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9.PRINCIPIOS DE CORROSIÓN. DEFINICIÓN La corrosión es definida como el deterioro de un material metálico a consecuencia de un ataque químico por su entorno. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción química, la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido y las propiedades de los metales en cuestión [1]. Figura 1. Corrosión debida a medios severos [2]. 9.1 TIPOS DE CORROSIÓN. 9.1.1 Corrosión uniforme. Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. Esto ocurre por la atmosfera quien es la que produce mayor cantidad de daños en el material por lo que se ven atacados por oxigeno y al agua, La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. Los ambientes atmosféricos son los siguientes: 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.

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9.PRINCIPIOS DE CORROSIÓN.DEFINICIÓN

La corrosión es definida como el deterioro de un material metálico a

consecuencia de un ataque químico por su entorno. Siempre que la

corrosión esté originada por una reacción química, la velocidad a la que

tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad

del fluido y las propiedades de los metales en cuestión [1].

      Figura 1. Corrosión debida a medios severos [2].

 

9.1 TIPOS DE CORROSIÓN.          

9.1.1 Corrosión uniforme.

Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme

producto de la pérdida regular del metal superficial. Esto ocurre por la

atmosfera quien es la que produce mayor cantidad de daños en el

material por lo que se ven atacados por oxigeno y al agua, La severidad

de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos

de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. Los

ambientes atmosféricos son los siguientes:

 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.

 Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de

cloridro, un ión particularmente perjudicial que favorece la corrosión

de muchos sistemas metálicos.

 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 [3].

9.1.2 Corrosión localizada

La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en

áreas discretas o localizadas, esta se divide:

9.1.2.1 Corrosión Galvánica.

La corrosión galvánica se presenta, cuando dos metales diferentes en

contacto o conectados por medio de un conductor eléctrico, son

expuestos a una solución conductora. En este caso, existe una

diferencia en potencial eléctrico entre los metales diferentes y sirve

como fuerza directriz para el paso de la corriente eléctrica a través del

agente corrosivo, de tal forma que el flujo de corriente corroe uno de

los metales del par formado.

Mientras más grande es la diferencia de potencial entre los metales,

mayor es la probabilidad de que se presente la corrosión galvánica

debiéndose notar que este tipo de corrosión sólo causa deterioro en uno

de los metales, mientras que el otro metal del par casi no sufre daño.

El metal que se corroe recibe el nombre de metal activo, mientras que

el que no sufre daño se le denomina metal más noble.

La relación de áreas entre los dos metales es muy importante, ya que

un área muy grande de metal noble comparada con el metal activo,

acelerará la corrosión, y por el contrario, una mayor área del metal

activo comparada con el metal noble disminuye el ataque del primero.

La corrosión galvánica a menudo puede ser reconocida por el

incremento del ataque junto a la unión de los metales, este tipo puede

ser controlado por el uso de aislamientos o restringiendo el uso de

uniones de metales cuando ellos forman diferencias de potencial muy

grande en el medio ambiente en el que se encuentran. La diferencia de

potencial puede ser medida, utilizando como referencia la serie

galvánica de los metales y aleaciones que se presentan más adelante,

en la serie de los potenciales tipo (standard) de óxido de reducción.

Otro método para reducir la corrosión galvánica, es evitar la presencia

de grandes áreas de metal noble con respecto a las de metal activo,

acelerará la corrosión, y por el contrario, una mayor área del metal

activo comparada con el metal noble disminuye el ataque del

primero [4].

9.1.2.2 Corrosión por erosión.

Es cuando el movimiento del medio corrosivo sobre la superficie

metálica incrementa la velocidad de ataque debido a desgaste

mecánico, este recibe el nombre de corrosión por erosión.  La erosión

generalmente se atribuye a la remoción de películas superficiales

protectoras, como por ejemplo, películas de óxido formadas por el aire,

o bien, productos adherentes de la corrosión. La corrosión por erosión,

generalmente tiene la apariencia de picaduras poco profundas

de fondo.

La corrosión por erosión prospera en condiciones de alta velocidad,

turbulencia, choque, etc., y frecuentemente se observa en impulsores

de bombas, agitadores y en codos y cambios de dirección de tuberías.

Los líquidos con suspensión conteniendo partículas sólidas duras

pueden igualmente causar este tipo de problema [5].

                                          Figura 2. Corrosión por cavitación en el

esquema del mecanismo    de turbulento remolino de aguas [6]

9.1.2.3 Corrosión Por Agrietamiento.

Definimos como agrietamiento por corrosión, al proceso físico-químico

a través del cual los metales, cuando están sometidos a esfuerzos

mecánicos, simultaneados con una exposición a ambientes corrosivos,

presentan una fatiga estructural que desemboca en la aparición de

fisuras y grietas con resultado de una disminución de su resistencia

intrínseca. No se suelen observar grandes extensiones afectadas, lo

cual resulta bastante engañoso, y consecuentemente peligroso, debido

a que las grietas formadas, aparentemente superficiales, tienen la

particularidad de ser de contextura fina pero profunda, lo cual redunda

en un elevado riesgo de rotura [7].

9.1.2.4 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.

      Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas:

Corrosión por Fricción o Fretting: es la que se produce por el

movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2

sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este

movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal,

las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son

visibles cuando ésta es removida.

Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso

de burbujas en la superficie del metal (en contacto con un líquido).

Es un fenómeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores de

las hélices de los barcos. Genera una serie de picaduras en forma de

panal.

Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por

Descincado, en donde piezas de cinc se corroen y dejan una capa

similar a la aleación primitiva. En este caso, es selectiva porque

actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro.

Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la

corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las

picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera,

por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al

someterlo a una fuerza mecánica [8]

9.1.2.5 Corrosión Por Fricción.

Es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como

una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son

metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la

superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la

corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida [9].

9.1.2.6 Corrosión selectiva.

Es semejante a la llamada Corrosión por Descincado, en donde piezas

de Zinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. En

este caso, es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al

Plata-Cobre o Cobre-Oro. Quizá la parte más nociva de esta clase de

ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa

que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no

lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal

al someterlo a una fuerza mecánica [10].

9.1.2.7 Corrosión intercristalina.

Se define como corrosión intercristalina, o corrosión intergranular al

grado de desintegración electroquímica que se produce en los límites

de grano de un metal, como consecuencia de la pérdida de

características debidas al calentamiento generado, por ejemplo, en las

zonas de transición de las soldaduras [11].

9.1.2.8 Corrosión Microbiológica (MIC).

Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa

única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo

localizado.

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 [12].

9.1.2.9 Corrosión bajo tensión.

La corrosión bajo tensión (CBT) es un mecanismo de rotura progresivo

de los metales que se crea por la combinación de un medio ambiente

corrosivo y de una tensión de tracción mantenida. El fallo estructural

debido a la CBT es muchas veces, imprevisible y aparece tanto tras

pocas horas como tras meses o años de servicios satisfactorios. Se

encuentra, frecuentemente, en ausencia de cualquier otro tipo de

ataque corrosivo. Virtualmente, todas las aleaciones son sensibles a la

CBT en un medio ambiente específico y con un conjunto de

condiciones [14].

Figura 3. Triangulo de la corrosión bajo tensión [13].

La tensión de tracción necesaria para la CBT está “estática”, y puede

ser residual y/o aplicada (véase la tabla debajo). El agrietamiento

progresivo debido a tensiones “cíclicas” se llama la “fatiga-corrosión”.

El límite entre la CBT y la fatiga-corrosión no es evidente a cada vez.

Sin embargo, como los mecanismos que provocan cada fenómeno son

distintos, se separan y se consideran como mecanismos de rotura

diferentes. El shot peening controlado, introduciendo una tensión

residual de compresión en la superficie del material, actúa sobre los

dos fenómenos y puede impedirlos o retrasarlos [13].

9.1.2.10 Corrosión por hidrógeno. 

Son fenómenos destructivos que se relacionan de manera directa con la

presencia de hidrógeno atómico o molecular, exceptuando la formación

de hidruros, no producen oxidación metálica y no constituyen

fenómenos típicos de corrosión aunque por su procedencia o efecto

similar son tratados por los encargados de estudiar estos fenómenos de

la corrosión.

 Suelen suceder   en gases a elevadas temperaturas o en electrólitos a

bajas temperaturas, los que suceden en electrólitos   se caracterizan

por su predominio de los efectos físicos y físico-químicos sobre las

acciones químicas y electroquímicas, por lo que se incluyen dentro de

los tipos de corrosión con efectos mecánicos.

Los daños por hidrógeno más importantes son:

 1. Descarburización.

 2. Ataque por hidrógeno.

 3. Ampollamiento por hidrógeno.

 4. Fragilidad y ruptura por hidrógeno.

Los primeros dos corresponden al campo de la corrosión gaseosa de los

metales y aleaciones a temperaturas elevadas [14].

Figura 4. Figuras intergranulares y descarburación [14].

9.1.3 Corrosión electroquímica (celda electroquímica) 

 

Figura 5. Celda electroquímica [15].

Celdas electroquímicas: Son aquellas en las cuales la energía

eléctrica que procede de una fuente externa provee reacciones

químicas no espontáneas [15].

Clasificación:

Celda electrolítica: son aquellas en las cuales la energía eléctrica

que procede de una fuente externa provoca reacciones químicas no

espontáneas generando un proceso denominado electrólisis. Las

celdas electrolíticas constan de un recipiente para el material de

reacción, dos electrodos sumergidos dentro de dicho material y

conectados a una fuente de corriente directa.

Celdas galvánicas o voltaicas: son celdas electroquímicas en las

cuales las reacciones espontáneas de óxido-reducción producen

energía eléctrica. Las dos mitades de la reacción de óxido reducción,

se encuentran separadas, por lo que la transferencia de electrones

debe efectuarse a través de un circuito externo [16].

