1. CAPITULO 5. DETERIORO DE LOS MATERIALESINTRODUCCINTodos los materiales sufren deterioro bajo ciertas condicionesde servicio o ambientes determinados, que deben evitarse paraprolongar al mximo su vida til.Es importante conocer por qu ciertos materiales tienden a serestables (o inestables) en determinados medio ambientes. Eldeterioro se relaciona con la estructura, las propiedades y elprocesamiento de los distintos materiales.

2. DETERIORO DE LOS MATERIALESMETALES.DesgasteCorrosinCERAMICOSCorrosinPOLIMEROSDegradacin 3. DESGASTE.El desgaste puede ser definido como el dao superficialsufrido por los materiales despus de determinadascondiciones de trabajo a los que son sometidos. Estefenmeno se manifiesta por lo general en las superficies delos materiales, llegando a afectar la sub-superficie.El resultado del desgaste, es la prdida de material y lasubsiguiente disminucin de las dimensiones y por tanto laprdida de tolerancias. 4. Efectos de la cavitacin en un impulsor. 5. El desgaste es mu importante en la prctica de la ingeniera;en muchos casos constituye el principal factor que limita lavida y el rendimiento de los componentes de mquinas.Ej: un camin de 5 toneladas totalmente desgastado suelepesar entre dos y tres kilogramos menos que cuando nuevo.Ningn elemento de mquina es inmune al desgaste; estefenmeno se manifiesta siempre que exista carga ymovimiento.Ej: el desgaste de pistones en los motores de combustininterna, las picaduras y fisuramiento en los engranajes detransmisin, etc., son manifestaciones de desgaste. 6. Los mecanismos de dao en los materiales se debenprincipalmente a deformacin plstica, formacin y propagacinde grietas, corrosin y/o desgaste.Criterios para prevenir o combatir el desgaste:1. Mantener baja la presin de contacto2. Mantener baja la velocidad de deslizamiento3. Mantener lisas las superficies de rodamientos4. Usar materiales duros5. Asegurar bajos coeficientes de friccin6. Usar lubricantes 7. El desgaste puede producirse por contacto con:a) Otro metal (desgaste adhesivo),b) Un abrasivo metlico o uno no metlico (desgaste abrasivo),c) Lquidos o gases en movimiento (erosin y cavitacin) El desgaste que implica un solo tipo es raro, y en la mayora de los casos ocurren el desgaste abrasivo y el adhesivo. 8. Cada forma de desgaste est afectada por una variedad decondiciones:a. Ambienteb. Tipo de carga aplicada, velocidades relativas de las piezas que se acoplanc. Lubricanted. Temperaturae. Durezaf. Acabado superficialg. Presencia de partculas extraash. Composicini. Compatibilidad de las piezas de acoplamiento implicadas 9. DESGASTE ADHESIVOSe produce debido a que entre dos superficies metlicas,existen pequesimas salientes que producen friccin porinterferencia mecnica, con movimiento relativo de lassuperficies en contacto que incrementan la resistencia paramovimiento posterior. 10. Si la fuerza de impulso es suficiente para mantener elmovimiento:a. Las partculas entrelazadas se deforman.b. Si son de un material frgil, pueden arrancarsePor lo que se llega a la conclusin de que la resistencia aldesgaste se mejorar: Evitando el contacto metal-metal Incrementando la dureza Aumentando la tenacidad para resistir la separacinviolenta de las partculas metlicas Incrementando el acabado superficial para eliminarsalientes. 11. La adhesin esta asociada a toda formacin y posteriorrompimiento de enlaces adhesivos entre las interfaces,cuando dos superficies son colocadas en contacto ntimo. Laadhesin conlleva adems al soldado en fro de lassuperficies.Con respecto al desgaste adhesivo, el papel principal lo juegala interaccin entre las superficies y su grado de limpieza, esdecir, cuando el acercamiento entre los cuerpos es tal, que nose presenta ningn tipo de impurezas, capas de xido osuciedades, se permite que el rea de contacto seaaumentada, pudindose formar uniones adhesivas msresistentes. 12. DESGASTE ABRASIVOEl desgaste por abrasin, que es el ms comn en laindustria, se define como la accin de corte de un materialduro y agudo a travs de la superficie de un material mssuave. Tiende a formar ralladuras profundas cuando laspartculas duras penetran en la superficie, ocasionandodeformacin plstica y/o arrancando virutas.El desgaste abrasivo ocurre cuando partculas duras sedeslizan o ruedan bajo presin a travs de una superficie, ocuando una superficie dura se frota a travs de otra. Laspartculas arrancadas por rozamiento del objeto ms durotienden a rasguar o acanalar al material ms suave. 13. La diferencia entre desgaste abrasivo y desgaste pordeslizamiento es el .grado de desgaste. entre los cuerposinvolucrados (mayor en el desgaste abrasivo), ya sea por lanaturaleza, tipo de material, composicin qumica, o por laconfiguracin geomtrica. 14. En abrasin a de los cuerpos, el desgaste es causado porrugosidades duras pertenecientes a una de las superficies encontacto, mientras que la abrasin a tres cuerpos, el desgastees provocado por partculas duras sueltas entre lassuperficies que se encuentran en movimiento relativo.Como ejemplo de desgaste abrasivo a dos cuerpos, se tieneun taladro penetrando una roca, mientras que a tres cuerposse puede citar el desgaste sufrido por las mandbulas de unatrituradora al quebrar la roca, o por la presencia de partculascontaminantes en un aceite que sirve para lubricar de lossuperficies en contacto deslizante. 15. DESGASTE POR FATIGAEste tipo de desgaste ocurre cuando piezas son sometidas aelevados esfuerzos fluctuantes, los cuales provocan laaparicin y propagacin de grietas bajo la accin repetitiva deestos.En el caso de piezas sometidas a deslizamiento, las capassuperficiales sufren intensas deformaciones como resultadode la accin simultnea de las tensiones de contacto y de lafuerza de friccin. Los esfuerzos a los que estn sometidoslos materiales particularmente en las capas superficiales,promueven en la mayora de los casos, alteraciones en laestructura cristalina y en el tamao de grano. 16. El picado originado a partir de grietas, es una de las fallas porfatiga de contacto superficial tpica de elementos demquinas, los cuales trabajan bajo rgimen de lubricacinelastohidrodinmica y elevadas cargas superficiales.Este es el caso de cojinetes de rodamiento y ruedas dentadasen su punto de contacto. Aqu, el mecanismo principal de fallaes la aparicin y propagacin de grietas despus que lassuperficies han almacenado una determinada deformacinplstica. Por esto, es importante el buen acabado superficial yla correcta seleccin y filtrado de los lubricantes. 17. DESGASTE EROSIVOEl desgaste erosivo es un fenmeno que afecta gran cantidadde elementos de mquinas en las industrias minera yalimenticia, as como: turbinas hidrulicas, implementosagrcolas, sistemas de bombeo y dragado en ros y minas, aligual que piezas especficas usadas en las industriaspetrolfera y petroqumica, entre otras muchas aplicaciones.Con este tipo de desgaste, no solo se tiene perdida dematerial y la consecuente falla de las piezas, sino que estasociado a perjuicios financieros en virtud del tiempoasociado a la reparacin de equipos y substituciones de loscomponentes desgastados. 18. El desgaste por erosin se define como el proceso deeliminacin de metal provocado por la incidencia de partculasslidas arrastradas por un lquido en movimiento, sobre unasuperficie.El desgaste por erosin es deliberado como en el caso de lalimpieza de piezas fundidas o cascos de barco por medio dechorros de arena, pero en ocasiones se produce una prdidadestructiva y costosa de material como en el caso de lashlices de turbinas de gas o los refractarios en hornos de arcoelctrico. 19. El grado de desgaste tiene relacin con el ngulo deincidencia de la partcula respecto de la superficie. Losmateriales dctiles parecen deformarse y posiblemente seendurezcan cuando se les golpea en forma perpendicular,pero a un ngulo crtico de aproximadamente 20, el metalse elimina por una accin de corte. 20. DESGASTE POR CAVITACINEl desgaste por cavitacin se puede definir como aqueldao que ocurre en los materiales debido al crecimiento ycolapso de pequeas burbujas, que surgen debido a lasvariaciones de presin durante el flujo de un fluido. Los efectos que el desgaste por cavitacin provocan, vandesde la prdida de eficiencia, hasta la inutilizacin completadel equipo.Tenemos dos maneras de enfrentar con el problema de lacavitacin: uno es el desarrollo de materiales ms resistentesy otro, es mejor el diseo de equipos hidrulicos evitandocadas de presin muy bruscas. 21. Durante el colapso, ocurre flujo de fluido en direccin a laburbuja, provocando aumento de presin en la interfaceburbuja/lquido y acelerando cada vez ms la interface.El colapso se da de manera tan rpida que parte delvapor presente en la burbuja no tiene tiempo suficiente decondensarse. As, el vapor (y tambin cualquier gas disuelto)ser comprimido a una alta presin que, eventualmente, sersuficientemente alta para interrumpir el colapso y hacer conque la burbuja crezca nuevamente de forma explosiva,emitiendo ondas de presin o de choque 22. DESGASTE POR FRICCIONEl desgaste por friccin ocurre entre dos superficies encontacto (no necesariamente movindose tangencialmente),las cuales experimentan pequeas oscilaciones cclicas (delorden de 1 a 100 um). Cuando algunas vibraciones aparecenen las superficies en contacto, ocurren pequeosdeslizamientos en la direccin del movimiento relativo, esospequeos deslizamientos son causa de desgaste por friccin.Desgaste por fretting es comnmente observado en los cubosde las ruedas de vehculos, entre las esferas y su camino derodadura en un rodamiento de bolas, en los puntos decontacto entre dos engranajes, entre otros ejemplos. 