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LA CORROSIÓNLa corrosión se define como la destrucción o deterioro de un material debido a su
reacción con el medio que lo rodea. La velocidad a la que un material se degrada
es lenta y continúa, todo dependiendo del ambiente donde se encuentre. A medida
que pasa el tiempo se va creando una capa fina de material en la superficie, que
va formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a aparecer
imperfecciones en la superficie del material (metálico o cerámico). A este proceso
se le conoce como corrosión.
Desde que el hombre empezó a utilizar instrumentos de metal se enfrentó a la
corrosión y, aunque con el avance de los conocimientos ha podido defenderse
mejor de ella, es un problema permanente. Los países industrializados invierten
enormes sumas en la investigación y aplicación de métodos para prevenir la
corrosión.
En la vida diaria con frecuencia se considera a la corrosión de los metales como
algo molesto que se debe prevenir y evitar. La preocupación fundamental es,
sobre todo, por los objetos expuestos al medio ambiente, principalmente cuando
este medio ambiente corresponde a un clima húmedo y cálido.
Además, hay que aclarar que la corrosión no es un hecho trivial, sino que,
mundialmente, es uno de los fenómenos más trascendentales en la economía de
toda sociedad. En términos generales de acuerdo con la Secretaria General de la
Organización de los Estados Americanos (OEA, al Programa Regional Desarrollo
Científico y Tecnológico), los perjuicios causados por la corrosión equivalen del
1.5 al 3.5% del Producto Nacional Bruto en numerosos países.
Si no existiera la corrosión, la economía del mundo cambiaría radicalmente. Desde
los complejos industriales hasta los equipos del hogar estarían a salvo. El acero
inoxidable y la hojalata no serían imprescindibles. El cobre se usaría solamente en
conductores eléctricos. Muchas aleaciones caerían en desuso y las pinturas
anticorrosivas no tendrían razón de ser.
FORMAS DE CORROSIÓNPara evaluar los daños producidos por la corrosión es muy conveniente
clasificarlos de acuerdo a la apariencia del metal corroído. Dentro de las formas
más comunes están:
La "Corrosión superficial" Es la forma más benigna o menos peligrosa pues el
material se va gastando gradualmente extendiéndose en forma homogénea sobre
toda la superficie metálica y su penetración media es igual en todos los puntos. Un
ataque de este tipo permite evaluar fácilmente y con bastante exactitud la vida de
servicio de los materiales expuestos a él.
En la “Corrosión Galvánica” se puede producir un daño severo cuando dos o más
metales distintos se acoplan eléctricamente. Esto se conoce como corrosión
galvánica y resulta por la existencia de una diferencia de potencial entre los
metales acoplados que causa un flujo de corriente entre ellos.
“Corrosión por picaduras” En esta corrosión el ataque esta confinado a muchas
cavidades pequeñas en la superficie del metal. Las cavidades que se forman
pueden variar en cantidad, tamaño y forma. Las picaduras pueden contribuir de
manera importante a una falla general, en componentes sujetos a esfuerzos muy
altos, dando como consecuencia la falla por corrosión bajo tensión. El picado se
puede presentar en varios metales y aleaciones, pero los aceros inoxidables y las
aleaciones de aluminio son susceptibles en especial a este tipo de degradación.
La “Corrosión a altas temperaturas” da lugar a las formas de corrosión por altas
temperaturas en donde se originan las posibles fallas por la difusión de fases
sólidas en el metal, con lo cual se modifica la aleación original y se posibilita el
ataque selectivo.
La “Corrosión electroquímica” es un proceso espontáneo que denota siempre la
existencia de una zona anódica (la que sufre la corrosión), una zona catódica y un
electrolito. Es imprescindible la existencia de estos tres elementos, además de una
buena unión eléctrica entre ánodos y cátodos, para que este tipo de corrosión
pueda tener lugar.
FORMAS DE COMBATIR LA CORROSIÓNExisten muchas formas de combatir la corrosión; sin embargo, no todas son lo
suficientemente efectivas y es por ello que la investigación en este campo se
continúa desarrollando. Dentro de los métodos más comunes para el control de la
corrosión se encuentran (ver descripción más completa en apéndice A): la
Protección catódica, Protección catódica con corriente impresa, Protección
catódica con ánodos de sacrificio, Protección activa, Protección pasiva y el uso de
inhibidores de corrosión.
Dado que el objetivo de este trabajo se centra principalmente en el uso de
inhibidores de corrosión, es a este tema que se le da mayor importancia para su
descripción posterior.