Constituyentes de la celda:

> Cátodo: se define como el electrodo en el cual se produce la

reducción porque algunas especies ganan electrones. Este posee carga

negativa y a él migran los iones o cargas positivas.

> Ánodo: se define como el electrodo en el cual se produce la oxidación

porque algunas especies pierden electrones. Este posee carga positiva y

a él migran los electrones o cargas negativas.

> Puente salino: Es un tubo con un Puente salino electrólito en un gel

que está conectado a las dos semiceldas de una celda galvánica; el

puente salino permite el flujo de iones, pero evita la mezcla de las

disoluciones diferentes que podría permitir la reacción directa de los

reactivos de la celda [17].

 9.1.4 Pila Galvánica.

Son un dispositivo en el que la transferencia de electrones, (de la

semireacción de oxidación a la semireacción de reducción), se produce

a través de un circuito externo en vez de ocurrir directamente entre los

reactivos; de esta manera el flujo de electrones (corriente eléctrica)

puede ser utilizado.

En la siguiente figura, se muestran los componentes fundamentales de

una celda galvánica o voltaica:

Figura 6.Esquema pila galvánica o voltaica [18].

 ¿Cómo funciona una celda galvánica?

En la semicelda anódica ocurren las oxidaciones, mientras que en

la semicelda catódica ocurren las reducciones. El electrodo anódico,

conduce los electrones que son liberados en la reacción de oxidación,

hacia los conductores metálicos. Estos conductores eléctricos conducen

los electrones  y los llevan hasta el electrodo catódico; los electrones

entran así a la semicelda catódica produciéndose en ella la

reducción [18].

En la tabla 8 se muestra el potencial de reducción de electrones en

volts de algunos elementos con respecto al hidrógeno [19].

 

Figura 8. Tabla potencial electrodo estándar a 25°C “respecto al

potencial del hidrógeno”[19].

Tipos de celdas galvánicas.Principales tipos:Celdas galvánicas primarias.Las celdas galvánicas primarias pueden producir corriente

inmediatamente después de su conexión. Las pilas desechables están

destinadas a ser utilizadas una sola vez y son desechadas

posteriormente. Las pilas desechables no pueden ser recargadas de

forma fiable, ya que las reacciones químicas no son fácilmente

reversibles y los materiales activos no pueden volver a su forma

original.

Generalmente, tienen densidades de energía más altas que las pilas

recargables, pero las células desechables no van bien en aplicaciones

de alto drenaje con cargas menores de 75 ohmios (75 Ω) [18].

Figura 9. Imagen pila seca en la cual se produce una fem de 1.5V [20].

  Celdas galvánicas secundarias.

Las celdas galvánicas secundarias deben ser cargadas antes de su uso;

por lo general son ensambladas con materiales y objetos activos en el

estado de baja energía (descarga). Las celdas galvánicas recargables o

pilas galvánicas secundarias se pueden regenerar (coloquialmente,

recargar) mediante la aplicación de una corriente eléctrica, que invierte

la reacciones químicas que se producen durante su uso. Los

dispositivos para el suministro adecuado de tales corrientes que

regeneran las sustancias activas que contienen la pila o batería se

llaman, de modo inapropiado, cargadores o recargadores. La forma más

antigua de pila recargable es la batería de plomo-ácido. Esta celda

electroquímica es notable, ya que contiene un líquido ácido en un

recipiente sellado, lo cual requiere que la celda se mantenga en

posición vertical y la zona de estar bien ventilada para garantizar la

seguridad de la dispersión del gas hidrógeno producido por estas

células durante la sobrecarga. La celda de plomo-ácido es también muy

pesada para la cantidad de energía eléctrica que puede suministrar. A

pesar de ello, su bajo costo de fabricación y sus niveles de corriente de

gran aumento hacen que su utilización sea común cuando se requiere

una gran capacidad (más de 10A h) o cuando no importan el peso y la

escasa facilidad de manejo.

Un tipo mejorado de la celda de electrolito líquido es la celda de plomo-

ácido regulada por válvula de sellado (VRLA,por sus siglas en inglés),

popular en la industria del automóvil como un sustituto para la celda

húmeda de plomo-ácido, porque no necesita mantenimiento. La celda

VRLA utiliza ácido sulfúrico inmovilizado como electrolito, reduciendo

la posibilidad de fugas y ampliando la vida útil. Se ha conseguido

inmovilizar el electrolito, generalmente por alguna de estas dos formas:

§ Celdas de gel que contienen un electrolito semi-sólido para evitar

derrames.

§ Celdas de fieltro de fibra de vidrio absorbente, que absorben el

electrolito en un material absorbente realizado con fibra de vidrio

especial.

 Otras células portátiles recargables son (en orden de densidad de

potencia y, por tanto, de coste cada vez mayores): celda de níquel-

cadmio (Ni-Cd), celda de níquel metal hidruro (NiMH) y celda de iones

de litio (Li-ion). Por el momento, las celdas de ion litio tienen la mayor

cuota de mercado entre las pilas secas recargables. Mientras tanto, las

pilas de NiMH han sustituido a las de Ni-Cd en la mayoría de las

aplicaciones debido a su mayor capacidad, pero las de NiCd siguen

usándose en herramientas eléctricas, radios de dos vías, y equipos

médicos [18].

9.2 PROCESOS INDUSTRIALES DE RECUBRIMIENTO.

9.2.1 Introducción.

Durante muchos años nuestra sociedad de consumo ha exigido mejores

condiciones de vida paralelas a sus necesidades crecientes y esto ha

generado un formidable desarrollo industrial al cual se le ha invertido

mucho tiempo de estudio en el diseño y construcción de plantas,

equipos e instalaciones industriales de procesos para la síntesis y

manufactura de productos que satisfagan dichas necesidades. Hoy día

con día se desarrollan nuevos procesos, nuevos productos, nuevas

necesidades las cuales ponen a prueba la creatividad e inventiva del

hombre.

Protección catódica.

El proceso de corrosión del Acero considera un flujo de electrones que abandonan la superficie metálica con la consecuente disolución del Acero en forma de iones Fe++. Durante la protección catódica a través de un circuito eléctrico externo o sistema de  nodos de sacrificio, se imprime corriente a la superficie metálica invirtiendo el sentido del flujo de electrones y evitando así la disolución del fierro. Este método se utiliza preferentemente en tuberías y estructuras enterradas o sumergidas.

 Inhibidores de la corrosión.

Este método considera el uso de pequeñas cantidades de compuestos

orgánicos o inorgánicos incapaces de formar una película o barrera

adherente en la superficie del Acero por atracción eléctrica o por una

reacción, evitando el acceso de los agentes corrosivos.

Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas eléctricas en los

extremos de sus moléculas capaces de ser atraídas por la superficie a

proteger; desafortunadamente esta atracción no es permanente siendo

necesaria una dosificación constante en el medio. Este método se utiliza

preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculación.

Uso de recubrimientos anticorrosivos.

Este método al igual que el anterior considera la formación de una

barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosivos a

la superficie metálica; no obstante, la barrera es formada a partir de la

aplicación de una dispersión liquida de una resina y un pigmento, con

eliminación posterior del solvente, obteniéndose una película sólida

adherida a la superficie metálica. Su durabilidad está condicionada a la

resistencia que presente esta película al medio agresivo. Su uso está 

muy generalizado en la protección de estructuras e instalaciones aéreas

o sumergidas.

Selección de materiales de construcción

Cuando las condiciones de presión y temperatura sean muy extremas o

bien el medio sea excesivamente agresivo en tal forma que los métodos

anteriores no sean utilizables se puede recurrir a una selección

adecuada de materiales (generalmente caros). La alta resistencia a la

corrosión de estos materiales se basa en la formación inicial de una

capa delgada de oxido del metal y muy adherente e impermeable. A

este fenómeno se le conoce como Pasivación. Afortunadamente la

frecuencia en el uso de este método es menor en las instalaciones de la

industria. Considerando el aspecto económico de cada uno de estos

métodos así como sus limitaciones, las cuales necesariamente

repercuten en su eficiencia de protección se concluye que la solución a

los problemas de corrosión está enfocada a su control más que a su

eliminación. Cada uno de los métodos mencionados constituye una

extensa  área de estudio dentro de la ingeniería de corrosión, existiendo

gran cantidad de publicaciones y bibliografía en cada caso. En el

presente seminario se considera únicamente lo concerniente a

Recubrimientos Anticorrosivos.

El uso de recubrimientos anticorrosivos para la protección de

instalaciones industriales constituye una de las practicas mas comunes

en el control de corrosión, tanto por su versatilidad de uso como por su

bajo costo relativo. A la fecha se han desarrollado gran diversidad de

recubrimientos caracterizados fundamentalmente por el tipo de resina

y pigmento utilizados en su formulación; generalmente un aumento de

eficiencia va aunada a un aumento de costo, por lo que, la selección del

tipo de recubrimiento para un caso especifico debe ser el resultado de

un balance técnico económico. De lo anterior es posible inferir que la

investigación actual en este campo está orientada a recubrimientos

anticorrosivos de alta eficiencia y bajo costo [21].

9.2.2 Niquelado electrolítico.

El niquelado electrolítico es un proceso que consiste en la deposición

por vía electrolítica del metal níquel sobre una superficie previamente

acondicionada que puede ser acero, cobre, latón y zamak. Con un

espesor variable según las necesidades, tiene como objetivo mejorar las

propiedades técnicas y decorativas del material base.

Ventajas.Las principales ventajas para realizar deposición electrolítica de níquel

sobre piezas son:

Protección contra la corrosión: incrementa la resistencia a la

corrosión del material base como capa intermedia o final.

Mejora de las cualidades técnicas: aumenta la conductividad

eléctrica, dureza y resistencia a la abrasión, entre otras cualidades.