23. Un fenmeno asociado al dao por fretting, es la aparicin degrietas en la regin afectada, lo que ocasiona reduccin de laresistencia a fatiga del material, en caso que el componenteexperimente esfuerzos cclicos.El desgaste por fretting es comnmente estudiado enlaboratorios, utilizando un sistema esfera-plano, donde sonaplicadas tanto carga normal como carga tangencial. Comofue mostrado en el captulo de la mecnica de contacto,cuando una esfera es presionada normalmente contra unasuperficie plana, se genera debajo de esta zona unadistribucin de presiones, obtenindose una presin mximaen el centro y aproximadamente cero en el borde delcontacto. 24. TRIBOLOGIALa tribologa (del griego tribos, "frotar o rozar") es la cienciaque estudia la friccin, el desgaste y la lubricacin que tienenlugar durante el contacto entre superficies slidas enmovimiento. El trmino es usado universalmente desdefinales del siglo XX.Para entender a la tribologa se requiere de conocimientos defsica, de qumica y de la tecnologa de materiales. Las tareasdel especialista en tribologa (triblogo) son las de reducir lafriccin y desgaste para conservar y reducir energa, lograrmovimientos ms rpidos y precisos, incrementar laproductividad y reducir el mantenimiento. 25. La tribologa est presente prcticamente en todas laspiezas en movimiento tales como:RodamientosChumacerasSellosAnillos de pistonesEmbraguesFrenosEngranajesrboles de levas 26. La tribologa ayuda a resolver problemas en maquinaria,equipos y procesos industriales tales como:Motores elctricos y de combustin (componentes yfuncionamiento)TurbinasCompresoresExtrusinRoladoFundicinForjaProcesos de corte (herramientas y fluidos)Elementos de almacenamiento magnticoPrtesis articulares (cuerpo humano) 27. FUNDAMENTOS DE LA TRIBOLOGALa tribologa se centra en el estudio de tres fenmenos:1. La friccin entre dos cuerpos en movimiento2. El desgaste como efecto natural de este fenmeno3. La lubricacin como un medio para reducir el desgaste. 28. FRICCINLa friccin se define como la resistencia al movimientodurante el deslizamiento o rodamiento que experimenta uncuerpo slido al moverse sobre otro con el cual est encontacto. Esta resistencia al movimiento depende de lascaractersticas de las superficies. Una teora explica laresistencia por la interaccin entre puntos de contacto y lapenetracin de las asperezas.La friccin depende dei) la interaccin molecular (adhesin) de las superficiesii) la interaccin mecnica entre las partes. 29. La fuerza de resistencia que acta en una direccin opuestaa la direccin del movimiento se conoce como fuerza defriccin.Existen dos tipos principales de friccin: friccin esttica yfriccin dinmica. La friccin no es una propiedad delmaterial, es una respuesta integral del sistema.Existen tres leyes de la friccin:1. La fuerza de friccin es proporcional a la carga normal.2. La fuerza de friccin es independiente del aparente reade contacto entre las superficies deslizantes.3. La fuerza de friccin es independiente a la velocidad dedeslizamiento. 30. LUBRICACINEl deslizamiento entre superficies slidas se caracterizageneralmente por un alto coeficiente de friccin y un grandesgaste debido a las propiedades especficas de lassuperficies. La lubricacin consiste en la introduccin de unacapa intermedia de un material ajeno entre las superficies enmovimiento. Estos materiales intermedios se denominanlubricantes y su funcin es disminuir la friccin y el desgaste.El trmino lubricante es muy general, y puede estar encualquier estado material: lquido, slido, gaseoso e inclusosemislido o pastoso. 31. Se estima que el desgaste en la industria se debe en un 50%a la abrasin, un 15% por adhesin y el porcentaje restantese divide entre los dems tipos.En muchos procesos pueden coexistir dos o ms tipos deestos desgastes, adems, en algunos de estos desgastes sehan observado dos regmenes denominados desgaste suavey desgaste severo. 32. La prolongacin de la vida til de partes o piezas se hacomienza a lograr mediante:1.- Aplicacin de recubrimientos protectores antidesgaste2.- La reparacin con soldadura de partes y piezas que hansufrido desprendimientos.3.- Diseo de nuevos materiales con caractersticas deresistencia al desgaste que sustituyan materialesactualmente en uso. 33. CORROSION. Definicin:1. Deterioro que sufren los materiales por interaccin qumicay electroqumica con el medio ambiente.Metales: interaccin qumica y electroqumicaPolmeros y cermicos: Interaccin qumica.2. Proceso de metalurgia regresiva (regreso al estado originalque es de menor energa. Se da en dos etapas:a. Oxidacin del metalb. Formacin de micropilas (nodo, ctodo y electrolito) 34. IMPORTANCIA DE LA CORROSIN. La corrosin es unfenmeno de permanente inters e importancia tecnolgicasiempre vigente, por las prdidas econmicas que ocasiona,tanto directas como indirectas.Un estudio reciente efectuado por el National Bureau ofStandards de los Estados Unidos seala que tomando comobase el ao 1975, los costos totales de la corrosin metlicapueden estimarse del orden de los 70 billones de dlares, locual supone un 4.2% del Producto Nacional Bruto (PNB).El costo debido a fallas por corrosin por un ao en USA esmayor que los daos combinados anuales debidos a desastresnaturales. Se estima que en un pas industrializado el 5% desu ingreso se gasta en la prevencin de corrosin,mantenimiento o reemplazo de partes o componentes. 35. Materiales y Rango Costo promedioservicios($ x billon)($ x billon) (%)RecubrimientosOrgnicos40,2 174,2 107,288,3Metlicos1,4 1,41,2Metales y7,7 7,76,3aleacionesInhibidores 1,11,10,9Polmeros1,8 1,81,5Proteccin 0,73 1,220,980,8andica ycatdicaServicios1,2 1,21,0Investigacin y 0,020 0,020< 0,1desarrolloEducacin y0,01 0,01 < 0,1entrenamientoTotal 54,16 188,65121,41 100 % 36. Existen dos clases de prdidas desde el punto de vistaeconmico.DIRECTAS: las prdidas directas son las que afectan demanera inmediata cuando se produce el ataque. Estas sepueden clasificar en varios tipos tambin, de las cuales lasms importantes son el Coste de las Reparaciones, lasSustituciones de los Equipos Deteriorados y Costes porMedidas Preventivas.INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de los fallosdebidos a los ataques de corrosin. Las principales son laDetencin de la Produccin debida a las Fallas y lasResponsabilidades por Posibles Accidentes. 37. Dentro de los aspectos econmicos tenemos:a).- Reposicin del equipo corrodo.b).- Coeficiente de seguridad y sobre diseo para soportar lacorrosin.c).- Mantenimiento preventivo como la aplicacin de recubrimientos.d).- Paros de produccin debidos a fallas por corrosin.e).- Contaminacin de productos.f).- Prdida de eficiencia ya que los coeficientes de seguridad, sobrediseo de equipo y productos de corrosin por ejemplo, decrecen lavelocidad de trasmisin de calor en cambiadores de calor.g).- Prdida de productos valiosos.h).- Dao de equipo adyacente a aquel en el cual se tuvo la falla decorrosin. 38. Dentro de los aspectos humanos y sociales tenemos:a).- La seguridad, ya que fallas violentas pueden producirincendios, explosiones y liberacin de productos txicos.b).- Condiciones insalubres por ejemplo, contaminacionesdebido a productos del equipo corrodo o bien un producto de lacorrosin misma.c).- Agotamiento de los recursos naturales, tanto en metalescomo en combustibles usados para su manufacturera.d).- Apariencia, ya que los materiales corrodos generalmenteson desagradables a la vista. 39. TASA DE CORROSINLa resistencia a la corrosin se mide cuantitativamente por laprdida de peso del material, por unidad de rea deexposicin al ambiente y por unidad de tiempo. Se puedenhacer ensayos sencillos de laboratorio, para determinar laexpresin:donde W [mg] es el peso del material perdido, [g/cm3]densidad de la muestra, A [cm2] rea de exposicin de lamuestra, t [hs] tiempo de exposicin, mpy milsimas depulgada por ao, K constante por unidades (534 para mpy). 40. Categoria de materiales segn su resistencia a la corrosin:mpy < 1Material excelentempy 1 - 5Muy bueno.mpy 5 - 20 Bueno.mpy 20 - 50Regular.mpy 50 - 200 Malo.mpy > 200Inaceptable. 41. La cantidad de metal uniformemente corrodo de un nodo oelectrodepositado por un ctodo en una disolucin acuosadurante un perodo de tiempo se puede determinar usando laecuacin de Faradayw = peso de metal corrodo o electrodepositado, gt = tiempo de exposicin o electrodeposicin, s.M = masa atmica de metal, g/molN = Nmero de electrones producidos o consumidos en elproceso.F = Constante de Faraday = 96500 A.s/molI = densidad de corriente, A/cm2. 42. PILAS GALVNICAS.La corrosin se caracteriza por la formacin de micropilasgalvnicas y el potencial de cada semicelda se puededeterminar porE = F.e.m. de la semiceldaEo = F.e.m. estndar de la semiceldan = Nmero de electrones transferidosCin = Concentracin molar de iones. 43. REACCIONES ANODICASDurante el ataque corrosivo la reaccin andica siempre esla oxidacin de un metal a un estado superior de valencia,por ejemplo las reacciones 1, 2, 3, y 4.Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2Zn + H2 SO4 = ZnSO4 + H2Fe + 2HCI = FeCI2 + H22Al + 6HCI = 2AlCI3 + 3H2 44. REACCIONES CATODICASHay varias reacciones catdicas que se encuentran durantela corrosin de los metales, tales como:Desprendimiento de hidrgeno2H+ + 2e H2Reduccin de oxgeno (en soluciones cidas)O2 + 4H+ + 4e 2H2 OReduccin de oxgeno (en soluciones neutras o alcalinas)O2 + 2H2 O + 4e 4OH-Reduccin de iones metlicosFe+3 + 1e Fe+2Depsito de metalCu+2 + 2e Cu 45. Zn Zn+++2e nodo2H++2eH2 Ctodo 46. Zn Zn+++2e nodoO2+2H2O+4e 4OH- Ctodo 47. POLARIZACIONLa polarizacin viene a ser la desviacin del electrodo de susvalores de equilibrio, los cuales son potenciales de circuitoabierto.La fuerza impulsora para la corrosin es la diferencia depotencial inicial que existe entre las reacciones andica ycatdica. Cuando la corriente de corrosin comienza a fluir,ocurren ciertos efectos irreversibles junto a los electrodos. Lapolarizacin continua hasta alcanzar un estado constanteconocido como potencial de corrosin Ecorr..En este potencial de corrosin, la suma de las velocidades detodas las reacciones de oxidacin (andicas), iguala a la sumade las velocidades de las reacciones de reduccin (catdicas). 