INHIBIDORES DE CORROSIÓNUna práctica comúnmente utilizada para el control del deterioro de instalaciones
industriales, equipos, maquinarias y estructuras de diversa índole es el uso de
inhibidores de corrosión, que al ser añadidos en pequeñas cantidades en un
ambiente determinado (líquido o gaseoso) reduce la acción nociva que ejerce el
medio sobre el material.
El principio del funcionamiento de los inhibidores es formar en la superficie misma
del material expuesto a la corrosión, ya sea un compuesto insoluble o la fijación de
una determinada materia orgánica, con el objeto de polarizar la celda de corrosión
y disminuir la velocidad de degradación del metal. Los inhibidores pueden
clasificarse en pasivantes, anódicos, y catódicos, de acuerdo a la reacción que
inhiben preferencialmente, o bien, de acuerdo a su composición química, esta
clasificación es más aceptada para los compuestos que son de tipo orgánico. A
continuación se describirán los tipos de inhibidores más importantes por su forma
de acción sobre el sistema en corrosión.
Inhibidores pasivantesEstos causan un cambio del potencial de corrosión, forzando la superficie metálica
a presentar una conducta pasiva ante la corrosión. Los ejemplos de los inhibidores
que provocan pasividad son aniones oxidantes, tales como iones del cromato, del
nitrito y del nitrato y los no oxidantes tales como fosfato y molibdato.
Inhibidores anódicosLos inhibidores anódicos actúan formando un compuesto insoluble, el cual
precipita en los lugares anódicos, evitando la reacción anódica y por lo tanto,
inhibiendo todavía más la corrosión. Algunos de los inhibidores anódicos más
conocidos son hidróxido sódico, carbonato, silicato y borato de sodio, ciertos
fosfatos, cromato sódico, nitrito y benzoato de sodio, entre otros.
Inhibidores catódicos.Los inhibidores catódicos, a diferencia de los anódicos, actúan sobre toda la
superficie y son menos eficaces. Disminuyen la corrosión mediante la formación
de una capa o película de alta resistencia eléctrica sobre la superficie, la cual
funciona como una barrera para la corriente de corrosión. Algunos inhibidores
catódicos, son iones tales como calcio, cinc o magnesio, se pueden precipitar
como óxidos para formar una capa protectora en el metal.
Inhibidores orgánicos.Los inhibidores orgánicos son generalmente protectores en soluciones neutrales y
alcalinas, pero ofrecen poca o ninguna protección en presencia de ácidos,
salmueras y medios reductores. En tales circunstancias, los compuestos orgánicos
polares y los materiales orgánicos coloidales son los más utilizados como
inhibidores. Los inhibidores orgánicos protegen al metal mediante una película
hidrofóbica en la superficie del metal. Los inhibidores serán fijados por adsorción
según la carga iónica del inhibidor y la carga en la superficie
PROTECCION CATODICALa protección catódica es una técnica de control de la corrosión, que está siendo
aplicada cada día con mayor éxito en el mundo entero, en que cada día se hacen
necesarias nuevas instalaciones de ductos para transportar petróleo, productos
terminados, agua; así como para tanques de almacenamientos, cables eléctricos y
telefónicos enterrados y otras instalaciones importantes.
En la práctica se puede aplicar protección catódica en metales como acero, cobre,
plomo, latón, y aluminio, contra la corrosión en todos los suelos y, en casi todos
los medios acuosos. De igual manera, se puede eliminar el agrietamiento por
corrosión bajo tensiones por corrosión, corrosión intergranular, picaduras o
tanques generalizados.
Como condición fundamental las estructuras componentes del objeto a proteger y
del elemento de sacrificio o ayuda, deben mantenerse en contacto eléctrico e
inmerso en un electrolito.
INICIOS DE LA PROTECCION CATODICAAproximadamente la protección catódica presenta sus primeros avances, en el
año 1824, en que Sir. Humphrey Davy, recomienda la protección del cobre de las
embarcaciones, uniéndolo con hierro o zinc; habiéndose obtenido una apreciable
reducción del ataque al cobre, a pesar de que se presento el problema de
ensuciamiento por la proliferación de organismos marinos, habiéndose rechazado
el sistema por problemas de navegación.
En 1850 y después de un largo período de estancamiento la marina Canadiense
mediante un empleo adecuado de pinturas con antiorganismos y anticorrosivos
demostró que era factible la protección catódica de embarcaciones con mucha
economía en los costos y en el mantenimiento.