Recubrimiento altamente decorativo: Proporciona un aspecto de

gran brillo, nivelación y ductilidad.

 Aplicaciones

El níquel como elemento protector, tiene un campo de aplicación muy

extenso empleándose, como elemento protector y como revestimiento

ornamental de los metales, en especial de los que son susceptibles de

corrosión como el hierro y el acero, asimismo aumentando su

conductividad eléctrica. También es utilizado como pre capa para otros

tratamientos. Su aplicación se ha extendido a todo tipo de sectores

como de coletaje, ferretería, material eléctrico, electrónica,

automoción, estampación metálica, material de saneamiento y

grifería [22].

9.2.3 Recubrimiento metálico de cromo.

El cromo es un metal muy difícil de trabajar en frío porque es muy duro

y quebradizo, en caliente es igual de difícil porque se oxida con una

capa de oxido de cromo dura e infusible. Por estas razones el cromo no

se suele emplear como metal puro salvo en ocasiones muy raras aunque

eso si, entra a formar parte de muchas aleaciones. Especialmente es

aleado con el hierro porque mejora su dureza y resistencia a la

corrosión. El acero inoxidable contiene entre un 8 y un 12 % de cromo,

y es el principal responsable de que sea inoxidable. Muchas

herramientas están fabricadas con aleaciones de hierro cromo y

vanadio. El nicromo o cromo-níquel se emplea para fabricar resistencias

eléctricas.

Debido a las dificultades de la metalurgia de cromo cuando es

necesario aplicarlo se emplean básicamente dos

procedimiento, sputering y recubrimiento electrolítico. El

recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la

industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto.

También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir

superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo

duro).

El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores

relativamente grandes (0,1 mm) que se depositan en piezas que deben

soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de

depósitos especialmente en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales

ejes de pistones hidráulicos y en general en lugares donde se requiera

bastante precisión. El cromo duro se emplea especialmente en el

rectificado de motores de explosión. Los cigüeñales y otras piezas

fundamentales de los motores de explosión sufren desgastes que se

manifiestan como holguras en sus rodamientos y que pueden

comprometer su funcionamiento. Por ello antes de que exista una

rotura grave se reponen las partes de metal perdidas mediante cromo

electrolítico. Generalmente la capa de cromo depositada no es

totalmente uniforme por lo cual se da espesor mayor del necesario y

después se rectifican las piezas para conseguir las dimensiones y

acabado adecuados.

El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se

depositan sobre cobre o níquel para mejorar el aspecto de algunos

objetos. El famoso niquelado de paragolpes y otros embellecedores de

coche suele consistir en una capa de níquel terminada con un Flash de

cromo de algunas micras de espesor. El color del cromo es mas azulado

y reflectante que el níquel y es mucho mas resistente a la corrosión ya

que inmediatamente se forma una fina e imperceptible capa de oxido

que protege al metal.

El cromo tiene poco poder cobertor, menos aun si las capas que se

depositan son tan finas como una micra. Por ello las superficies a cubrir

deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas ya que el cromo no

va a tapar ninguna imperfección. Es por esto por lo que frecuentemente

las piezas que se croman con objeto decorativo se recubren con cobre y

níquel antes de ser cromadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre el

níquel y el acero, pero no sobre el zinc o la fundición.

Para conseguir un baño electrolítico de cromo se disuelve ácido

crómico en agua en una proporción de 300 gramos por litro y se añade

2 gramos por litro de ácido sulfúrico. Se emplea como ánodo un

electrodo de plomo o grafito. El plomo sirve como ánodo porque se

forma una placa de oxido de plomo que es conductor pero que impide

que se siga corroyendo por oxidación anódica. Al contrario que en otros

baños como los del níquel el cromo que se deposita en el cátodo

procede del ácido crómico disuelto y no del ánodo, por lo que poco a

poco se va empobreciendo en cromo la solución. Con el uso el cromo se

va agotando y hay que reponerlo añadiendo más ácido crómico [23].

El ácido crómico se descompone por la corriente eléctrica en cromo

metálico que se deposita en el cátodo y oxígeno que se desprende en el

ánodo. El ácido crómico (en realidad es un anhídrido soluble en agua)

contiene aproximadamente un 50% en cromo metálico, esto significa

que para que un litro de baño pierda solo un 10 % de concentración

tienen que haberse depositado 15 gramos de cromo. Lo cual equivale a

recubrir una superficie de aproximadamente dos metros cuadrado con

una capa de cromo de 1 micras, mas que suficiente para efectos

decorativos [24].

Figura 7. Medición temperatura solución de galvanocromia [24].

 Baños para cromo decorativo.

Acido crómico comercial 200 a 300 gr/ litro

Acido sulfúrico 1 a 3 gr /litro

Temperatura de trabajo de 36¡5 a 45 ºC

Densidad de corriente de 6 a 12 A/dm2

 Baños para cromo duro.

Acido crómico comercial 250 a 400 gr/ litro

Acido sulfúrico 1 a 2 gr /litro

Temperatura de trabajo de 45 a 65 ºC

Densidad de corriente de 15 a 50 A/dm2 [25].

 9.2.4 Cobreado ácido.

 Soluciones ácidas: 

El cobreado ácido se efectúa a partir de una solución que consiste

fundamentalmente en sulfato de cobre y ácido sulfúrico. Este tipo de

soluciones tiene un bajo costo de preparación y los rendimientos

anódicos y catódicos llegan al ciento por ciento en muchos casos.

El depósito de cobre logrado con este tipo de soluciones suele ser de

color mate, y si se precisa una superficie brillante, requiere un

considerable trabajo de “afino”.

Es preciso limpiar mucho más cuidadosamente el metal de base antes

de proceder al cobreado en baño ácido de lo que precisan las soluciones

de cianuro, pues, a diferencia de estas últimas, la solución de sulfato no

posee propiedades detergentes.

 La presencia del ácido sulfúrico es esencial, pues evita la formación de

precipitados de sales básicas de cobre y también aumenta la ionización

y, por consiguiente aumenta la conductividad de la solución, reduce la

posibilidad de que los electrodos se polaricen y ahorra el consumo de

fuerza. Reduciendo la concentración de iones cobre de la solución, el

ácido tiene también el efecto de producir depósitos lisos de pequeño

tamaño de grano.

Comúnmente, se utilizan densidades de corriente de 2 a 6,5 amperios

por dm². Las soluciones de cobre trabajan usualmente a temperatura

ambiente, aunque a veces se utilizan temperaturas hasta de 50 °C. La

elevación de la temperatura da lugar a la obtención de un depósito de

cobre más blando. La agitación con aire aumenta la densidad de

corriente que pueda utilizarse.

Se utilizan cubas de acero recubiertas de goma. La parte exterior de la

cuba debe recibir un tratamiento con pintura asfáltica anti-sulfúrica,

puesto que la solución es muy corrosiva.

 Los contaminantes más comunes en los baños al sulfato provienen de

la descomposición de los abrillantadores (orgánicos), o por impurezas

metálicas (sales con impurezas, cubas metálicas con recubrimiento

defectuoso, etc.). En ambos casos, las características del depósito se

ven alteradas. En el caso de las impurezas orgánicas, se debe tratar con

carbón activado. En casos de contaminaciones severas, se debe tratar

con agua oxigenada, o con permanganato de potasio. Una vez

descompuestos los contaminantes orgánicos, se debe tratar finalmente

con carbón activado.

A continuación se presentan los dos baños basados en soluciones ácidas

más utilizados junto con sus características particulares:

 Baños de cobre al sulfato convencionales: Estos baños resultan

económicos de preparar, de operar y de neutralizar (tratamiento de

aguas residuales).

 Los componentes químicos básicos de una solución de cobre ácido son

el sulfato de cobre y el ácido sulfúrico. Estas sales son altamente

conductoras de electricidad y se disocian con facilidad, pudiendo así

trabajar con densidades de corriente suficientemente elevadas.

 Las piezas de hierro, deben ser cubiertas con una película previa de

cobre alcalino o de un depósito de níquel “Strike”, para evitar

desprendimientos de las películas depositadas por oxidación del metal

de base. Los baños normalmente se operan a temperatura ambiente.

 En las soluciones semibrillantes y brillantes, el agente de adición

utilizado para lograr este fin es la thiourea, que debe ser adicionada en

cantidades exactas, ya que el exceso de este producto, favorecerá la

polarización anódica, disminuyendo el rendimiento por el menor pasaje

de corriente eléctrica y por la caída en el régimen de disolución

anódica.

 Se aconseja el tratamiento de las soluciones de cobre ácido que

contengan este tipo de aditivo, ya que el mismo tiende a

descomponerse con o sin el uso del electrolito. La forma más

conveniente de evitar esto es realizar un tratamiento preventivo de la

solución con carbón activado en forma total y periódica.

Por lo general, para realizar baños de cobre ácido sobre material

ferroso, se aconseja un baño previo de cobre alcalino (flash o strike).

 Se puede realizar un buen depósito de cobre ácido directamente sobre

hierro, siempre y cuando el mismo haya sido inmerso un breve tiempo

en una solución diluida de ácido arsenioso, que puede ser sustituida

también por una sal de plomo o de antimonio.

 Baños de cobre acido “UBAC” (Udylite Brigt Acid Cooper): El

empleo del proceso “UBAC” produce depósitos de cobre de alto brillo,

con excelente ductilidad y gran poder de nivelación.

Las propiedades atribuidas a este proceso, pueden ser resumidas en los

seis puntos siguientes:

 1. Los depósitos obtenidos poseen excelentes características de

nivelación.

2. El depósito resulta de brillo especular trabajando en el rango de

densidades de corriente normalmente empleadas. Puede ser niquelado

y cromado directamente sin necesidad de repulido.