48. POLARIZACION POR ACTIVACION.Se produce debido a las variaciones de energa libre de laintercara metal-solucin ocasionadas por el paso de lostomos del metal al estado de in o viceversa. Es el tipo depolarizacin que interviene ms frecuentemente en losfenmenos de corrosin. 49. Polarizacin por ActivacinEs la que resulta como consecuencia de la existencia deuna etapa de la reaccin total conocida como la etapadeterminante de la velocidad, en la reaccin que tiene lugaren la interfase electrodo/electrolito. Estas reacciones son lasque tienen lugar una vez que todos los reactivos ya hanalcanzado esta superficie de reaccin, es decir cuando nohay retardo en la llegada de reactivos por un procesodifusional. La reaccin de transferencia de carga involucramover un electrn desde la superficie metlica al reactivodel lado del electrolito. Por ejemplo, considrese laevolucin del gas hidrgeno en el ctodo. 50. La velocidad a la cual los iones de hidrgeno se reducen agas hidrgeno esta en funcin de diversos factores,incluyendo la velocidad de transferencia de electrones al ionhidrgeno en la superficie del metal. Por lo tanto lavelocidad es inherente a esta reaccin y depende del metalespecfico y de la temperatura del sistema. De hecho, haygrandes variaciones en la capacidad de los distintos metalespara transferir electrones a los iones hidrgeno, y por lotanto la velocidad de la evolucin de hidrgeno paradiferentes metales difiere considerablemente.La polarizacin por activacin predomina a menudo en loselectrolitos en los que abundantes reactivos y/o productospropios de la reaccin electroqumica son fcilmenteprovistos o bien removidos. En cidos concentrados,predomina la polarizacin por activacin. 51. POLARIZACION POR CONCENTRACION.Se produce cuando la velocidad de difusin de un in haciael electrodo limita la velocidad de reaccin en el electrodo.Conforme se efecta la reaccin en los electrodos, laconcentracin inica en las cercanas de cada electrodo sevuelve diferente de la del cuerpo principal del electrolito.Es decir, la concentracin inica en las cercanias de cadaelectrodo se empobrece como resultado de la lentitud dedifusin de los iones de las zonas adyacentes. 52. Polarizacin por ConcentracinEs el resultado de etapas en la reaccin total que incluyen ladifusin de reactantes hasta la superficie del electrodo obien la eliminacin de productos de la reaccin. Cualquiercosa que provoque una disminucin en la cantidad dereactantes disponibles o bien en el aumento de productosde la reaccin, disminuye la velocidad de la reaccin. Si laetapa ms lenta de la reaccin total de electrodo involucra elarribo de reactantes o la eliminacin de productos de lareaccin, se dice que la reaccin se encuentra bajo controlpor polarizacin de concentracin. 53. La polarizacin por concentracin generalmente predominaen electrolitos en que la concentracin de reactivos es baja,como en soluciones diluidas, o donde se acumulanproductos de reaccin, como en medios estticos. Lacapacidad de los reactivos para alcanzar la superficie dereaccin, y los productos de la reaccin para alejarse de lamisma, puede alcanzar una condicin de densidad decorriente limite difusional. La polarizacin total de unaestructura es la suma de las polarizaciones de activacin yconcentracin. 54. PASIVIDAD.Un metal pasivo es aquel que es activo en la serieelectroqumica, pero que no obstante solo se corroe avelocidad muy pequea. La pasividad es la propiedadfundamental de resistencia til y natural a la corrosin demuchos metales estructurales, incluidos, el aluminio, cromo, yaceros inoxidables.Algunos metales y aleaciones se pueden pasivar porexposicin a medios pasivadores (pasividad artificial). Lapasividad se mantiene por una pelcula superficial,probablemente de xido o tal vez de algn otro compuesto. 55. La energa de un determinado sistema puede medirse en lostrminos de lo que se llama la energa libre. Se puedenpresentar tres casos:a) la energa libre es positiva. El metal es activo y puedehaber corrosin. Es el caso ms frecuente entre losmetales de uso comn (hierro, aluminio, cinc);b) la energa libre es positiva, pero el metal en vez depresentar corrosin, permanece inatacado aparentemente. Sedice que el metal est pasivo o pasivado;c) la energa libre es cero o negativa. El metal es indiferente alos agentes agresivos habituales, no siendo posible ningunareaccin de corrosin. Es el caso de los metales nobles. 56. Entonces los metales y aleaciones pueden tener uncomportamiento:a. Activo (ej. hierro y acero), yb. activo-pasivo ( Aluminio y aceros inoxidables) 57. Corrosin uniforme: La reaccin acta sobre toda lasuperficie expuesta (o sobre un rea grande). El espesor delmetal se reduce y eventualmente falla. Representa la mayordestruccin de metal. La vida de un equipo o estructurapuede estimarse mediante ensayos.La corrosin uniforme se caracteriza por una reaccinqumica o electroqumica que acta uniformemente sobretoda la superficie del metal expuesto a la corrosinEs relativamente fcil su control:1. Recubrimientos2. Inhibidores3. Proteccin catdica 58. Corrosin atmosfrica: Es la producida por el oxgeno delaire. La reaccin acta sobre toda la superficie expuesta (osobre un rea grande). El espesor del metal se reduce yeventualmente falla. La vida de un equipo o estructura puedeestimarse mediante ensayos.La corrosin uniforme se caracteriza por una reaccinqumica o electroqumica que acta uniformemente sobretoda la superficie del metal expuesto a la corrosinEs relativamente fcil su control:1. Recubrimientos2. Inhibidores3. Proteccin catdica 59. Los factores que influyen en la corrosin atmosfrica son:a. La presencia de exceso de oxgeno. El oxgeno cumpleuna doble funcin en el proceso de corrosin: Acta deoxidante del metal y en la despolarizacin de los ctodos.b. Humedad relativa. La hmedad relativa crtica estcomprendida, en general entre 50 y 70 % para el acero,cobre, nquel y Zinc.c. Temperatura. La humedad relativa aumenta cuando baja latemperatura.d. Contaminantes. El polvo es el principal contaminante demuchas atmosferas. 60. CORROSIN GALVNICA O BIMETLICA.La corrosin electroqumica o galvnica es la que se producecuando dos metales de diferente electronegatividad seencuentran en contacto. El metal con mayor electronegatividad se oxida (nodo), dandolugar a su progresivo deterioro y desprendimiento desde lasuperficie metlica, en presencia del segundo (ctodo). 61. Este principio puede usarse como forma de proteccin de unaestructura. La estructura se usa como ctodo. Como nodo seusa Zn o magnesio (Mg), que no son resistentes acorrosin. El nodo se sacrifica.La corrosin Galvnica es una de las ms comunes que sepueden encontrar. Es una forma de corrosin acelerada quepuede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox)se unen elctricamente en presencia de un electrolito (porejemplo, una solucin conductiva). 62. Las formas por las cuales se puede controlar son:1. Combinar metales que se encuentren lo ms cerca posible uno del otro, en la serie galvnica.2. Evitar el efecto de rea relativa desfavorable, es decir depequeo nodo y un ctodo grande.3. Donde sea posible, aislar los metales diferentes. Esimportante que la aislacin sea completa.4. Aplicar recubrimientos. 63. 5. Si es posible, aadir inhibidores, para disminuir laagresividad del medio ambiente.6. Realizar diseos de tal forma que las partes andicassean fcilmente reemplazables, o que sean de mayorespesor para prolongar su vida til.7. Instalar un tercer metal el cual sea andico a los otros dosen contacto galvnico.8. Evitar uniones roscadas entre materiales muy separadosen la serie galvnica. 64. CORROSIN POR PICADO (PITTING)Es una forma de corrosin localizada en grado extremo, queproduce agujeros pequeos en el metal. Pueden haceragujeros aislados o tan cercanos que dan la impresin visualde una superficie rugosa.Es una de las formas ms destructivas, pero la perdida dematerial es muy poca. Es difcil medirlo porque la perforacinqueda cubierta con el xido. A veces requieren tiemposlargos para actuar (meses o aos). Generalmente crece en ladireccin de la gravedad. 65. Este tipo de corrosin se puede controlar o prevenir:1. Mediante la seleccin de materiales adecuados. Algunosmateriales son ms resistentes que otros al ataque porpitting, por ejemplo, la adicin de 2% de molibdeno al aceroinoxidable 316, le da mayor resistencia al pitting que elacero inoxidable 304.2. Preparacin adecuada de las superficies.3. Modificacin del ambiente, remocin de iones agresivos,eliminacin de agentes oxidantes.4. Adicin de inhibidores.5. Control de las variables de procesos: controlar velocidad,temperatura, presin, PH, etc.. 66. CORROSIN EN ABERTURAS (CREVICE CORROSION)Se produce en pequeas cavidades o grietas formadas en laszonas de contacto entre una pieza de metal y otra igual odiferente a la primera, o entre un metal y un elemento nometlico. En las fisuras de ambos metales se acumula lasolucin que provoca la corrosin de la pieza.En aberturas pequeas (pueden ser hendiduras, grietas,debajo de la cabeza de pernos, remaches y bajo depsitosporosos-empaques) donde se acumulan pequeascantidades de solucin estancada. 67. Para prevenir o minimizar la corrosin por fisuracin endiseos de ingeniera se pueden emplear los mtodos yprocedimientos siguientes:1. Usar en las estructuras de ingeniera uniones de extremos completamente soldados en lugar de atornillados o remachados.2. Disear recipientes para drenaje completo donde puedan acumularse soluciones estancadas.3. Utilizar juntas o empaques no absorbentes tales como tefln, si es posible. 