FUNDAMENTO DE LA PROTECCION CATODICALuego de analizadas algunas condiciones especialmente desde el punto de vista
electroquímico dando como resultado la realidad física de la corrosión, después de
estudiar la existencia y comportamiento de áreas específicas como Ánodo-Cátodo-
Electrólito y el mecanismo mismo de movimiento de electrones y iones, llega a ser
obvio que si cada fracción del metal expuesto de una tubería o una estructura
construida de tal forma de coleccionar corriente, dicha estructura no se corroerá
porque sería un cátodo.
La protección catódica realiza exactamente lo expuesto forzando la corriente de
una fuente externa, sobre toda la superficie de la estructura.
Mientras que la cantidad de corriente que fluye, sea ajustada apropiadamente
venciendo la corriente de corrosión y, descargándose desde todas las áreas
anódicas, existirá un flujo neto de corriente sobre la superficie, llegando a ser toda
la superficie un cátodo.
Para que la corriente sea forzada sobre la estructura, es necesario que la
diferencia de potencial del sistema aplicado sea mayor que la diferencia de
potencial de las microceldas de corrosión originales.
COMO FUNCIONA LA PROTECCION CATODICALa protección catódica funciona gracias a la descarga de corriente desde una
cama de ánodos hacia tierra y dichos materiales están sujetos a corrosión, por lo
que es deseable que dichos materiales se desgasten (se corroan)a menores
velocidades que los materiales que protegemos.
Teóricamente, se establece que el mecanismo consiste en polarizar el cátodo,
llevándolo mediante el empleo de una corriente externa, más allá del potencial de
corrosión, hasta alcanzar por lo menos el potencial del ánodo en circuito abierto,
adquiriendo ambos el mismo potencial eliminándose la corrosión del sitio.
SISTEMAS DE PROTECCION CATODICAÁnodo galvánicoSe fundamenta en el mismo principio de la corrosión galvánica, en la que un metal
más activo es anódico con respecto a otro más noble, corroyéndose el metal
anódico.
En la protección catódica con ánodo galvánicos, se utilizan metales fuertemente
anódicos conectados a la tubería a proteger, dando origen al sacrificio de dichos
metales por corrosión, descargando suficiente corriente, para la protección de la
tubería.
La diferencia de potencial existente entre el metal anódico y la tubería a proteger,
es de bajo valor porque este sistema se usa para pequeños requerimientos de
corriente, pequeñas estructuras y en medio de baja resistividad.
Características de un ánodo de sacrificio Debe tener un potencial de disolución lo suficientemente negativo, para
polarizar la estructura de acero (metal que normalmente se protege) a -
0.8 V. Sin embargo el potencial no debe de ser excesivamente
negativo, ya que eso motivaría un gasto superior, con un innecesario
paso de corriente. El potencial práctico de disolución puede estar
comprendido entre -0.95 a -1.7 V;
Corriente suficientemente elevada, por unidad de peso de material
consumido;
Buen comportamiento de polarización anódica a través del tiempo;
Bajo costo.
Tipos de ánodosConsiderando que el flujo de corriente se origina en la diferencia de potencial
existente entre el metal a proteger y el ánodo, éste último deberá ocupar una
posición más elevada en la tabla de potencias (serie electroquímica o serie
galvánica).
Los ánodos galvánicos que con mayor frecuencia se utilizan en la protección
catódica son: Magnesio, Zinc, Aluminio.
Magnesio: Los ánodos de Magnesio tienen un alto potencial con respecto al hierro
y están libres de pasivación. Están diseñados para obtener el máximo
endimiento posible, en su función de protección catódica. Los ánodos de
Magnesio son apropiados para oleoductos, pozos, tanques de almacenamiento de
agua, incluso para cualquier estructura que requiera protección catódica temporal.
Se utilizan en estructuras metálicas enterradas en suelo de baja resistividad hasta
3000 ohmio-cm.
Zinc: Para estructura metálica inmersas en agua de mar o en suelo con
resistividad eléctrica de hasta 1000 ohm-cm.
Aluminio: Para estructuras inmersas en agua de mar.
Relleno Backfill:Para mejorar las condiciones de operación de los ánodos en sistemas enterrados,
se utilizan algunos rellenos entre ellos el de Backfill especialmente con ánodos de
Zinc y Magnesio, estos productos químicos rodean completamente el ánodo
produciendo algunos beneficios como:
Promover mayor eficiencia;
Desgaste homogéneo del ánodo;
Evita efectos negativos de los elementos del suelo sobre el ánodo;
Absorben humedad del suelo manteniendo dicha humedad permanente.
La composición típica del Backfill para ánodos galvánicos está constituida por
yeso (CaSO4), bentonita, sulfato de sodio, y la resistividad de la mezcla varía
entre 50 a 250 ohm-cm.