3. Las películas de cobre obtenidas mediante este proceso pueden ser

repulidas fácilmente.

4. Los depósitos poseen ductilidad excepcional.

5. No se originan productos nocivos de descomposición durante la

electrólisis, y el agente de adición no se deteriora con el tiempo.

6. La solución es muy fácil de controlar, ya que posee un solo agente de

adición.

El aspecto más importante en el funcionamiento de este proceso

consiste en la selección del tipo de ánodos. Es indispensable que los

ánodos posean una determinada concentración de fósforo para poder

obtener resultados óptimos con el proceso “UBAC”.

 El empleo de ánodos de material inadecuado dará lugar a la formación

de grandes cantidades de iodo, que origina asperezas y picados. Es

esencial una vigorosa agitación por aire, ya que la falta de ella daría

lugar a la formación de depósitos “quemados” en las zonas de alta

densidad de corriente, y poco uniformes en las de baja densidad.

 En caso de que se desee obtener depósitos realmente lisos, es esencial

efectuar una buena filtración. Para ello se requiere normalmente el

empleo de papeles de filtro y un caudal mínimo por hora equivalente al

del volumen del baño.

Estos baños de cobre, al igual que los procesos de cobre ácido

convencionales, presentan un excelente poder de cobertura o micro

penetración. En las piezas de fundición, no se han evidenciado

dificultades para ser cobreadas con este tipo de soluciones. Otra

ventaja del “UBAC” con relación a las piezas de fundición es que posee

muy buena nivelación comparada con la nivelación negativa

característica de la mayoría de los procedimientos de cobre alcalino

cianurado. Además, posee gran tolerancia a la contaminación con cinc.

De hecho, este proceso llega a trabajar satisfactoriamente con iguales

concentraciones de cinc en solución que de cobre.

 Otra interesante aplicación de este baño es que, según está

comprobado, una delgada capa de cobre “UBAC”, aumenta la excelente

resistencia a la corrosión en un depósito triple compuesto por Níquel

brillante, “Níquel-Seal” y Cromo.

Las reacciones involucradas en este tipo de recubrimiento para el cobre

acido son básicamente de oxido-reducción y se muestran a

continuación, pero primero el sulfato de cobre se disocia en el baño:

En la siguiente figura se muestran los tipos de complejos que se pueden

formar en los baños de Cobre acido, además se observa que la

concentración de iones Cu2+ va disminuyendo conforme aumenta el pH;

es por ello que este tipo de baños se opera a pH de 4.5 en donde la

concentración de iones Cu2+ es casi constante. Los otros tipos de

complejos formados, que se pueden afectar en cierta medida el

recubrimiento, se hacen reaccionar en algunos casos con los compuesto

que constituyen los aditivos para lograr de esta forma darle brillo y

uniformidad al recubrimiento [26].

Figura 8. Cobreado de un objeto en una solución acida [26]. 

Soluciones de cianuro:

El baño de cobre cianurado, a pesar de los peligros que involucra su

operación para la salud, y por sus desechos provenientes de aguas de

enjuague, aún sigue siendo en algunos casos una opción insustituible.

Se recomienda la utilización de las formulaciones conteniendo sales

potásicas, ya que aumentan considerablemente el rango de trabajo de

las soluciones.

Los ánodos para todos los baños deben ser de cobre de la mayor pureza

posible, libres de óxido. Ellos pueden ser laminados o elípticos. En

algunas aplicaciones, es aconsejable utilizarlos con fundas.

Este tipo de solución se utiliza casi exclusivamente cuando se aplica el

cobre como recubrimiento previo para el niquelado. El baño de cianuro

consiste esencialmente en una solución de cobre en cianuro sódico o

potásico, con un exceso de este último.

La solución trabaja normalmente a unos 32 a 38° C, con densidades de

corriente de hasta 2 amperios por dm2. Una cantidad excesiva de

cianuro da por resultado una gran proporción de hidrógeno

desprendido, con la consiguiente disminución del rendimiento de

corriente, y puede ser causa del levantamiento de los depósitos.

Cuando el contenido en carbonato llega a ser muy elevado, es de

aconsejar la eliminación del exceso, ya sea apartando una parte de la

solución, o todavía mejor, refrigerando la solución ligeramente por

debajo de 0° C, con lo cual la mayoría del carbonato se separa por

cristalización. Un nuevo método para la eliminación del exceso de

carbonato consiste en el agregado de carburo de calcio. El carburo

reacciona con el agua para formar hidróxido de calcio, que a su vez

precipita el carbonato como carbonato de calcio. El lodo puede

eliminarse por decantación y lavado.

Otros contaminantes son los orgánicos que causan un depósito poco

uniforme, rugoso, picado y/o falto de cuerpo. En casos severos de

contaminación orgánica suelen polarizarse los ánodos (se cubren con

una película no conductora de sales de cobre), disminuyendo por

consiguiente el flujo de corriente eléctrica. La alternativa válida para la

recuperación del electrolito es el agregado de carbón activado, y

posterior filtrado.

El cromo hexavalente, como contaminante, provoca depósitos

incompletos en la zona de baja densidad de corriente. Los sulfuros

producen coloraciones rojizas en las zonas de baja densidad de

corriente. Pequeñas adiciones de cianuro de cinc, eliminan el contenido

de sulfuro en los electrolitos.

Las soluciones de cianuro se aplican comúnmente en cubas de acero,

aunque más recientemente se ha incrementado el uso de cubas

recubiertas de goma.

Existen diferentes tipos de baños con los que se trabajan, algunos de

ellos se detallan a continuación:

 Baños de Cobre tipo “Strike” multipropósito: La finalidad

principal de estos baños es la de depositar una película de cobre de

gran adherencia, activar substratos pasivos, o como paso de seguridad

luego del proceso de limpieza.

Los depósitos de los baños de cobre “Strike”, normalmente están en el

rango de espesores de 0,5 a 2,0 µm.

Existen dos formulaciones, una basada en sales sódicas y otra en sales

potásicas, y ambas son de uso general. Según algunos autores, las sales

potásicas admiten un rango de corriente mayor que las de sodio.

Este baño “Strike” de cobre, es uno de los más utilizados para el

bañado del aluminio tratado con una solución de cincato (tratamiento

previo). También puede ser usado sobre piezas de cinc y sus aleaciones,

y diversos metales que pueden ser atacados por la acción de los

distintos productos químicos o componentes de los demás baños.

El uso de la sal de Rochelle (tartrato doble de sodio y potasio), le

confiere a la solución características de alta velocidad de depósito.

 Baños de Cobre de alta eficiencia: Estos tipos de electrolitos están

formulados para obtener depósitos de gran espesor, con un régimen de

depósito veloz.

Se pueden obtener mejoras en el brillo mediante el agregado de

aditivos o agentes inorgánicos a la solución de cobre. Dentro de los

posibles, se encuentran el sulfito, bisulfito e hiposulfito de sodio.

El abrillantado puede lograrse también mediante la interrupción de

corriente en intervalos repetitivos, o con equipos de corriente

periódicamente reversa (PRC), con lo cual, también se mejoran las

características del depósito electrolítico respecto a su estructura

cristalina y granular. En esencia el procedimiento consiste en invertir

periódicamente la corriente utilizando un ciclo relativamente lento. El

ciclo exacto de inversión periódica se determina en cada caso

experimentalmente, pero el más corriente es uno de 20 segundos de

recubrimiento seguido de otro de 5 segundos de disolución a

densidades de corriente muy elevadas. Aunque es obvio que este

procedimiento tiene un rendimiento bajo por ciclo que otro con

corriente continua normal, las elevadas densidades de corriente que

pueden utilizarse significan que puede reducirse considerablemente el

tiempo total invertido en obtener un recubrimiento de un espesor

determinado [27].

9.2.5 Galvanizado en caliente.

La técnica de galvanizado en caliente se ha utilizado por más de 100

años para la protección del acero en contra de la corrosión. Evitar

la corrosión es de suma importancia en la industria, ya que los metales

corroídos presentan mayores averías, quebraduras y rompimientos. Es

por esto, que el galvanizado en caliente es uno de los métodos más

utilizados hoy en día para la protección de los metales.

 El proceso de galvanizado al caliente es bastante sencillo. La película

protectora del acero se forma al sumergir los productos de acero

en zinc fundido. Esta película de zinc protege el acero de dos

maneras, protección de barrera y protección galvánica. Éste último,

permite que las piezas de acero permanezcan libres de corrosión por

largos años [28].

 

Figura 9. Galvanizado en caliente [28].

9.2.6 Galvanizado electroquímico.

Es el proceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con

otro. Se denomina galvanización pues este proceso se desarrolló a

partir del trabajo de Luigi Galvani, quien descubrió en sus

experimentos que si se pone en contacto un metal con una pata

cercenada a una rana, ésta se contrae como si estuviese viva, luego

descubrió que cada metal presentaba un grado diferente de reacción en

la pata de rana, por lo tanto cada metal tiene una carga eléctrica

diferente.  

Más tarde ordenó los metales según su carga y descubrió que puede

recubrirse un metal con otro, aprovechando esta cualidad (siempre

depositando un metal de carga mayor sobre otro de carga menor).  

De su descubrimiento se desarrolló más tarde el galvanizado, la

galvanotecnia, y luego la galvanoplastia.  

La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el

cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en

depositar una capa de zinc (Zn) sobre hierro (Fe); ya que, al ser el zinc

más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable,

protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire. Se

usa de modo general en tuberías para la conducción de agua cuya

temperatura no sobrepase los 60 °C ya que entonces se invierte la

polaridad del zinc respecto del acero del tubo y este se corroe en vez de

estar protegido por el zinc. Para evitar la corrosión en general es

fundamental evitar el contacto entre materiales disímiles, con distinto

potencial de oxidación, que puedan provocar problemas de corrosión

galvánica por el hecho de su combinación. Puede ocurrir que cualquiera

de ambos materiales sea adecuado para un galvanizado potencial con

otros materiales y sin embargo su combinación sea inadecuada,

provocando corrosión, por el distinto potencial de oxidación comentado.