68. CORROSIN INTERGRANULARLa corrosin intergranular es un deterioro por corrosinlocalizada adyacente a lo lmites de grano de una aleacin.Los granos pierden cohesin, la aleacin se desintegra opierde rigidez. Puede ser causada por impureza en loscontornos de los granos o por diferencia de composicin entrelos granos y sus lmites.Ej. Es muy severa en soldaduras de acero inoxidable 18-8 queha sido calentado de 500 a 800C. Al enfriarse se produce laprecipitacin de carburos de cromo en los lmites de granos,creando una diferencia de composicin entre los lmites y losgranos. 69. Carburo de cromo18 % Cr8 % Ni !0 % Cr 8 % NiLimites de granoZona empobrecida de cromo 70. La corrosin intergranular puede controlarse con los mtodossiguientes:1. Utilizando un tratamiento de calentamiento a alta temperatura despus de soldar, para disolver precipitados, seguido de un enfriamiento en agua.2. Aadiendo elementos estabilizadores3. Bajando el contenido del elemento que forma precipitados. 71. CORROSIN BAJO TENSIN (stress-corrosion-cracking-SCC)Es la fisuracin producida por la accin combinada detensiones de traccin y un medio corrosivo. El esfuerzocausante de la fractura corrosiva puede estar entre 0.7 y 0.9del esfuerzo de fluencia (Sy), y variar con respecto a lanaturaleza del medio ambiente corrosivo. La apariencia de lasfisuras es como si fuera fractura frgil, pueden ser entregranos o a travs de los granos.Inicialmente la tasa de progreso de una fisura es constante,hasta que la seccin transversal se reduce y aumenta , hastaque se produce la rotura como un proceso mecnico. 72. Picadura de corrosin Concentracin de Esfuerzos(a)ZonaCorroidaAgrietamiento Esfuerzos (b) 73. Las formas por las cuales se puede controlar son:1. La aplicacin de la proteccin catdica detiene elagrietamiento al eliminar la corrosin.2. Eliminar esfuerzos residuales mediante un tratamientotrmico de recocido apropiado.3. Disminuir esfuerzos aplicados si es que es posible.4. Adicionar inhibidores al medio corrosivo.5. Aumentar espesores.6. Seleccin de materiales adecuados. 74. LIXIVIADO SELECTIVO (SELECTIVE LEACHING)Es la eliminacin preferencial de un elemento de una solucinslida por procesos de corrosin. El ejemplo ms comn deeste tipo de corrosin es la decincificacin que tiene lugar enlatones, consistente en la eliminacin selectiva de zinc queesta aleado con el cobre.Procesos similares ocurren en otras aleaciones, como laprdida observable de nquel, estao y cromo de lasaleaciones de cobre; de hierro en las fundiciones; de nquel enlos aceros y de cobalto en la estelite. 75. Las formas mediante las cuales se puede controlar ladecincificacin son:1. Seleccin de materiales adecuados. Por ejemplo: En lugarde utilizar latn amarillo (20-36% Zn) utilizar latn rojo (5 - 10%Zn).2. Proteccin catdica, pero stapuede resultarantieconmica.3. Inhibidores para reducir la agresividad del medio.4. Adicionar 1% de Sn, o pequeos porcentajes de As, Sb, o Pcon o sin Sn. 76. CORROSIN POR EROSINEs el ataque que se produce en el metal debido al movimientorelativo entre un fluido corrosivo (gases, vapores y lquidos) yla superficie metlica. Este movimiento es muy rpido (flujo turbulento) yproduce un efecto mecnico o abrasivo en la superficiemetlica, debido a que el fluido puede contener partculasslidas en suspensin, o el lquido penetra en el poros delmetal y en su subsecuente escape, puede arrastrar consigopartes de metal, mientras ms poroso sea un material, mssevero ser el ataque. 77. Las formas por las cuales se puede controlar son:1. Seleccionar los materiales ms resistentes.2. Aumentar el dimetro de tuberas dentro de lo posible3. Aumentar el espesor de pared.4. Evitar desalineamientos al colocar tuberas.5. Emplear inhibidores.6. Emplear recubrimientos.7. Disminuir el tamao de grano del material. 78. CORROSIN CON FATIGAEs el deterioro debido a la accin combinada de esfuerzosrepetidos o fluctuantes y un medio ambiente corrosivo hastaproducir el agrietamiento. Usualmente, un ambiente agresivotiene un efecto de disminucin del lmite de fatiga, produciendofallas en pocos ciclos de esfuerzo que el requerido en unambiente no corrosivo.Entonces en un medio ambiente de este tipo, laresistencia a la fatiga por corrosin es mucho menor que ellmite de fatiga. Aunque se trate de un esfuerzo en lmitesestrechos que acte durante el tiempo suficiente, finalmente seproducir la falla por agrietamiento debido a la corrosin y a lafatiga. 79. Estra de fatiga en la superficie de fractura 80. Las formas por las cuales se puede controlar son:1. Eliminar o disminuir esfuerzos.2. Introducir tensiones de compresin en la superficie mediantenitruracin o cementacin.3. Cambios en los diseo, con el fin de evitar entalles en loposible.4. Adicin de inhibidores.5. Usar recubrimientos (zinc, cromo, nquel y cobre). 81. CORROSIN POR CAVITACIN.Es la producida por la formacin y colapso de burbujas en lasuperficie del metal (en contacto con un lquido). Es unfenmeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores delas hlices de los barcos. Genera una serie de picaduras enforma de panal. 82. Es la que se produce por el choque o colapso de burbujasque se forman en puntos, en los que la presin local es igualo inferior a la presin de vapor del lquido. El dao puedeinvolucrar factores qumicos y mecnicos, particularmente sila pelcula protectora es destruida.La cavitacin es causada por la formacin de burbujas deaire o cavidades llenas de vapor en zonas de baja presin delflujo de lquidos. Cuando un lquido pasa rpidamente de unazona de baja presin a otra de alta presin, como en losimpulsores de bombas, o en los propulsores navales y segeneran flujos a grandes velocidades en conductos curvos,las cavidades de aire o vapor chocan contra una superficieslida, y causan desgaste en le metal por abrasin o erosin. 83. Las formas por las cuales se puede controlar son:1. Seleccin de materiales adecuados (ej. acero 18-8).2. Al disear disminuir cadas de presin.3.Usar recubrimientos de caucho de alta resiliencia.4.Aumentar la dureza superficial de los materiales.5.Evitar superficies rugosas, ya que una superficie bien pulidainhibe la iniciacin de la cavitacin.6.Operar las bombas a las ms altas presiones de cabezaposibles para evitar la formacin de burbujas.7.Para los labes de turbinas, la aereacin del agua sirvecomo colchn al dao causado por el colapso de lasburbujas. 84. Dao por cavitacin de los labes de un rodete 85. Dao por cavitacin de una turbina Francis 86. CORROSIN POR FRICCIN O FRETTING . La corrosin por friccin es un fenmeno qumico y mecnicocombinado. Ocurre en la interface entre superficies metlicas encontacto y sumamente cargadas, cuando estn sometidas aligeros movimientos vibratorios relativos.Estas superficies deben estar en ntimo contacto, de tal modoque las vibraciones de interface produzcan el martilleo orozamiento de la superficie metlica. . Este movimiento generauna serie de picaduras en la superficie del metal, las que sonocultadas por los productos de la corrosin y slo son visiblescuando sta es removida.Ejemplos de este tipo de corrosin se observan en laschumaceras o cojinetes de rodillo, y de bola, las bielas, lasagujas, los acoplamientos y los ejes. 87. Las formas por las cuales se puede controlar son:1. Lubricar las superficies metlicas con aceites y grasasde baja viscosidad y alta tenacidad.2. Usar empaques para absorber vibraciones.3. Aumentar la dureza de una, o de las dos superficies encontacto.4. Aumentar carga para reducir los movimientos relativosentre superficies.5. Fosfatizado de las superficies.6. Combinacin de un metal suave con un ms duro. 88. OXIDACION DE METALESOxidacin es el deterioro de los metales debido a la accincombinada del calor y del oxgeno.La oxidacin de los metales a elevadas temperaturas esimportante en el diseo de turbinas de gas, motores decohetes y equipamiento petroqumico de alta temperatura.Una pelcula de xido en ciertos casos puede brindarproteccin a los metales siempre y cuando sea homogenea,continua y adherente. 89. 2 90. Caractersticas de la pelcula de xido:a. Si la pelcula formada es porosa y permite el libre acceso de oxgeno hasta el metal, el ataque continuar en forma constante hasta consumir el metal o agotar el oxgeno ( Ley lineal)b. Si la pelcula de xido es homognea y continua la corrosin estar gobernada por difusin (Ley parablica) 91. Segn Pilling y Bedworth, las caractersticas de la pelculaformada se determina mediante la siguiente relacin:Dondew = peso molecular del xido. W = peso atmico del metal. D = densidad del xido. d = densidad del metal.Si la relacin es menor que 1 se tiene un xido poroso, si esmayor que 1 el xido es continuo. 92. EL POTENCIAL REDOX (Eh) es un valor relativo medido contra elpunto 0 del electrodo normal de hidrgeno u otro electrodo secundariode referencia (ej. Electrodo calomel de HgCl Hg2Cl2 el electrodoplata/plata cloruro: Ag/AgCl[sat], KCl[sat]).Cualquier sistema o ambiente que acepte electrones de un electrodonormal de hidrgeno es una media celda con un potencial redox positivo.En contraposicin, cualquier ambiente o sistema que done electrones alelectrodo normal de hidrgeno se define como una media celda con unpotencial redox negativo. El potencial redox se mide en milivoltios ovoltios 93. PROTECCIN CONTRA LA CORROSINDentro de las medidas utilizadas industrialmente paracombatir la corrosin estn las siguientes:1. Seleccin de materiales2. Recubrimientos3. Diseo4. Proteccin andica y catdica5. Control del medio 94. PROTECCIN CATDICA Y ANDICAPROTECCION CATODICA.La proteccin catdica es el nico medio que asegura lainmunidad casi completa del metal contra la corrosin. Conla proteccin catdica se neutraliza cualquier corriente quecircula por una estructura y que origina corrosin.La proteccin catdica se define como el mtodo dereducir o eliminar la corrosin de un metal, haciendo que,la superficie de este, funcione completamente comoctodo cuando se encuentra sumergido o enterrado en unelectrlito. 