PROTECCION ANODICAo La protección anódica es un método que consiste en recubrir un metal con
una fina capa de óxido para que no se corroa.
o Existen metales como el aluminio que al contacto con el aire son capaces
de generar espontáneamente esta capa de óxido, y se hacen resistentes a
la corrosión.
o Tiene que ser adherente y muy firme de lo contrario no serviría de nada.
Mediante la protección anódica se consigue: Mantener una aleación pasivable con ayuda de un potenciostato.
Solo es aplicable a la protección de aleaciones pasivables que exhiban un
amplio rango de pasividad.
Equipamiento costoso y difícil de mantener.
Su rango de aplicación es menor que el de otros métodos, aunque en
algunos casos es la única técnica que puede ser utilizada con éxito.
Si falla la aleación se corroe en la región activa
Aplicabilidad Se suele utilizar para proteger tanques de almacenamiento de ácidos.
En USA se limita a la protección de aceros en HSO.
No es recomendable cuando el medio es HCL o CL pueden aparecer
fenómenos de corrosión localizados durante la polarización anódica.
Tanques de aceros al carbono con protección anódica mas económicas que
de aceros inoxidables sin protección.
SELECCIÓN DE MATERIALES La selección de los materiales es un factor de la corrosión.
Para condiciones no oxidantes o reductoras tales como ácidos y soluciones
acuosas libres de aire. Se utilizan frecuentemente aleaciones de NI y Cr.
Para condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan Cr.
Para condiciones altamente oxidantes se aconseja la utilización de Ni.
Los elementos cerámicos poseen buena resistencia a la corrosión y a las
altas temperaturas pero son quebradizos, su utilización se restringe a
procesos que no incluyan riesgos.
PROTECCION ANODICA VS CATODICA
Inhibidores de Corrosión.El fenómeno de corrosión es indeseable puesto que genera numerosas pérdidas
económicas, asociadas a la disminución de la vida útil de los materiales, por ello
se han desarrollado una serie de estrategias para minimizar, en la medida de lo
posible, la corrosión de los materiales. En este ámbito el uso de inhibidores
químicos para disminuir la velocidad de corrosión está ampliamente extendido. En
la extracción de petróleo y su procesamiento los inhibidores siempre se han
considerado como la primera línea de defensa en contra de la corrosión. En los
últimos años un gran número de estudios científicos se han dedicado al tema de
los inhibidores de corrosión, sin embargo la mayoría de estos estudios se han
desarrollado en base a experimentos de ensayo y error, por lo que las teorías o
ecuaciones para guiar el desarrollo de inhibidores son inexistentes o muy limitadas
(Pierre, 2007).
Por definición, un inhibidor es una sustancia química, que al ser añadida a un
medio corrosivo disminuye efectivamente la velocidad de corrosión hasta un nivel
aceptable (Uhlig, 2011). Los inhibidores de corrosión suelen usarse a bajas
concentraciones. Un inhibidor no solo debe mitigar la velocidad corrosión, además
debe ser compatible con el ambiente. Estudios sugieren que la velocidad de
corrosión disminuye a medida que aumenta la concentración del inhibidor con un
comportamiento que se asemeja a las isotermas de adsorción (Sastri, 2011). Un
parámetro comúnmente utilizado para la evaluación de inhibidores es la eficiencia
del inhibidor, la cual es el cociente de la diferencia entre la velocidad de corrosión
de una muestra con inhibidor y otra libre de inhibidor, con respecto a la que no
posee inhibidor.
En general, la eficiencia del inhibidor se incrementa con el aumento de la
concentración del inhibidor (Pierre, 2007).
Los inhibidores pueden ser compuestos orgánicos o inorgánicos, y usualmente se
encuentran disueltos en entornos acuosos. Entre los inhibidores inorgánicos más
eficaces se encuentran cromatos, nitritos, silicatos, carbonatos, fosfatos, sulfatos y
arseniatos. Mientras que entren los inhibidores orgánicos se incluyen aminas,
compuestos heterocíclicos de nitrógeno, compuestos de azufre y algunos
compuestos naturales como por ejemplo las proteínas (Davis, 2000).
Algunos criterios deben tomarse en cuenta a la hora de realizar la selección de un
inhibidor de corrosión. El primer criterio que se debe utilizar es el factor
económico, inhibidores menos costosos son siempre deseables, además otro
punto importante a considerar es el efecto que puede producir el inhibidor sobre la
salud de las personas y el ambiente. Desafortunadamente, la mayoría de los
inhibidores eficaces de la corrosión son compuestos sintéticos con alto costo y al
mismo tiempo, el uso de tales compuestos puede ocasionar daños a los seres
humanos y al medio ambiente (El-Etre, 2008).