Uno de los errores que se comete con más frecuencia es el del empleo

de tuberías de cobre combinadas con tuberías de acero galvanizado

(vid. normas UNE 12502.3, UNE 112076, UNE 112081). Si la tubería de

cobre, que es un material más noble, se sitúa aguas arriba de la de

galvanizado, los iones cobre, que necesariamente existen en el agua o

las partículas de cobre que se puedan arrastrar por erosión o de

cualquier otra procedencia, se cementarán sobre el zinc del galvanizado

aguas abajo y éste se oxidará por formarse una pila bimetálica local

Cu/Zn en los puntos en los que los iones cobre se hayan depositado

como cobre metálico sobre el galvanizado. A partir de ese momento se

acelerará la corrosión del recubrimiento galvanizado en todos esos

puntos. Desaparecido el zinc del recubrimiento, la pila será Cu/Fe y

continuará corroyéndose hasta perforarse el tubo de acero. Como el

galvanizado está instalado anteriormente este fallo pasa desapercibido

y se suele atribuir al fin de la vida en servicio o, incluso, a la mala

calidad del galvanizado. La causa, sin embargo ha sido la mala calidad

del diseño: la instalación de la tubería de cobre aguas arriba, que es la

que ha provocado la corrosión del galvanizado, aguas abajo. Por el

contrario, en el caso de que las tuberías de cobre se instalen al final de

la red, es decir, aguas abajo de la tubería de galvanizado, no existe ese

problema siempre que se garantice que no haya agua de retorno que

después de pasar por el cobre pase por el galvanizado. Si existe ese

riesgo se deberá colocar un sistema anti retorno. En cualquier caso, es

necesario colocar un manguito aislante entre el acero galvanizado de la

instalación general y la tubería de cobre final para evitar el contacto

galvanizado/cobre. Esta solución, sin embargo, es ineficaz en el caso

anterior, tubería general de cobre y ramales finales de acero

galvanizado. Aunque se elimine la corrosión en el punto de contacto

entre ambos materiales, que es lo único que hace el manguito, no se

evitará la corrosión. Ésta se producirá debido a los iones cobre que

transporta el agua, o las partículas de cobre, que producirán picaduras

sobre toda la instalación de galvanizado aguas abajo, tal como se ha

explicado. 

Otros procesos de galvanizado muy utilizados son los que se refieren a

piezas decorativas. Se recubren estas piezas con fines principalmente

decorativos, las hebillas, botones, llaveros, artículos de escritorio y un

sinfín de productos son bañados en cobre, níquel, plata, oro, bronce,

cromo, estaño, etc. En el caso de la bisutería se utilizan baños de oro

(generalmente de 18 a 21 quilates). También se recubren joyas en

metales más escasos como platino y rodio [29].

Figura 10. Galvanizado electroquímico [29].

9.2.7 Galvanizado por inmersión. 

La inmersión en metal fundido. Consiste en sumergir el metal que se va

a recubrir en otro metal de menor punto de fusión, en estado fundido.

La aplicación más importante la constituye el recubrimiento de objetos,

chapas, barras y alambres de acero con zinc, y el recubrimiento de

acero, cobre y latón con estaño. En menor extensión se aplica también

por este procedimiento el aluminio, para el que resulta necesario

efectuar el recubrimiento en atmósfera de hidrógeno. En este proceso

hay que regular la temperatura y el tiempo para lograr cierta disolución

del metal que se va a recubrir, en el metal fundido, con objeto de que se

forme una capa intermedia de aleación de ambos metales que dé lugar

a una buena adherencia del recubrimiento, pero el espesor de la capa

de aleación no debe ser tan grande que origine una película frágil. Los

espesores que se obtienen por este procedimiento son relativamente

gruesos comparados con los que se obtienen por otros métodos, y

presentan menos poros. Sin embargo, tanto el espesor como la

uniformidad del recubrimiento son difíciles de regular.

 Tiene como principal objetivo evitar la oxidación y corrosión que la

humedad y la contaminación ambiental pueden ocasionar sobre este

hierro. Esta actividad representa aproximadamente el 50% del consumo

de zinc en el mundo y desde hace más de 150 años se ha ido afianzando

como el procedimiento más fiable y económico de protección del hierro

contra la corrosión [30].

9.3 RECUBRIMIENTOS NO METALICOS.

 9.3.1 Recubrimientos orgánicos.

Los recubrimientos orgánicos son resinas  y polímeros producidos en

forma natural o sintética, generalmente formulados  para aplicarse

como líquidos  que se secan o endurecen como películas de superficie

delgada en materiales del sustrato. Estos recubrimientos  se   aprecian

por la variedad de colores y texturas posibles, su  capacidad de

proteger la superficie del sustrato, su bajo costo y facilidad de

aplicación.

 En este tema consideramos las composiciones de los recubrimientos

orgánicos  y los métodos para aplicarlos, aunque casi todos los

recubrimientos orgánicos se aplican en forma líquida, algunos se

aplican como polvos

Las formulaciones de los recubrimientos orgánicos contienen lo 

siguiente:

1.  Aglutinantes, las cuales dan al recubrimiento sus propiedades

2.  Tinte o pigmentos, que prestan color al recubrimiento

3.  Solventes para disolver los polímeros y resinas y agregar una

fluidez conveniente al líquido

4.   Aditivos.

Los aglutinantes en los recubrimientos orgánicos  son polímeros y

resinas que determinan las propiedades del estado sólido del

recubrimiento, tales como la resistencia, propiedades físicas y la

adhesión a la superficie del substrato.

Los aglutinantes más comunes en los recubrimientos orgánicos son

aceites naturales (usados para producir pinturas basadas en aceite),

resinas  de poliésteres, poliuretanos epoxicos, acrílicos y celulósicos.

Los tintes y pigmentos proporcionan color al recubrimiento, los cuales

son productos químicos solubles en el recubrimiento-

Los pigmentos son partículas solidas de tamaño uniforme  y

microscópico que se dispersan en el liquido del recubrimiento, pero no

se disuelven en el, no solo dan color, sino que también ocultan la

superficie que está debajo. Debido a que los pigmentos son materia en

partículas, también tienden a fortalecer el recubrimiento.

Los solventes se utilizan para disolver el aglutinante, y otros

ingredientes que constituyen el recubrimiento, los más comunes son

hidrocarburos alifáticos y aromáticos, alcoholes, esteres, acetonas y

solventes clorinados. Para aglutinante existe un solvente específico. Los

aditivos en los recubrimientos orgánicos  incluyen a los dispersantes

(para facilitar la dispersión sobre la superficie), insecticidas y

fungicidas, espesantes estabilizadores  de congelación\deshielo,

estabilizadores para calor y luz, agentes coalescentes, plastificantes,

des espumantes  y catalizadores para promover las cadenas

transversales. Esto ingredientes se formulan para obtener una amplia

variedad de recubrimientos, tales como pinturas, lacas y barnices [31].

 9.3.1.1 Métodos de aplicación.

El método para aplicar un recubrimiento orgánico a una superficie

depende de varios factores como la composición del líquido de

recubrimiento, el espesor requerido, la velocidad de producción y

consideraciones de costo, tamaño de partes y requerimientos

ambientales. Para cualquiera de los métodos de aplicación es de vital

importancia que la superficie se prepare convenientemente. Esto

incluye la limpieza y el posible tratamiento de las superficies, tal como

un recubrimiento con fosfato. En algunos las superficies metálicas  se

chapean antes de un recubrimiento orgánico para una máxima

protección contra la corrosión.

Con cualquier método de recubrimiento la eficiencia de transferencia es

una medida de suma importancia. La eficiencia de transferencia es la

proporción de pintura que se suministra para el proceso y se deposita

sobre la superficie de trabajo. Algunos métodos producen una eficiencia

de transferencia de solo el 30% (lo que significa que el 70% de la

pintura se desperdicia y no se recupera).

Los métodos disponibles para aplicar recubrimientos orgánicos líquidos

incluyen el uso de brochas y rodillos, la aspersión, la inmersión y el

recubrimiento con flujo. En algunos casos se aplican recubrimientos

sucesivos a la superficie del sustrato para obtener el resultado deseado.

Una carrocería de automóvil es un ejemplo importante; la siguiente es

una secuencia típica que se aplica una carrocería de chapa metálica en

producción masiva:

1.    Se aplica un recubrimiento de fosfato por inmersión.

2.    Se aplica un recubrimiento de sellador por inmersión.

3.    Se aplica un recubrimiento de pintura de color por aspersión.

4.   Se aplica un recubrimiento trasparente (para alto brillo y mejor

protección) por aspersión [31].

9.3.1.2 Uso de brochas y rodillos.

Figura 11. Aplicación por rodillos (página 338) [31].

Estos son los dos métodos de aplicación más conocidos y tienen una

alta eficiencia de transferencia, que se acerca al 100%. Los métodos de

brochas y rodillos manuales son convenientes para bajos volúmenes de

producción pero no para la producción masiva. Mientras el uso de

brocha es versátil el empleo de rodillos se limita a superficies planas.

Los rodillos se adaptan a la producción continua de superficies

planas [31].

 9.3.1.3 Aplicación por aspersión o spraying.

El recubrimiento por aspersión es un método de producción muy

utilizado para aplicar recubrimientos orgánicos. El proceso obliga al

líquido de recubrimiento a atomizarse dentro de un vapor fino

inmediatamente antes de la deposición sobre la superficie de la parte.

Cuando las gotas chocan contra la superficie se extienden y siguen

juntas para formar un  recubrimiento uniforme dentro de la región.