95. Ello se consigue con la polarizacin del ctodo por mediode una corriente externa (parte C-A), llevando el potencialde corrosin Ecorr. al potencial del nodo a circuito abiertoEa. Estarn al mismo potencial y no habr ms corrosinen el nodo(Figura 6.1). EEc C EcorrEaI aplicada A I corr I 96. EpEa Ec ia ic ip ia ic 97. PROYECTO DE UN SISTEMA DE PROTECCION CATODICAEl procedimiento a seguir es el siguiente:a. ESTUDIO PREVIO Se efecta un reconocimiento del estado de la superficiede la estructura, midiendo al mismo tiempo los potencialesnaturales respecto al medio, con referencia a un electrodoimpolarizable, por ejemplo de cobre-sulfato de cobre y laresistividad del medio Son potenciales naturales los que adquiere la estructuraal ser sumergida en el medio corrosivo (electrlito), exceptode campos perturbadores. 98. PROCEDIMIENTO:1. Estudio Previo2. Seleccin del sistema de proteccin adecuado a. Proteccin catdica por nodos galvnicos b. Proteccin catdica por corriente impresa3. Diseo del sistema de proteccin a. Calculo del rea a proteger b. Seleccin de la densidad de corriente de proteccin c. Determinacin de la corriente total d. Seleccin del material andico y determinacin de su cantidad e. Cantidad de nodos y su distribucin4. Montaje y prueba del sistema de proteccin catdica 99. SISTEMA POR NODOS GALVNICOSSe fundamenta en el mismo principio de la corrosingalvnica, en la que un metal ms activo es andico conrespecto a otro ms noble, corroyndose el metal andico.En la proteccin catdica con nodo galvnicos, se utilizanmetales fuertemente andicos conectados a la tubera aproteger, dando origen al sacrificio de dichos metales porcorrosin, descargando suficiente corriente, para laproteccin de la tubera.La diferencia de potencial existente entre el metal andico yla tubera a proteger, es de bajo valor porque este sistema seusa para pequeos requerimientos de corriente, pequeasestructuras y en medio de baja resistividad. 100. Los nodos galvnicos que con mayor frecuencia se utilizanen la proteccin catdica son: Magnesio, Zinc, Aluminio.Magnesio: Los nodos de Magnesio tienen un alto potencialcon respecto al hierro y estn libres de pasivacin. Losnodos de Magnesio son apropiados para oleoductos, pozos,tanques de almacenamiento de agua, incluso para cualquierestructura que requiera proteccin catdica temporal. Seutilizan en estructuras metlicas enterradas en suelo de bajaresistividad hasta 3000 ohmio-cm.Zinc: Para estructura metlica inmersas en agua de mar o ensuelo con resistividad elctrica de hasta 1000 ohm-cm.Aluminio: Para estructuras inmersas en agua de mar. 101. Ventajas del sistema de proteccin por nodos galvnicos:No es necesario el suministro de energa externa.Los costos de instalacin y mantenimiento son bajos.Rara vez causan problemas de interferencia a otrasestructuras.Mejor distribucin de la corriente de proteccin. 102. Desventajas principales de este sistema de proteccincatdica:La densidad de corriente suministrada a la estructura estlimitado por la diferencia de potencial bastante baja, entrelos nodos y la estructuraLimitaciones con la resistividad del electrlito (menor a6000 ohm-cm)Para estructuras desnudas o pobremente recubiertas esalto el costo de la proteccin, fundamental-mente enaquellas de grandes dimensiones. 103. Principales nodos galvnicos y su utilizacin: ANODOS DE MAGNESIO: Instalaciones enterradas o sumergidas en aguas dulces (suelos de resistividad hasta de 3000 Ohm-cm) ANODOS DE ZINC: Instalaciones enterradas o inmersas (Suelos de resistividad hasta de 1000 Ohm-cm) ANODOS DE ALUMINIO: Instalaciones inmersas, principalmente de instalaciones martimas como plataformas petroleras 104. SISTEMAS DE PROTECCIN POR CORRIENTE IMPRESAEn este sistema se mantiene el mismo principio fundamental,pero tomando en cuenta las limitaciones del material, costo ydiferencia de potencial con los nodos de sacrificio, se haideado este sistema mediante el cual el flujo de corrienterequerido, se origina en una fuente de corriente generadoracontinua regulable o, simplemente se hace uso de losrectificadores, que alimentados por corriente alterna ofrecenuna corriente elctrica continua apta para la proteccin de laestructura. 105. La corriente externa disponible es impresa en el circuitoconstituido por la estructura a proteger y la cama andica. Ladispersin de la corriente elctrica en el electrlito se efectamediante la ayuda de nodos inertes cuyas caractersticas yaplicacin dependen del electrlito.El terminal positivo de la fuente debe siempre estarconectado a la cama de nodo, a fin de forzar la descarga decorriente de proteccin para la estructura.Este tipo de sistema trae consigo el beneficio de que losmateriales a usar en la cama de nodos se consumen avelocidades menores, pudiendo descargar mayorescantidades de corriente y mantener una vida ms amplia. 106. Chatarra de hierro: Por su economa es a veces utilizadocomo electrodo dispersor de corriente.Este tipo de nodo puede ser aconsejable su utilizacin enterrenos de resistividad elevada y es aconsejable se rodee deun relleno artificial constituido por carbn de coque.El consumo medio de estos lechos de dispersin de corrientees de 9 Kg/Am*Ao. 107. Ferrosilicio: Este nodo es recomendable en terrenos demedia y baja resistividad. Se coloca en el suelo incado otumbado rodeado de un relleno de carbn de coque. Aintensidades de corriente baja de 1 Amp, su vida esprcticamente ilimitada, siendo su capacidad mxima desalida de corriente de unos 12 a 15 Amp por nodo.Su consumo oscila a intensidades de corriente altas, entreo.5 a 0.9 Kg/Amp*Ao. Su dimensin ms normal es lacorrespondiente a 1500 mm de longitud y 75 mm dedimetro. 108. Grafito: Puede utilizarse principalmente en terrenos deresistividad media y se utiliza con relleno de grafito o carbn decoque. Sus dimensiones son variables, su longitud oscila entre1000-2000 mm, y su dimetro entre 60-100 mm, son msligeros de peso que los ferrosilicios.La salida mxima de corriente es de 3 a 4 amperios por nodo,y su desgaste oscila entre 0.5 y 1 Kg/Am*Ao. 109. Titanio-Platinado: Este material est especialmente indicadopara instalaciones de agua de mar, aunque sea perfectamenteutilizado en agua dulce o incluso en suelo. Su caractersticams relevante es que a pequeos voltajes (12 V), se puedensacar intensidades de corriente elevada, siendo su desgasteperceptible.En agua de mar tiene, sin embargo, limitaciones en la tensin aaplicar, que nunca puede pasar de 12 V, ya que ha tensionesms elevadas podran ocasionar el despegue de la capa dexido de titanio y, por lo tanto la deterioracin del nodo. 110. Ventajas del sistema de proteccin por corrienteimpresa :Posibilidad de suministrar mayores cantidades decorriente.Posibilidad de controlar las cantidades de corrientesuministradasPosibilidad de ser aplicados en cualquier electrolito(elevada resistividad)Posibilidad de ser aplicado, con eficacia, para laproteccin de estructuras viejas o pobremente revestidasPosibilidad de ser aplicado, para instalaciones de grantamao. 111. Desventajas de este sistema de proteccin catdica :La necesidad de mantenimiento peridico.Posibilidad de generar problemas de interferencia conotras estructuras metlicas enterradas en lasproximidadesLos costos de mantenimiento e instalacin son altos.Requieren de alimentacin de corriente elctricaexterna. 112. PROTECCIN POR RECUBRIMIENTOLa proteccin por recubrimiento consiste en crear unacapa superficial o barrera que asle el metal del entorno.En principio es el mtodo ms evidente, ya que se impideque el material sensible entre en contacto con el oxgeno yla humedad. Dentro de este tipo de proteccin podemosdiferenciar los recubrimientos no metlicos y los metlicos 113. Preparacin de la pieza para el recubrimiento.Para la elaboracin de los recubrimientos de las piezasse requiere en general de alguna preparacin previa,antes de aportar la capa de metal deseada; en generalesta preparacin puede ser:Obtencin de las dimensiones y acabado superficialdeseado; Esto resulta necesario en algunos casos ya quela capa depositada copia exactamente el perfil de lasuperficie base, incluso hasta los rasguos.Desengrasado; El maquinado y pulido de las piezaspuede dejar capas notables de grasas en las piezas.Estas capas deben ser eliminadas usando un disolventeadecuado. 114. Aislamiento de las partes que no sern recubiertas; Enmuchos casos no toda la pieza debe recibir la capagalvnica. Estas partes se recubren con algncomponente aislante tal como el celuloide, o varias capasalguna laca o barniz resistente al electrlito que seutilizar. Los agujeros que no quieren recubrirse puedenser cerrados con tapones adecuados.Desengrasado final; la presencia de pelculas de grasaen la superficie de la pieza a recubrir impide la buenaadherencia del recubrimiento a la base, por tal motivo esfrecuente el uso de productos qumicos tal como la sosacastica caliente para piezas de acero o los barros de calpara las piezas de aluminio. 115. Decapado; est destinado a eliminar totalmente de lasuperficie de la pieza, las pelculas de xidos (enocasiones invisibles) que pueden estar presentes. Enmuchas ocasiones el decapado se realiza en el mismobao electroltico donde ser recubierta, invirtiendo poralgunos segundos (30 a 50) la polaridad de la corriente yconvirtiendo as la pieza en nodo, el consecuentedesgaste de la pieza retira completamente el xido de lasuperficie. 