iones de cloruro
(agua de mar), a través de la propia porosidad del concreto puede llegar a las varillas de acero. En este
momento se inicia la corrosión del acero. La herrumbre que se va formando como
resultado del proceso de corrosión en el acero, por una parte disminuye la
sección original de la varilla, y por otra, hace perder la adherencia inicial y
deseada entre el acero y el concreto. El óxido de hierro formado (herrumbre)
ocupa un volumen aproximadamente cuatro veces mayor que el acero sin corroer. A
medida que se va formando herrumbre por la corrosión del acero, ésta ejerce una
gran presión sobre el concreto que lo rodea. Las fuerzas son de tal magnitud
dentro del concreto que provocan grietas que lo fragilizan, perdiendo éste sus
buenas propiedades mecánicas. Tanto en la industria como en
el hogar pueden producirse colapsos de techos, pilares y estructuras en
general.
Las consecuencias prácticas del fenómeno de corrosión, que afectan
tanto al envase como al producto envasado, incidiendo más o menos
desfavorablemente sobre la calidad de la conserva,
-Cambios en los atributos sensoriales —color, olor, sabor— y
características nutritivas del producto envasado; —desestañado de la hojalata
con pérdida de su aspecto brillante, o bien un desestañado intenso localizado
en los envases barnizados, que puede originar el rechazo del consumidor por
presentación inadecuada;
—incorporación de iones metálicos, particularmente estaño, hierro
y plomo, al producto envasado que dañan terriblemente la
salud humana.
TIPOS
DE CORROSION
Antes de analizar los efectos que para la sociedad tiene la corrosión,
tenemos que ver los diversos tipos de corrosión que existen. Los tipos de
corrosión se pueden clasificar de la siguiente manera:
I.-GENERAL
O UNIFORME
Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme
producto de la pérdida regular del metal superficial. A su vez, esta clase de
corrosión se subdivide en otras:
1. Atmosférica
De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor
cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de
metal de automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por
lo mismo se ven atacados por oxígeno y agua. La severidad de esta clase de
corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros
contaminantes atmosféricos están presentes. Para hablar de esta clase de
corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los ambientes atmosféricos son
los siguientes:
2.-Industriales
Son los que contienen compuestos sulfurosos,
nitrosos y otros agentes ácidos que pueden promover la corrosión de los
metales. En adición, los ambientes industriales contienen una gran cantidad de
partículas aerotransportadas, lo que produce un aumento en la corrosión.
2. Marinos
Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un
ión particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas
metálicos.
3. Rurales
En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica,
caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies
agresivas.
Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. Ellos son la
Temperatura, la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad.
4-Galvánica
La corrosión Galvánica es una de las
más comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que
puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen
eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solución
conductiva).
Ilustración 5
corrosión galvánica.
4.
Metales Líquidos
La
corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en
presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc.
Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas,
Aleaciones Metal-a-Metal (por ej., el amalgamamiento) y otras formas.
5. Altas Temperaturas
Algunos
metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de muy altas temperaturas, pueden
reaccionar directamente con ellos sin la necesaria presencia de un electrolito.
Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento, Escamamiento o Corrosión
por Altas Temperaturas.
Generalmente esta clase de corrosión depende directamente de la temperatura.
Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se
forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el
metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o “empañamiento”
actúa como un electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la corrosión
de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie.
La
corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosión, como
la Oxidación, la Sulfatación, la Carburización, los Efectos del Hidrógeno, etc.
II.-LOCALIZADA
La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en
áreas discretas o localizadas.
Se
subdivide en :
1. Corrosión por Fisuras o “Crevice”
La corrosión por Crevice o por fisuras es la que se produce en pequeñas
cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o
diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no- metálico.
2. Corrosión por Picadura o “Pitting”
Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas “picaduras” en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada. Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor.
3. Corrosión Microbiológica (MIC)
La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están
sumergidos o flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión.
Los organismos biológicos presentes
en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del
oxígeno a la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el
proceso de la corrosión
FACTORES QUE
LA GENERAN Y FACILITAN SU PROLIFERACION
a)
Corrosión por esfuerzo o tensión (fisurante): Este tipo de corrosión se produce cuando se
combina un ambiente corrosivo con tensiones intensas que actúan sobre el
metal. El ataque no parece intenso pero su gravedad radica en que se
producen fisuras que se propagan a lo largo de la sección del metal.
b)
Por erosión: Se
produce por el desgaste de la superficie en contacto con un fluido cuyo
movimiento es rápido. Se caracteriza por la aparición de surcos,
valles, hoyos que en general se observan en la dirección del
fluido. Por otra parte este desgaste también ocasiona la abrasión de
películas protectoras de óxidos o cubiertas que protegen el material
favoreciendo la disolución metálica.
c)
Por frotamiento:
Ocurre entre metales sometidos a vibración o deslizamiento.
d)
Por disolución selectiva: Se produce en aleaciones en las que un metal se
disuelve en forma preferencial. Un caso típico es el de los latones en los que
el zinc (aleado al cobre) se elimina selectivamente
e)
Celdas de concentración (aireación diferencial,
diferencia de PH): Las celdas de
concentración de oxígeno se desarrollan cuando existe una diferencia en la
concentración de oxígeno entre dos sitios de la superficie húmeda de un metal.
f)
Por microorganismos: Los microorganismos se adhieren a la superficie
metálica formando lo que se conoce como biofilm, el cual está constituido por
una matriz de material polimérico los
microorganismos aceleran el mecanismo de corrosión por remoción del oxígeno por parte de los
aeróbicos da lugar al empobrecimiento local del mismo y a la aparición de
celdas de concentración y al romper la
película pasivante creando centros anódicos.
g)
Daño por hidrógeno: es el que se produce por la reacción del hidrógeno
con los carburos del acero formando metano y dando lugar a la formación de
ampollas, huecos internos.
h)
Pilas galvánicas, corrosión galvánica: Cuando dos metales están en contacto y ambos están
sumergidos en un electrolito fluirá corriente entre ellos.
Generalmente esta
clase de corrosión depende directamente de la temperatura alta la actúa de la
siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se forma una
pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas
en esas condiciones de temperatura. Esta capa o “empañamiento” actúa como un
electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la corrosión de la pieza
metálica mediante el movimiento iónico en la superficie.