Localizada en la aspersión. Si se hace correctamente el recubrimiento

de aspersión proporciona un recubrimiento uniforme sobre toda la

superficie de trabajo.

El recubrimiento por aspersión  se realiza manualmente en cabinas

para pintura por aspersión o también puede establecerse como un

proceso automatizado. La eficiencia de transferencia es relativamente

baja (de solo un 30%), por estos métodos. La eficiencia mejora

mediante ala aspersión electrostática, en la cual la parte de trabajo se

carga eléctricamente y las gotas atomizadas se cargan de forma

electrostática. Esto hace que la superficie de la parte atraiga las gotas y

aumenten las eficiencias de transferencia, a valores cercanos del 90 %.

La aspersión se usa ampliamente en la industria automotriz par aplicar

recubrimiento de pintura externa a las carrocerías. También se usa

para recubrir aparatos electicos y otros productos de consuno [31].

 9.3.1.4 Secado y curado.

Una vez aplicado, el recubrimiento orgánico debe convertirse de liquido

a solido. Se usa el término secado para describir este proceso de

conversión. Muchos recubrimientos orgánicos se secan mediante la

evaporación de sus solventes, sin embargo, para formar una película

duradera en la superficie del sustrato, es necesaria una conversión

adicional, llamado curado. El curado implica un cambio químico en la

resina orgánica, en la cual ocurre una polimerización o formación de

cadenas transversales para endurecer el recubrimiento. El tipo de

resina determina la clase de reacción química que ocurre en la

vulcanización. Los métodos principales de vulcanización en los

recubrimientos orgánicos son los siguientes:

Curado a temperatura ambiente. Este método por lo general implica

la evaporación del solvente y la oxidación de la resina. Casi todas las

lacas se vulcanizan con facilidad por este método.

Curado a temperatura elevada.  Este tipo de vulcanización se

denomina en ocasiones cocido.las temperaturas elevadas aceleran la

evaporación del solvente, así como la polimerización y la formación

de cadenas transversales de la resina.

Curado por canalización. Los recubrimientos del curado por este

método requieren agentes reactivos mezclados con las resinas se

arranque, originando la polimerización y la formación de cadenas

transversales. Algunos ejemplos son las pinturas epódicas y de

poliuretano. Frecuentemente son sistemas de dos componentes que

deben mezclarse inmediatamente antes de la aplicación.

Curado por radiación. Ciertas resinas se vulcanizan mediante

diversas formas de radiación, como microondas, luz ultravioleta y

haz de electrones [31].

9.3.2 Recubrimiento pulverizado.

Figura 12. Recubrimiento pulverizado (página 340) [31].

Los recubrimientos orgánicos analizados hasta aquí son sistemas

líquidos que consisten en resinas solubles (o al menos mezclables) en

un solvente conveniente. Los recubrimientos pulverizados son

diferentes. Se aplican como partículas solidas y secas finamente

pulverizadas que se funden en la superficie para formar una película

liquida uniforme. Después de la cual se re solidifican en un

recubrimiento seco. Los sistemas de recubrimiento pulverizado han

aumentado su importancia comercial entre los recubrimientos

orgánicos desde mediados de los años 70.

Los sistemas de recubrimiento pulverizado incluyen varias resinas que

no se usan en recubrimiento orgánicos líquidos. La razón de esta

diferencia es que el material para el recubrimiento pulverizado es

sólido a temperatura ambiente. Los recubrimientos pulverizados se

clasifican, como termo plásticos  o termo fijos. Los polvos

termoplásticos incluyen el cloruro de polivinilo, el nylon, el poliéster, el

polietileno y el polipropileno. Por  lo general se aplican como

recubrimientos relativamente gruesos, en el rango de 0.003 a 0.012

pulgadas (0.08 a 0.30 milímetros). Los polvos para recubrimiento

termófilo  comunes son epoxicos, poliésteres y acrílicos. Se aplican

como resinas no suradas que se polimerizan y forman cadenas

transversales cuando se calientan o reaccionan con otros ingredientes.

Los grosores de recubrimiento están generalmente en el rango de 0.001

a 0.003 pulgadas  (0.025 a 0-075 milímetros).

Estos son los métodos de aplicación principales para los recubrimientos

pulverizados:

 1.  Aspersión

2.   lecho fluidizado

 En el método por aspersión, se aplica una carga electrostática a cada

partícula para atraerla a una superficie de la parte que forma una tierra

eléctrica. Existen diversos diseños de pistolas para aspersión, a fin de

impartir la carga a los polvos. Las pistolas para aspersión se operan de

forma manual o mediante robots industriales. Se usa aire comprimido

para impulsar los polvos a la boquilla. Los polvos están secos cuando se

dispersan y es posible reciclar cualquier exceso de partículas que no se

pega a la superficie (a menos que se mezclen múltiples colores de

pintura para aspersión). Los polvos se aplican a temperatura ambiente

sobre la pieza, después esta se calienta para fundir los polvos; también

puede aplicarse sobre una parte que se ha calentado arriba del punto

de fusión del polvo, con lo cual se obtiene un recubrimiento más

grueso.

El lecho fluidizado es una alternativa de uso menos frecuente  que la

aspersión electrostática. En este método se calienta con anticipación la

parte de trabajo que se va a recubrir y se pasa por un lecho fluidizado

que contiene polvos suspendidos (fluidizados) mediante una corriente

de aire. Estos polvos se adhieren a la superficie de la parte para formar

el recubrimiento. En algunas implantaciones de este método, los polvos

se cargan electrostáticamente para aumentar la atracción hacia la

superficie de la parte conectada a la tierra [31].

 9.3.3 Esmaltado en porcelana y otros recubrimientos cerámicos.      

La porcelana es una cerámica hecha de caolín, feldespato y cuarzo. Se

aplica a metales de sustrato tales como el acero, hierro fundido y

aluminio como un esmalte vítreo. Los recubrimientos porcelanizados

son valiosos por su belleza, color, textura, facilidad de limpieza, inercia

química y durabilidad general. El nombre que recibe esta tecnología de

materiales de recubrimiento cerámico se llama porcelanizado, así como

los procesos mediante los cuales se aplican.

El esmalte porcelanizado se usa en una amplia variedad de productos,

incluyendo accesorios para baño (lavabos, tinas, retrete), artículos

eléctricos para el hogar (cocina, calentadores, lavadoras, lavadoras de

platos), artículos para cocinas, utensilios para hospitales, componentes

de motores a chorro, silenciadores de automóviles y tableros de

circuitos electrónicos, la composición de las porcelanas varia,

dependiendo de los requisitos del producto, algunos esmaltes se

formulan por color y belleza, en tanto que otros se diseñan por

funcionalidad. Entre las propiedades funcionales sobresalen la

resistencia a los productos químicos y el clima, la capacidad de resistir

altas temperaturas de servicio, la dureza, la resistencia a la abrasión y

la resistencia eléctrica.

 Como proceso, el esmalte porcelanizado consiste en:

1.   Preparación del material de recubrimiento

2.   Aplicación sobre la superficie

3.   Secado, si es necesario

4.   Quemado (firing)

La preparación implica convertir el esmalte vitro en partículas finas,

llamada frita (en ingles frit), que se trituran a un tamaño conveniente y

consistente. Los métodos para aplicar la frita, son muy similares a los

que se utilizan para recubrimientos orgánicos, aunque el material

inicial es muy distinto. Algunos métodos de aplicación implican mezclar

la frita con agua como transporte, (la mezcla se denomina la colada), en

tanto que otros métodos aplican el esmalte como un polvo seco. Entre

las técnicas están, la aspersión, la aspersión electrostática, el

recubrimiento de flujo, la inmersión y la electrodeposición. En el caso

de los métodos de aplicación “a la colada”, se requiere secar el

recubrimiento para remover la humedad antes del quemado. Los

secadores usan calentamiento radiante o por convección. El quenado se

realiza a temperatura a 1500 grados °F (800 °C) el nivel exacto

depende de la composición, las propiedades y los requerimientos de

producción. El quemado es un proceso de sinterizado, en el cual la frita

se transforma en esmalte vítreo no poroso. Los grosores del

recubrimiento varían desde 0.003 pulgas (0.075 mm) hasta cerca de

0.075 pulga (2 mm). La secuencia del procesamiento se repite varias

veces para obtener el espesor deseado.

 Además de la porcelana,  se usan otras cerámicas como recubrimiento

para propósitos especiales en general, estos recubrimiento tienen un

alto contenido  de alúmina, que los hacen más conveniente para

aplicaciones refractarias. Las técnicas utilizadas para aplicar los

recubrimientos son similares a las anteriores, excepto que las

temperaturas de quemado son más altas [31].

 9.3.4 Recubrimiento por inmersión y por flujo.

 Estos métodos aplican grandes cantidades de recubrimiento líquido a

la parte de trabajo y permiten drenar el exceso para reciclarlo. El

método más simple es el recubrimiento por inmersión en el cual se

sumerge la parte en un tanque abierto con material de recubrimiento

líquido, cuando se retira la parte, el exceso  de líquido se drena de

regreso al tanque. Una variante del recubrimiento por inmersión es el

electro recubrimiento, en el cual la parte se carga de manera eléctrica 

y después se sumerge en un baño de pintura que ha recibido una carga

opuesta, esto mejora la adhesión y permite el uso de pinturas donde el

solvente es agua (lo cual reduce los riesgos de incendio y

contaminación).

 En el recubrimiento por flujo las partes de trabajo se mueven a través

de una cabina cerrada para pintura en donde una serie de boquillas

bañan la superficie de la parte con el líquido para recubrimiento. El

exceso de líquido se drena de regreso a un vertedero lo cual permite

que se reutilice [31].