116. Mtodos para aplicar recubrimientos metlicosLos recubrimientos metlicos pueden ser aplicados por:a. Por electrlisis (cromado, niquelado y cobreado)b. Por Inmersin (galvanizacin y estaado)c. Por metalizacind. Por cementacin (sherardizacin, cromizacin, aluminacin y silicacin)e. Por chapado 117. -POR ELECTROLISIS (ELECTRODEPOSICIN). Se hacepasar corriente elctrica entre dos metales diferentes queestn inmersos en un lquido conductor que acta deelectrolito.-Uno de los metales ser aquel que queremos proteger de laoxidacin y har de ctodo. El otro metal har de nodo. Alpasar corriente elctrica, sobre el metal catdico se crea unapelcula protectora.-Con este mtodo se produce el cromado o niquelado dediversos metales. 118. NIQUELADO.Es el procedimiento mediante el cual se recubre la superficie depiezas metlicas con una delgada capa de nquel con finesdecorativos o para protegerlas de la corrosin. Evidentementepara usos en aeronutica, la finalidad del niquelado ser lasegunda de las nombradas.El mtodo electroltico consiste en hacer actuar como ctodo lapieza a niquelar, como nodo placas de nquel puro y elelectrolito ser sulfato de nquel, cloruro de nquel o cidobrico. 119. CROMADO.Es un tratamiento muy difundido que se utiliza para daracabado a la pieza, en cuyo caso se denomina cromadodecorativo o para otorgarle dureza superficial cromado duro;existe tambin el cromado poroso.En todos los casos se efecta por mtodos electrolticos,mediante un bao de anhdrido crmico (llamado vulgarmentecido crmico) y cido sulfrico. 120. COBREADO.Es el revestimiento de piezas metlicas mediante una delgadacapa de cobre con fines generales anticorrosivos. Esteprocedimiento se efecta casi en todos los casos porelectrlisis, actuando la pieza como ctodo dentro de unelectrolito constituido por sales de cobre.A veces se utiliza con el objeto de facilitar la adherencia deotros metales. Por ejemplo, y como fue ya indicado, las piezasde acero no pueden ser cromadas, despus niqueladas y porltimo cromadas. 121. CINCADO.El cincado puede ser aplicado sobre piezas metlicas o no,teniendo por finalidad proteger al material.Este tratamiento puede ser efectuado por inmersin oelectrolticamente. En el primer caso se sumerge la pieza en unbao de cinc fundido y el segundo se efecta en una solucinde sulfato de cinc.La aplicacin ms comn es para proteger de la corrosin alhierro, quedando la pieza con una coloracin brillante conreflejos azulados, perdiendo casi inmediatamente este aspectocon la exposicin al aire, debido a la formacin de hidrxidoque le confiere una coloracin griscea. 122. Principio de la electrolisisCuando conectamos los electrodos con una fuente deenerga (generador de corriente directa), el electrodo que seune al borne positivo del generador es el nodo de laelectrlisis y el electrodo que se une al borne negativo delgenerador es el ctodo de la electrlisis. 123. Baos para cromo decorativo.Acido crmico comercial 200 a 300 gr/ litroAcido sulfrico 1 a 3 gr /litroTemperatura de trabajo de 35 a 45 CDensidad de corriente de 6 a 12 A/dm2Baos para cromo duro.Acido crmico comercial 250 a 400 gr/ litroAcido sulfrico 1 a 2 gr /litroTemperatura de trabajo de 45 a 65 CDensidad de corriente de 15 a 50 A/dm2 124. Baos de nquel mate.Este bao sirve para dar capas gruesas de nquel sobrehierro, cobre, latn y otros metales ( el aluminio es un casoaparte) es un bao muy concentrado que permite trabajarcon corrientes de 8 - 20 amperios por decmetro cuadrado,con el cual se consiguen gruesos capas de nquel entiempos razonables.Sulfato de nquel 200 gramos/lCloruro de nquel 60 gramos/l.Acido borrico 10 gramos/lAjustar el pH para que este entre 4 y 5, si es bajo aadir unpoco de cido sulfrico ( 1 o 2 cm3) si es alto aadir un pocode carbonato de nquel. 125. Niquelado brillante.El niquelado brillante se realiza con un bao de composicinidntica al anterior al que se le aade un abrillantador.Resulta por lo tanto la siguiente composicin.Sulfato de nquel 200 g/lCloruro de nquel 60 g/lAcido brico 10 g/lSacarina 1,5 g/lHumectante 0,5 g/l 126. -INMERSIN: Consiste en recubrir los metales a protegercon otros de menor potencial, es decir, nodos de sacrificio.Para ello se sumerge el metal a proteger en un bao de otrometal fundido. Al sacarlo del bao, el metal se solidificaformando una fina pelcula protectora. Los metales msempleados en estos procedimientos son: Estao (estaado): se utiliza mucho en las latas deconserva (la hojalata). Cinc (galvanizado): es el ms empleado para protegertuberias, vigas, vallas, tornillos y otros objetos de acero. Aluminio (aluminizacin): es muy econmico y de grancalidad. 127. RECUBRIMIENTOS NO METLICOS Es el tipo de proteccin ms difundido en el cual la superficiedel metal es tratada mediante pinturas. Su tecnologa essimple y muy accesible teniendo como desventaja el cuarteode la capa protectora dejando pasar la humedad. La proteccinse verifica de acuerdo a los siguientes mecanismos:Efecto barrera. La pelcula protectora tiene muy bajadifusibilidad del agua y del oxgeno.Proteccin galvnica. Pigmentos que actan como nodos desacrificio.Proteccin qumica. Pigmentos que se vinculan qumicamenteal hierro.Mixta: Es una combinacin de las anteriores 128. -Pinturas y barnices.- Es un mtodo econmico. Precisa quela superficie del material a proteger se encuentre limpia dexidos y grasas. El minio, pintura que contiene en sucomposicin xido de plomo, es uno de los ms empleados.-Plsticos.- Son muy resistentes a la oxidacin. Tienen laventaja de ser muy flexibles, pero tienen poca resistencia alcalor. El ms habitual es el PVC.- Esmaltes y cermicos.- Tiene la ventaja de resistirelevadas temperaturas y desgaste por rozamiento. 129. Proteccin por capa qumica. Se provoca la reaccin delas piezas con un agente qumico que forme compuestos deun pequeo espesor en su superficie, dando lugar a unapelcula protectora por ejemplo. Cromatizado. Se aplica una solucin de cido crmicosobre el metal a proteger, formndose una pelcula de xidode cromo que impide su corrosin. Fosfatacin. Se aplica una solucin de cido fosfrico yfosfatos sobre el metal. Formndose una capa de fosfatosmetlicos sobre el metal, que la protegen del entorno. 130. Anodizacin. Es la formacin de una pelcula de xido duro yno corroble, sobre el aluminio o sus aleaciones, por mtodoselectrolticos, para su proteccin contra la oxidacin. Estacapa llamada "andica", no se deposita sobre la superficie dela pieza sino que se forma hacia su interior por lo que la piezaqueda tal cual fue fabricada, en cuanto a color y terminacin.El proceso de anodizado se realiza conectando como nodo(+) al material a tratar y como ctodo (-) un material inerte; elelectrolito es una solucin de agua y cido sulfrico. 131. Los metales anodizados pueden pintarse o colorearsemediante iones metlicos o anilinas con lo que se obtiene unbrillo metlico en varios colores y con un acabado perfecto.El anodizado proporciona adems la buena terminacin yproteccin contra la corrosin, mayor dureza superficial yresistencia al desgaste. 132. INHIBIDORESEl mtodo consiste en aadir productos qumicos o inhibidoresal electrolito los cuales actan como catalizadoresdisminuyendo la velocidad de la corrosin.Los inhibidores pueden ser: De absorcin: forman una pelcula protectora. Barrenderos: eliminan oxigeno.Los ms utilizados son las sales de cromo, muy empleadas enlos radiadores de los automviles. 133. DISEOQuizs el mtodo ms eficaz para evitar la corrosin esrealizar un buen diseo y eleccin de los materiales aemplear en las aplicaciones industriales. Algunas reglasgenerales que se deben tener en cuenta son:- Analizar los esfuerzos mecnicos a que se sometern losmateriales. Este factor es muy importante cuando seproyecten tuberas y tanques que contengan lquidos.- Deben utilizarse metales prximos en la tabla deelectronegatividad. Si se atornillan metales que no estnprximos en la tabla galvnica se deben usar arandelas nometlicas para evitar contactos elctricos entre estosmateriales 134. -Se recomiendan los depsitos soldados a los remachadospara reducir la corrosin por grietas.- Es necesario evitar concentraciones de tensiones enzonas propensas a la corrosin para prevenir la ruptura porcorrosin debida a esfuerzos, sobre todo con acerosinoxidables, latones y materiales propensos a este tipo defenmeno.- Se deben evitar recodos agudos en redes de tuberas. Enlas zonas den las que el fluido sufre un cambio de direccinse potencia la corrosin por erosin. 135. - El diseo de tanques y recipientes debe favorecer sulimpieza y desage, ya que el estancamiento de sustanciaspropicia la aparicin de fenmenos corrosivos.- Se debe hacer un diseo eficiente de las piezas que seespera se degraden en tiempos breves, para que seanfcilmente reemplazables.- Los sistemas de calefaccin se tienen que disear demanera que no aparezcan zonas puntuales calientes, puestoque los cambios de temperatura favorecen la corrosin 136. -MODIFICACIN DEL ENTORNOLas condiciones ambientales pueden ser muy importantes aldeterminar la gravedad de la corrosin. Algunos mtodosimportantes son:1. Bajar las temperaturas2. Disminuir la velocidad de los lquidos3. Eliminar el oxigeno de los lquidos4. Reducir la concentracin de los iones5. Aadir inhibidores a los electrolitos 137. Uno de los factores determinantes en la velocidad y grado delos procesos de oxidacin son las condiciones ambientales.El control o modificacin de estas condiciones permitircontrolar y minimizar el proceso.Los mtodos ms utilizados son: Disminucin de la temperatura.- con ello se consiguedisminuir la velocidad de reaccin y, por tanto, el riesgo decorrosin 138. Reduccinde la velocidad de un fluido corrosivo.- Seconsigue disminuir la corrosin por erosin. Es muyinteresante cuando se trabaja con metales y aleacionessusceptibles de pasivacin. Es importante evitar lasdisoluciones estancadas. Eliminar el oxigeno de soluciones acuosas.- Minimiza lacorrosin, especialmente en las calderas de agua. Reduccin de la concentracin de iones corrosivos enel electrolito que est corroyendo un metal andico, lo queacarrea una disminucin de la velocidad de corrosin. Muyempleado en aceros inoxidables 139. SELECCIN DE MATERIALES ADECUADOSUno de los mtodos ms comunes de control de la corrosines la utilizacin de materiales que sean resistentes a lacorrosin para un determinado medio. La primera idea esescoger todo un material que no se corroa en el ambienteconsiderado. Se pueden utilizar aceros inoxidables, aluminios,cermicas, polmeros (plsticos), FRP, etc. Cabe recordar queno existen materiales absolutamente inoxidables; hasta elaluminio se puede corroer.Existen, sin embargo algunas reglas generales que sonbastante aceptadas y que pueden ser aplicadas cuando seseleccionan metales y aleaciones resistentes a la corrosin: 140. Combinaciones de metales y medios que proporcionan buena resistencia a la corrosin a bajo costo.1. Acero inoxidable-cido ntrico2. Nquel y aleaciones de nquel-Casticos3. Monel-cido fluorhdrico4. Hastelloy-. cido clorhdrico caliente5. Plomo-cido sulfrico diluido.6. Aluminio-exposicin atmosfrica7. Estao-agua destilada8. Titanio-soluciones calientes altamente oxidantes9. Tntalo-resistencia mxima10. Acero-cido sulfrico concentrado. 141. Recomendaciones a tomar en cuenta:1. Para condiciones no oxidantes o reductoras tales como cidos y soluciones acuosas libres de aire se utilizan frecuentemente aleaciones de nquel y cromo.2. Para condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan cromo.3. Para condiciones altamente oxidantes se aconseja la utilizacin de titanio y sus aleaciones. 142. INFLUENCIA DE LA COMPOSICION QUMICA EN LA RESISTENCIA ALA CORROSIN.Cromo (Cr):Es principal elemento para aleacin en el acero inoxidable, yaque es esencial en la formacin de la capa pasiva. Otroselementos pueden mejorar su eficacia en la formacin y elmantenimiento de este recubrimiento, pero no sustituirla.Cuanto mayor es el tenor de Cr, mayor es la resistencia a lacorrosin.Nquel (Ni):Es el segundo ms importante de los elementos del aceroinoxidable. Eficaz para regenerar la capa pasiva(repasivacin). El Ni estabiliza la austenita en la temperaturaambiente, mejorando la resistencia a la corrosin, ypotencializando la viabilidad del acero inoxidable. 143. Molibdeno (Mo):Mezclado con cromo, es eficaz en la estabilizacin de la capapasiva en la presencia de cloruros. Las adiciones de Moaumentan la resistencia general a la corrosin, por pite y poraberturas en el acero inoxidable.Manganeso (Mn):En cantidades moderadas, tiene el mismo efecto que en laaleacin de nquel, sin embargo, el cambio de Ni con Mn no esprctico. Para mejorar la plasticidad por calor, el Mn mezclacon S (azufre) creando sulfetos de manganeso. 144. Carbono(C):Porcentajes de 0,03% de C proporcionan una mayorresistencia a la corrosin de los aceros inoxidables. Es unelemento que otorga tratamiento trmico de temple de losaceros martensticos, y promueve mayor resistencia mecnicaen aplicaciones por alta temperatura. El C es perjudicial a laresistencia a la corrosin debido a su reaccin con Cr (Cromo),en el caso de otras aplicaciones. En los aceros ferrticos, elaumento de porcentaje de C provoca una disminucin en latenacidad.Titanio (Ti), Niobio (Nb) y Tntalo (Ta):Todos estos elementos se aaden a los de aceros inoxidablespor su mayor afinidad con el C, evitando la precipitacin y laformacin de carburos de cromo, lo que aumenta la resistenciaa la corrosin intergranular. 145. DEGRADACION DE POLIMEROSEl termino degradacin significa destruccin de la estructura. Ladegradacin de un polmero puede acarrear:a. Su disolucinb. Engrosamiento (Hinchamiento)c. Prdida de propiedades mecnicasd. Alteracin del colore. Inestabilidad trmicaf. Prdida de peso o desmoronamiento estructural, Bajo la influencia de uno o ms factores ambientales, como: calor , luz o sustancias qumicas tales como cidos , lcalis y algunos sales. 146. Estos cambios generalmente son indeseables, tales comogrietas y la desintegracin qumica de los productos o, msraramente, deseable, como en la biodegradacin , odeliberadamente reducir el peso molecular de un polmero dereciclaje. Los cambios en las propiedades a menudo sedenominan "envejecimiento". 147. Un polmero puede tener diversos cambios fsicos o qumicos:1.- FSICOS: decoloracin, prdida de brillo superficial,formacin de grietas, superficies untuosas, erosin superficialy prdida de propiedades como resistencia a la traccin-deformacin2.- QUMICOS: rotura de cadenas, eliminacin de cadenas delos extremos (despolimerizacin) , eliminacin de gruposlaterales, reacciones de entrecruzamiento, etc.Cada agente externo que conduce a la degradacin delpolmero da lugar a un mecanismo diferente de degradacin (ymodifica la estructura del polmero). 148. FOTODEGRADACION. La rotura de los enlaces covalentesdebido a la radiacin UV (72 -100 Kcal) pueden ocasionar elamarilleo y fragilidad de los polmeros orgnicos.DEGRADACION TERMICA. La ruptura hemoltica de losenlaces covalentes de la cadena o de los grupos laterales,provocada por el aumento de la temperatura.DEGRADACION OXIDATIVA. El oxgeno originaradicales libres en el polmero, que pueden dar todo tipo dereacciones secundarias degradativas (perxidos que luego sedescomponen). El oxgeno o el ozono, pueden reaccionar conlos polmeros provocando o favoreciendo su escisin. 149. DEGRADACIN HIDROLTICA. Al entrar en contacto elmaterial con un medio acuoso, el agua penetra en la matrizpolimrica y provoca hinchamiento, ruptura de puentes dehidrgeno intermoleculares, hidratacin de las molculas yfinalmente la hidrlisis de los enlaces inestables.DISOLUCION. Se produce cuando el polmero escompletamente soluble en el disolvente. Cuando mayor sea elparecido entre la estructura qumica del soluto y la delpolmero, mayor probabilidad habr de que se produzca elhinchamiento o la disolucin.BIODEGRADACIN. Se debe a la accin de organismos vivoscomo bacterias, hongos, levaduras y sus enzimas queconsumen una sustancia polimrica como una fuente dealimento tal que su forma original desaparece. 150. FOTODEGRADACINAunque gran parte de la radiacin solar es absorbida por laatmsfera, la comprendida entre los 280 y 400 nm alcanza lasuperficie terrestre (UV). Puesto que la energa de estaradiacin va de 72 a 100 Kcal, es suficiente para producir larotura de los enlaces covalentes y ocasionar el amarilleo yfragilidad de los polmeros orgnicos.El polietileno, PVC, poliestireno, los polisteres y el propilenose degradan cuando se someten a longitudes de onda de 300,310, 319, 325 y 370 nm, respectivamente. As, la mayora deestos polmeros se fabrican con una gran cantidad de aditivospara evitar la descomposicin por fotodegradacin. 151. DEGRADACIN TRMICAEl calor conlleva a la ruptura hemoltica de los enlacescovalentes de la cadena o de los grupos laterales, provocadapor el aumento de la temperatura. Tras la ruptura del enlace,las reacciones que se dan dependen de la actividad de cadaradical (como es obvio, a ms temperatura, mayor es ladegradacin).Los polmeros trmicamente estables se obtienen segn dosvas: aumentando su rigidez, o su cristalinidad. Esto seconsigue con la inclusin de grupos rgidos y voluminosos(anillos) en la cadena, y tambin con polmeros estreoregulares. As se aumenta, adems, la temperatura detransicin vtrea, con lo que se incrementa su resistenciatrmica. 152. El aumento de la agitacin molecular, provocada por unaabsorcin de energa calorfica, disminuye la fuerza de losenlaces que pueden llegar a romperse.En algunos casos, las reacciones qumicas que se producenhacen aparecer productos gaseosos, lo que se traduce enuna prdida de peso del material.Cuanto mayor sea la fuerza de los enlaces de un materialpolimrico mayor ser su estabilidad trmica. 153. DEGRADACIN OXIDATIVAConsiste en el ataque del oxgeno activo sobre el polmero; enel fondo, es una reaccin orgnica de oxidacin-reduccin.Como en la degradacin trmica, el oxgeno originaradicales libres en el polmero, que pueden dar todo tipo dereacciones secundarias degradativas. En general, lospolmeros dinicos o con carbonos terciarios son los menosresistentes al oxgeno radicalario debido a la reactividad de loscarbonos acrlicos y terciarios.Este tipo de degradacin ha sido muy estudiada enpoliolefinas y depende claramente de la concentracin de O2.En una primera etapa, el oxgeno se fija en los carbonossusceptibles que hay en la cadena, y se forma un perxidoque se descompone a acetona o aldehdo. 154. DEGRADACIN HIDROLTICAAl entrar en contacto el material con un medio acuoso, el aguapenetra en la matriz polimrica y provoca hinchamiento,ruptura de puentes de hidrgeno intermoleculares, hidratacinde las molculas y finalmente la hidrlisis de los enlacesinestables.La ruptura por hidrlisis de los grupos funcionales puedeocurrir tanto en los grupos de la cadena principal como en lossustituyentes laterales. Sin embargo, el concepto degradacinde polmeros se asocia a una disminucin del peso molecular,por lo que es necesario que la cadena principal se rompa porvarios puntos. 155. Factores que influyen en la degradacin hidroltica de lospolmeros:A) Naturaleza de los grupos funcionales. Existe unarelacin directa entre la sensibilidad del grupo a la hidrlisis yla degradabilidad del polmero. Sin embargo, otros factorestienen una influencia considerable y pueden alterar elcomportamiento de un material polimricopredecible.B) Permeabilidad al agua y solubilidad (hidroflicos-hidrofbicos). Depende del carcter hidroflico de los gruposfuncionales, del nmero de stos, y de su accesibilidad (factorde vital importancia). Cuando la velocidad de absorcin deagua es superior a la velocidad de hidrlisis, ocurre unadegradacin en masa, y al revs, tiene lugar una degradacinSuperficial. 