CréditosRecopilacion y edición realizada por Sebastián Agudelo Sánchez

Martinez Duque,Randy Gallego Garcia,Cristian Camilo Garcia

Castaño,estudiantes de ingeniería mecánica de la

universidad Tecnológica de Pereira 2012

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id=tcV0l37tUr0C&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summa

ry_r&cad=0#v=onepage&q&f=false>

——————————————————————————————-

 

http://www.youtube.com/watch?v=m-DnY6tBAaA

CORROSION EN METALES

 

9.4. LA CORROSION EN LA ECONOMIA MUNDIAL

 

IMPORTANCIA ECONOMICA DE LA CORROSION

Gracias a los estudios realizados, se ha llegado a la conclusión de que,

aunque se tomen todas las previsiones posibles, no se puede impedir

completamente las pérdidas de metales por corrosión, pero cabe lograr

una disminución en la magnitud de los perjuicios, y esto basta para que

todos los esfuerzos sean justificados. Queremos decir que en el 

dominio, realmente muy complejo, de la corrosión y la protección

contra ella, deben ponerse en tensión todas las actividades, tanto en el

campo de la investigación como en el de la enseñanza; el conocimiento

de los fenómenos de corrosión y la puesta a punto de medidas eficaces

contra ella es una exigencia económica mundial, como consecuencia del

enorme consumo de los materiales metálicos.

Los primeros cálculos correctos de la magnitud de los daños causados

por la corrosión datan, aproximadamente, de la segunda década de

nuestro siglo. Sobre la base de una estadística cuidadosa el West

Scotland Iron and Steel Institute (West Scotland Instituto del Hierro y

del Acero), comprobó que por la formación de orín (Capa de color rojizo

que se forma en la superficie del hierro y otros metales a causa de la

humedad o del aire.) se habían destruido, entre los años 1890 y 1923,

nada menos que 718 millones de toneladas de hierro, de los 1766

millones de toneladas que alcanzo la producción total. [1]

En las perdidas por corrosión hay que distinguir:

A)   PERDIDAS INDIRECTAS, muy difíciles de evaluar. Hay que

contar aquí con los efectos sobre la salud  y la vida de los hombres, que

pueden ser la consecuencia de explosiones y fugas en agregados

industriales no estancos. Se incluyen en estas pérdidas las de material y

dinero que no se refieren propiamente al material corroído, como son

por ejemplo las de petróleos, gas natural o agua en conductos

deteriorados, las de energía eléctrica, alimentos y agua potable, por el

ataque corrosivo, estas últimas, de las paredes de los depósitos

 

También son perdidas indirectas los gastos excesivos que resultan de

luchar contra el peligro de la corrosión incrementando las dimensiones

de los aparatos industriales, por introducción de mayores coeficientes

de seguridad, con el fin de que se conserve la resistencia mecánica

cuando se presente la corrosión. Repetimos que estas pérdidas

indirectas son muy difíciles de valorar. [1]

 

B)    PERDIDAS DIRECTAS, que se refieren a los gastos resultantes

de sustituir las instalaciones corridas y, además, todos los necesarios

para mantener una protección permanente de cualquier tipo de

instalaciones metálicas (corrosión sin control), así como los que

resultan de la necesidad de sustituir el acero, considerado como

material de construcción usual, por otros materiales, a fin de conseguir

una cierta independencia respecto a la duración. Entran aquí los gastos

que resultan de sustituir los aceros ordinarios por aceros aleados o por

metales no férreos. En este aspecto también hay que tener en cuenta

que los costos de montaje por kilogramo de material son más elevados

que para el acero, como consecuencia de la diferencia de peso

especifico. [1]

 

 

9.5. PROTECCION CONTRA LA CORROSION

 

La protección contra la corrosión es un problema muy complejo, en el

que intervienen muchos factores, por lo cual no puede existir una

solución de protección de tipo universal, básicamente todos  los

métodos que existen para lograr controlar la corrosión  de los

materiales metálicos, son intentos para interferir con el mecanismo de

corrosión, de tal manera que se pueda hacer que éste sea lo mas

ineficiente posible.   Por ejemplo, disminuyendo el flujo de corriente en

el componente electrolítico  de la celda de corrosión, de alguna manera

disminuiría la corriente de corrosión y por tanto, la velocidad de

corrosión. Los principales factores que se deben considerar en el

estudio de la protección contra la corrosión son los siguientes: 

-Clase y estado de metal: Hay que tener en cuenta la clase de metal y el

estado en que se encuentra, para esto hay que conocer  la composición

química, su estructura, impurezas, procedimiento de fabricación,

tratamientos térmicos y mecánicos que haya sufrido.

-Medio en que se encuentra: El tipo de ataque depende en gran parte

del medio en que se encuentra el metal y por lo tanto, cuanto mejor lo

conozcamos, más fácil será prever la clase de corrosión que pueda

sufrir y los medios para evitarla, sobre el medio es conveniente conocer

.Su naturaleza química, concentración, porcentaje de oxigeno disuelto,

índice de acidez  (PH), presión y temperatura.

-Clase de contacto entre el metal y el medio que lo rodea: El contacto

entre el metal y el medio en que se encuentra  queda definido por la

forma de la pieza, estado de la superficie y condiciones de inmersión

entre otras.

Para que exista un proceso de corrosión en la mayoría de los casos, se

debe formar una pila o celda de corrosión y por lo tanto, un ánodo, un

cátodo, un conductor metálico y un electrolito, además de una

diferencia de potencial entre los electrodos para formar las zonas

anódicas y catódicas, la eliminación de algunos de los componentes 

esenciales de la mencionada pila, podría llegar a detener el proceso. En

la práctica. Existen tres maneras de lograr lo anterior y por lo tanto de

luchar contra la corrosión:

1-Aislamiento eléctrico del material. Esto puede lograrse mediante el

empleo de pinturas,  resinas, depósitos metálicos y no metálicos de

espesor suficiente o por aplicación de diversos recubrimientos. De esta

forma, se puede lograr aislar el metal del contacto directo con el medio

agresivo  (agua, suelo y atmósfera por lo general).

2- cambiando el sentido de la corriente en la pila de corrosión.

Conectando eléctricamente, por ejemplo, el acero con un metal más 

activo (zinc o magnesio) se puede llegar a suprimir la corrosión del

acero, ya que dejará de actuar como ánodo y pasará a comportarse

como cátodo, dejando el papel de ánodo al metal más activo (zinc o

magnesio). Este es el principio de la protección catódica.

3- Polarización del mecanismo electroquímico. Esto se puede lograr

bien eliminando el oxigeno disuelto, bien mediante la adición en el

medio agresivo de ciertas sustancias llamadas inhibidores, las cuales

pueden llegar a polarizar uno de los electrodos de la pila de corrosión y

por lo tanto, llegar a detener o cuanto menos disminuir sus efectos. En

la práctica,  lo anterior conlleva una modificación del entorno o medio

ambiente, al cual está expuesto el metal. [2]

 

9.5.1. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES:

Los objetos deben recubrirse de tal manera que el metal base quede

completamente aislado del medio agresivo. De ello se deduce

principalmente que las piezas a recubrir deben estar acabadas de tal

forma que no requiera ningún mecanizado posterior, ya que este

deterioraría el recubrimiento. Cuando se haga absolutamente necesario

un trabajo mecánico posterior se debe quitar el recubrimiento y luego

de la mecanización se aplicará de nuevo. Las piezas recubiertas,

especialmente si el plaqueado es  blando, deben manejarse con

cuidado.

 

Se debe considerar como imprescindible la protección de todos aquellos

objetos que deban sufrir la acción de un agente corrosivo, ya que se

garantiza una mayor vida del objeto o todavía mejor del recubrimiento.

Esto significa que se deben anteponer los conocimientos relativos a la

corrosión y sobre todo, las normas establecidas respecto a los

espesores mínimos de los recubrimientos  a las  consideraciones 

económicas. Solo así es posible retrasar la muy costosa destrucción de

los metales.

Uno de los procedimientos más empleados contra la corrosión es el

recubrir la superficie que se desea proteger, estos recubrimientos se

utilizan para aislar el metal del medio agresivo. En primer lugar están

aquellos recubrimientos metálicos y no-metálicos que se pueden aplicar

al metal por proteger, sin una modificación notable de la superficie

metálica.[2]

 

9.5.1.1. ELECCIÓN DEL RECUBRIMIENTO:

Para lograr la mejor protección posible de un material con un

recubrimiento, hay que estudiar detenidamente las condiciones de

ataque a que ha de estar sometida la pieza protegida. Estas condiciones

son ya conocidas gracias a numerosas investigaciones a pesar de ello,

apenas existe un esquema que permita prever cual será la medida de

protección más segura para unas condiciones dadas.

La elección de una buena protección debe ser en todo caso la que

proporcione  mayor seguridad, pero siempre se debe tener en cuenta

que la protección es solo temporal. El recubrimiento se gasta siempre

más o menos por la acción del medio agresivo y cuando desaparece

queda el metal base, fácilmente atacable o expuesto a la corrosión.

En todos los recubrimientos, cualquiera que sea su naturaleza, es 

normal que presenten poros. Pero debe tenerse en cuenta que es muy

frecuente considerar inútiles los recubrimientos cuando la causa se

debe a los defectos del metal base, tales como sopladuras, poros ,

grietas, inclusiones etc. El recubrimiento  puede taparlos pero quedan

siempre como puntos débiles. El medio corrosivo puede iniciar en ellos

su ataque. Para que el metal base sea capaz de protegerse es necesario

que esté sano, ya que frente a los defectos fallan los mejores

procedimientos. Además se puede eliminar el efecto de la formación

natural de poros, debido al crecimiento del precipitado sobre gérmenes

aislados, con recubrimientos de espesor suficiente. [2]

[2]

 

9.5.1.2 LA ADHERENCIA DEL RECUBRIMIENTO:

 

Es evidente que la adherencia del recubrimiento al metal base debe ser

perfecta, ya que si no es buena se producirá una destrucción

intensificada de la base. En el lugar débil del recubrimiento se inicia el

ataque, que luego progresa bajo el recubrimiento cuando penetra el

agente corrosivo. Los productos de la corrosión acaban de arrancar a

trozos la capa cubridora.

L a causa fundamental de una mala adherencia suele ser una

preparación defectuosa dela superficie de la pieza a recubrir. La pieza

debe haberse limpiado a fondo, siendo su  superficie puramente

metálica, es decir libre de suciedad, de partículas metálicas

procedentes del trabajo previo y sobre todo de grasa, esta se quita en

parte con ácidos orgánicos y en parte mediante soluciones alcalinas con

o sin corriente  eléctrica.  El descapado con ácidos o álcalis elimina la

mayor parte de los óxidos existentes, que perjudicarían la

adherencia. [2]

 

9.5.1.3 TIPOS DE RECUBRIMIENTOS:

 

Hay diferentes tipos de recubrimiento para luchar contra la corrosión y

algunos de los más empleados son los que se mencionan a continuación:

 

9.5.1.3.1 RECUBRIMIENTOS METÁLICOS: La selección del metal

empleado en el recubrimiento se hace de acuerdo con el metal que se

va a proteger, su forma y trabajo que va a desempeñar, ya que el

espesor de la capa de metal autoprotector debe ser lo más compacta y

adherente posible. Pueden lograrse recubrimientos metálicos mediante

la electrodeposición de metales como el níquel, zinc, cobre, cadmio,

estaño, cromo, etc. Inmersión en metales fundidos: los más utilizados

son zinc (galvanizado) y el estaño (estañado). Metalización es la

proyección de los metales fundidos, semifundidos o cerámicos. [2]

 

-ELECTRODEPOSICIÓN: Las películas de metal protector son

obtenidas utilizando un ánodo y las piezas que se quieren proteger

como cátodos, además de emplear un electrolito como en solución en

forma de cianuros o sulfatos y con la adición de algunas sustancias

orgánicas. El espesor de las películas es del orden de 0,001 a 0,01mm.

El níquel y el cromo son los metales más empleados en recubrimientos

electrolíticos, debido a que confieren un alto grado de protección

contra la corrosión y son una buena preparación  para la aplicación

posterior de pintura. [2]

 

INMERSIÓN EN METALES FUNDIDOS: Se sumerge la pieza que se

quiere proteger durante un breve tiempo, en un baño de metal fundido,

a la salida del baño se somete la pieza a enjuague que disminuye y

uniformiza el espesor de la capa del metal adherido. Por este proceso

se obtienen mayores espesores  que en la electrodeposición. [2]

 

-METALIZACIÓN: Consiste en la proyección de partículas en estado

plástico o fundido sobre la pieza por medio de una pistola metalizadora,

estas partículas se deforman adaptándose a la rugosidad de la pieza y

entrabándose mecánicamente, en muchos casos poseen suficiente

energía para producir una difusión metalúrgica con el metal base. [2]

 

-RECUBRIMIENTOS POR DIFUSIÓN: Son métodos que trabajan a

temperaturas elevadas. Tienen por fin que el recubrimiento se alee con

la base del metal, para alcanzar de esta forma una gran adherencia. L

as piezas a tratar se introducen  en polvo metálico y se calienta a alta

temperatura. La temperatura depende del metal base. La profundidad

de la penetración del metal difundido es una función del tiempo y la

temperatura en tanto se forme una solución sólida o sea posible una

disolución mutua de ambos metales. [2]

 

 [2]

 

9.5.1.3.2. RECUBRIMIENTOS  NO-METÁLICOS: Podemos incluir

dentro de éstos la fosfatación, oxidación superficial, el esmaltado, las

pinturas, barnices, lacas, resinas naturales o sintéticas. Grasas, ceras,

aceites, empleados durante el almacenamiento o transporte de

materiales metálicos ya manufacturados y que proporcionan una muy

buena protección y en algunos casos una protección temporal. [2]

 

RECUBRIMIENTOS POR FOSFATACIÓN: El fosfatado se aplica al

acero,  pero también puede realizarse sobre zinc y cadmio. Este

proceso consiste en sumergir el acero en una solución diluida de fosfato

de hierro, zinc o manganeso en ácido fosfórico diluido, en donde se

puede utilizar una pequeña cantidad de sal de cobre como catalizador.

Los recubrimientos de fosfato proporcionan una protección limitada,

pero en cambio resultan ser una base excelente para la pintura

posterior. [2]

 

-RECUBRIMIENTOS POR OXIDACIÓN: La formación de una película

superficial de óxido para proteger el metal es un medio muy eficaz, la

oxidación puede realizarse por calentamiento, electrólisis (Oxidación

anódica) y por ataque ácido. [2]

 

LA OXIDACIÓN POR CALENTAMIENTO: Es muy usada en el acero,

en donde se calienta la pieza en un horno o en un baño de sales

fundidas formadas por una mezcla de nitrato de sodio y potasio a una

temperatura de 260 a 400 °C. [2]

 

OXIDACIÓN  ANÓDICA: El anodizado es un proceso electrolítico en el

cual el metal a tratar se hace anódico en un electrolito conveniente, con

el objeto de producir una capa de óxido en su superficie. Este proceso

se aplica a varios metales no-ferrosos, pero principalmente al aluminio

y sus aleaciones. Proporciona una buena protección y también resulta

un buen tratamiento previo para la pintura posterior. [2]

 

OXIDACIÓN QUÍMICA: Consiste en sumergir el metal o aleación en

una solución capaz de reaccionar sobre el metal formando una película

delgada de óxido o de una sal compleja insoluble,  la protección

conseguida por este método es inferior ala obtenida por la oxidación 

anódica. [2]

 

RECUBRIMIENTOS POR ESMALTADO: Los esmaltes son

esencialmente borosilicatos de calcio, potasio y de plomo, que se

aplican en forma pastosa sobre el metal, una vez seca se introducen en

el horno donde se funde el esmalte formando una capa protectora

vítrea. Los esmaltes tienen el inconveniente de que no son elásticos y se

descascaran con facilidad si se golpean. [2]

 

RECUBRIMIENTOS POR MATERIALES PLÁSTICOS: Esta

protección contra la corrosión es muy aplicada y los plásticos más

empleados son el polietileno,  el cloruro de polivinilo, la resina epóxica

y el acetato butirato de celulosa. [2]

 

RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS LÍQUIDOS (PINTURAS): Existen

muchas clases de pinturas que proporcionan una protección más o

menos eficaz  contra la corrosión. Se tienen diferentes tipos de pinturas

como son las anticorrosivas, en aceite, a base de purpurina,

alquitranes, de caucho colorado y poliestireno

 

Estos recubrimientos orgánicos son aplicados en forma líquida

mediante brocha, rodillo o por pistola de rociado (spray). La mezcla

esta constituida del solvente, resinas y pigmentos, en donde el solvente,

disuelve la resina y esta tiene la capacidad de unirse al sustrato

metálico, a los pigmentos y a otras resinas (polimerización), después el

solvente es evaporado y el revestimiento queda curado. La función de

los pigmentos es aumentar la impermeabilidad, proveer opacidad y

color para proteger las resinas dela radiación ultravioleta, además de

tener elementos inhibidores de la corrosión.

 

Los revestimientos orgánicos son clasificados de acuerdo al tipo de

resina, la cual controla la protección y la resistencia a la degradación.

Una forma fácil de clasificar es, capa base o de fondo (Primer) y capas

finales (Top coat) dependiendo de la formulación, ya que algunas

resinas tienen buna adhesión al substrato metálico y son utilizadas

como capa base, con lo que ayudan a mejorar la durabilidad de las

capas finales y viceversa, mejorando su desempeño, debido a que estas

últimas capas deben tener alta resistencia  al ataque directo del

ambiente expuesto.

Para la protección de la corrosión son solamente adecuados aquellos

sistemas en que estén asociadas, buena adherencia, ausencia de

porosidad y resistencia frente a los agentes externos. Hay  que operar

con sistemas de varias capas, cuyo número depende de las

circunstancias específicas de cada caso. [2]

 

[2]

 

9.5.4. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS RECUBRIMIENTOS: 

Cuando se trata de proteger de una manera eficaz y económica la

superficie del metal, la selección de un determinado recubrimiento

metálico se puede efectuar y justificar sobre la  base de las siguientes

propiedades físicas:

 

IMPERMEABILIDAD: Todos los recubrimientos presentan poros, por

lo que se necesita que el recubrimiento sea lo más continuo posible,

uniforme y con un buen espesor,  lo cual permitirá aislar la superficie

del acero de los agentes agresivos. [2]

 

ALTA RESISTENCIA MECÁNICA: Para garantizar una buena

resistencia a los choques, rozamientos ligeros o accidentales. [2]

 

BUENA ADHERENCIA AL ACERO: Aunque  la causa fundamental de

una baja adherencia es la preparación defectuosa de la pieza. [2]

 

POSIBILIDAD DE PROPRCIONAR SUPERFICIES PULIDAS O

MATES: Con capacidad de conferir a los objetos un acabado con fines

decorativos.

Para obtener buenos resultados con los recubrimientos metálicos, hay

que tener en cuenta una serie de operaciones que deben  llevarse a

cabo con anterioridad a la aplicación del recubrimiento como es el

estado superficial del metal a recubrir. [2]

CRÉDITOS

Recopilación y edición realizada por Jorge Iván Cerón Pabón, Luis

Gabriel Carmona, Jaime Córdoba y Daniel Jimenez estudiantes

de ingeniería mecánica de la universidad Tecnológica de Pereira 2013

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