156. C) Factores fsico-qumicos: intercambio inico, fuerzainica, pH. La velocidad de degradacin de un polmero esfuncin del medio de incubacin. Generalmente el procesode degradacin puede ser activado o ralentizado por uncambio en el pH del medio.D) Cristalino-amorfo. La morfologa del polmero es de granimportancia, ya que la fase amorfa es mucho ms accesible alagua que la cristalina. As, los polmeros biodegradablessuelen ser semicristalinos, y es frecuente que en las primerasfases de degradacin aumente el porcentaje de cristalinidaddel polmero. 157. E) Temperatura de transicin vtrea (Tg). La rigidez o laflexibilidad del polmero es consecuencia de la movilidad desus molculas, que depende a su vez de la temperatura delexperimento y de la Tg del polmero. Cuando se incuba unpolmero en un tampn, su Tg queda afectada por el efectoplastificante causado por la penetracin del agua en la matrizdel polmero. Reed (1981) demostr que la velocidad dehidrlisis aumenta de forma significativa cuando el polmero seencuentra por encima de su Tg.F) Peso molecular y estructura qumica (naturaleza de losenlaces hidrolticamente inestables).G) Aditivos: cidos, bsicos, monmeros, plastificantes,monmeros, frmacosH) Esterilizacin, ubicacin del implante 158. DISOLUCINLa disolucin puede considerarse una continuacin delhinchamiento, que se produce cuando el polmero escompletamente soluble en el disolvente.Cuando mayor sea el parecido entre la estructura qumica delsoluto y la del polmero, mayor probabilidad habr de que seproduzca el hinchamiento o la disolucin. Al igual que en elhinchamiento, un bajo peso molecular, poco entrecruzamientocristalino y el aumento de temperatura son factores quefavorecen la disolucin.En general, los polmeros, especialmente los fluorocarbonos y elPVC, son ms resistentes que los metales a los ataques dedisoluciones cidas y alcalinas. 159. ROTURA DE ENLACES. La rotura de enlaces en las cadenas moleculares, lo que sedenomina escisin, produce una disminucin del peso moleculardel polmero, que disminuye apreciablemente sus cualidadesfsicas y qumicas.La rotura del enlace puede producirse como consecuencia deradiaciones incidentes de energa trmica o de reaccionesqumicas. 160. RADIACION.Algunos tipos de radiacin incidente sobre el polmero tieneenerga suficiente para desplazar electrones de sus tomos,produciendo su ionizacin y, por consiguiente, la rotura deenlaces.Algunos ejemplos de estos tipos de radiacin son: haces deelectrones, rayos X, rayos , rayos y radiacin ultravioleta. Sinembargo, el efecto de estas radiaciones no es idntico en todoslos caso. Por ejemplo, la radiacin se utiliza para aumentar elentrecruzamiento del polietileno, con el fin de aumentar suestabilidad trmica.Mediante la adicin de estabilizantes puede aumentarse laproteccin del polmero a las radiaciones, en particular a laradiacin ultravioleta. 161. REACCIONES QUIMICAS.Determinados elementos o compuestos, tales como el oxgenoo el ozono, pueden reaccionar con los polmeros provocando ofavoreciendo su escisin.Este fenmeno es esencialmente importante en el cauchovulcanizado, en el que, tras cierto tiempo de exposicin alagente agresivo, las escisiones producidos en la estructura delmaterial provocando su agrietamiento. 162. BIODEGRADACINSe aplica este trmino cuando las transformaciones y eldeterioro del polmero se debe a la accin de organismos vivos:el proceso est catalizado por la accin de hongos, bacterias,etc. y enzimas segregados por stos. Al suceder en mediosacuosos, en ocasiones biodegradacin y degradacin hidrolticavan de la mano.La biodegradacin comienza por la colonizacin de la superficiedel polmero por bacterias y hongos. La unin a su superficiedepende de factores tales como la tensin superficial, porosidady textura superficial. Los polmeros compactos (p.e. sintticosestereo regulares y con unidades repetitivas pequeas) sonmenos biodegradables, puesto que las enzimas son menosaccesibles a los grupos hidrolizables. 163. El ataque de microbios se aprovecha para producir polmerosbiodegradables, as se eliminan materiales de desperdicio. Lospolmeros como los celulsicos se pueden dividir fcilmente enmolculas con peso molecular bajo, por tanto sonbiodegradables, obviamente los polmeros producidos a partirde bacterias son biodegradables tambin.Sin embargo, ciertos polmeros incluidos los polisteres, lospoliuretanos, los plsticos celulsicos y el cloruro de poliviniloplastificado son particularmente vulnerables a la degradacinmicrobiana. Estos polmeros pueden fragmentarse enmolculas de bajo peso molecular por radiacin o por ataquequmico hasta que son suficientemente pequeos para seringeridos por los microbios. 164. La biodegradacin exige la conversin completa del polmeroen bixido de carbono, agua, sales inorgnicas y otrospequeos subproductos resultantes de la ingestion delmaterial por parte de las bacterias. Los polmeros del tipo delos celulsicos se pueden fragmentar fcilmente enmolculas con pesos moleculares bajos y son, por tanto,biodegradables.Adems, se producen polmeros especiales para su rpidadegradacin; un ejemplo es un copolimero de polietileno y delalmidn. Las bacterias atacan la porcin de almidn delpolmero y reducen el peso molecular del polietileno restante. 165. CORROSION DE CERAMICASLos materiales cermicos estn constituidos porcombinaciones de elementos metlicos y no metlicos, y sonaltamente resistentes a la corrosin en la mayora de medios,especialmente a temperatura ambiente.En general, la corrosin de las cermicas se produce pormecanismos qumicos, mediante disolucin de los elementosmetlicos y no metlicos, por lo que puede admitirse que ya seencuentran corrodos, por lo que resultan casi inmunes aprocesos de oxidacin ulteriores. Por este motivo, se utilizanmateriales cermicos en aquellos casos donde se requiere unaelevada estabilidad y resistencia a la corrosin a altastemperaturas. 166. Los cermicos son productos ya quemados y corrodos y, enconsecuencia, no pueden someterse a otra degradacin deeste tipo (oxidaciones, combustiones y corrosiones)constituyendo unos excelentes materiales inoxidables yrefractarios.Los materiales cermicos refractarios, adems de ser aislantestrmicos y estables a altas temperaturas, deben resistir elataque de diversos agentes agresivos, como los que seencuentran en diversas sales o en las escorias.Tambin se utilizan sistemticamente vidrios y otros materialescermicos cuando se requiere una altsima estabilidad trmicaa temperaturas muy elevadas. 167. Fallas mecnicas en los materiales cermicos.Los cermicos son frgiles por imperfecciones como grietas,porosidad e inclusiones extraas, se intensifica la fracturafrgil que es una falla mecnica, los defectos varan entamao, forma y orientacin.La fractura frgil es cualquier grieta o imperfeccin que limitala capacidad de un cermico a resistir un esfuerzo.La fractura frgil tiene un tratamiento estadstico. existenmtodos para mejorar la tenacidad que resultan en una mayorresistencia a la fractura y en esfuerzos mayores, un mtodo esel de rodear las partculas frgiles con un material motriz mssuave y tenaz. 168. CORROSIN DE ALGUNOS CERMICOS CRISTALINOS.Los xidos tales como la slice (SiO2) y la almina (Al2O3) nopresentan problemas de oxidacin por estar ya oxidados. Laprincipal limitacin de estos compuestos como materialesde construccin para altas temperaturas, est en sus altoscoeficientes de expansin, lo que los hace poco resistentes agrandes cambios de temperatura.La resistencia a la oxidacin de los nitruros no es elevada,pero puede elevarse debido a la formacin de capas de xidoprotectores de algunos de sus componentes: el nitruro desilicio, debido a la formacin de una pelcula superficial deslice, soporta temperaturas de hasta 1.500C sin degradarse. 169. El carburo de silicio es el nico carburo que puede ser usadohasta temperaturas de 1.300C a 1.600C sin degradarse. Losdems carburos presentan baja resistencia a la oxidacin.Los boruros presentan una buena resistencia a la oxidacin.Los siliciuros tienen una buena resistencia a la oxidacin,especialmente el disiliciuro de molibdeno (MoSi2) que puedeusarse como elemento calefactor en aire hasta 1.800C.El cuarzo no es atacado a temperatura ambiente por loscidos clorhdrico, ntrico o sulfrico (pero como todos loscompuestos de slice, es atacado por el cido fluorhdrico),pero es atacado, aunque lentamente, por soluciones alcalinas.A temperaturas elevadas el cuarzo es atacado por solucionesde NaOH, KOH, Na2CO3, silicatos de sodio y soluciones debrax. 170. Los carburos y nitruros de metales de transicin sonqumicamente estables a temperatura ambiente pero muestranalgn ataque en soluciones concentradas de cido.Los materiales vtreos se corroen, principalmente, por laaccin de medios acuosos. En general, los vidrios con altoscontenidos en slice (>96% SiO2), as como los basados enaluminosilicatos o en borosilicatos, muestran excelenteresistencia a la corrosin en una amplia variedad de medioscorrosivos.Los vidrios basados en silicatos son menos resistentes ensoluciones alcalinas que en soluciones cidas. 171. CORROSIN DE VIDRIOSLos materiales vtreos se corroen, principalmente, por laaccin de medios acuosos. En general, los vidrios con altoscontenidos en slice (>96% SiO2), as como los basados enaluminosilicatos o en borosilicatos, muestran excelenteresistencia a la corrosin en una amplia variedad de medioscorrosivos.Los vidrios basados en silicatos son menos resistentes ensoluciones alcalinas que en soluciones cidas. 172. Dentro de los vidrios ms comnmente utilizados, el ordencreciente de corrosin segn sus agregados es el siguiente: para vidrios resistentes Alto slice < aluminosiclicatos