Clasificación de los Inhibidores.Los inhibidores han sido clasificados de diferentes maneras, por ejemplo, de
acuerdo a su funcionalidad química. Sin embargo, el esquema de clasificación
más difundido se basa en el modo de interacción de los inhibidores con el material
y con el medio. Desde este punto de vista existen básicamente dos vías en las
que el inhibidor puede mitigar la corrosión, lo cual da lugar a dos grupos de
inhibidores: los inhibidores de adsorción y los inhibidores modificadores de
ambiente (Sastri, 2011).
Los inhibidores de adsorción son aquellos que reducen la velocidad de corrosión
mediante la formación de una capa de moléculas que se adsorbe sobre la
superficie del metal (Kopeliovich, 2009), lo cual dificulta el contacto entre su
superficie y el medio corrosivo. Los inhibidores de adsorción pueden ser anódicos,
catódicos o mixtos dependiendo de la reacción electroquímica que bloquean
(Godínez, 2003).
Por otra parte los inhibidores modificadores de ambiente controlan la corrosión
removiendo las especies corrosivas presentes en el medio, lo cual previene el
ataque del metal (Uhlig, 2011).
Mecanismo de Acción de los Inhibidores.El mecanismo de inhibición puede en general corresponder a un mecanismo de
inhibición en la intercara o un mecanismo de inhibición en la interfase. El
mecanismo de inhibición en la intercara implica la adsorción del inhibidor en la
superficie del metal, para formar una estructura que es capaz de retardar las semi-
reacciones de corrosión; mientras que el mecanismo de inhibición en la interfase
se basa en el bloqueo de las reacciones de corrosión mediante la formación de
películas multimoleculares (Godínez, 2003). La Figura 3 ilustra el mecanismo de
acción de los inhibidores.
CORROSION ATMOSFERICAUno de los factores que determina primariamente la intensidad del fenómeno
corrosivo en la atmósfera es la composición química de la misma. El S02 y el NaCl
son los agentes corrosivos más comunes de la atmósfera. El NaCl se incorpora a
la atmósfera desde el mar. Lejos de éste, la contaminación atmosférica depende
de la presencia de industrias y núcleos de población, siendo el contaminante
principal por su frecuencia de incidencia sobre el proceso corrosivo el dióxido de
azufre (S02), proveniente del empleo de combustibles sólidos y líquidos que
contienen azufre.
PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
La corrosión atmosférica es la causa más frecuente de la destrucción de los
metales y aleaciones.
El mecanismo de corrosión es de naturaleza electroquímica. El electrolito es una
capa de humedad sobre la superficie del metal cuyo espesor varía desde capas
muy delgadas (invisibles) hasta capas que mojan perceptiblemente el metal. La
duración del proceso de corrosión depende sobre todo del tiempo durante el cual
la capa de humedad permanece sobre la superficie metálica.
Como el mecanismo de corrosión es electroquímico, su característica principal es
la presencia de un proceso anódico y otro catódico, con un electrólito de
resistencia óhmica determinada.
En el proceso anódico el metal se disuelve en la capa del electrolito, en la cual la
concentración se eleva hasta la precipitación de un compuesto poco soluble.
En el proceso catódico, bajo la capa de humedad, la mayoría de los metales
expuestos a la atmósfera se corroen por el proceso de reducción de oxígeno.
La resistencia óhmica entre las zonas anódica y catódica de las minúsculas pilas
de corrosión que se distribuyen sobre el metal es grande cuando el espesor de la
capa de humedad es pequeño.
La corrosión atmosférica puede ser clasificada en:
a) Corrosión seca. Se produce en los metales que tienen una energía libre de
formación de óxidos negativa.
b) Corrosión húmeda. Requiere de la humedad atmosférica, y aumenta cuando la
humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por encima del 70%.
c) Corrosión por mojado. Se origina cuando se expone el metal a la lluvia o a otras
fuentes de agua.
FACTORES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
La acción conjunta de los factores de contaminación y los meteorológicos
determinan la intensidad y naturaleza de los procesos corrosivos, y cuando actúan
simultáneamente, aumentan sus efectos. También es importante mencionar otros
factores como las condiciones de exposición, la composición del metal y las
propiedades del óxido formado, que combinados entre sí influyen en los procesos
de corrosión.
Influencia de las condiciones meteorológicas en los procesos de corrosión
La característica atmosférica más importante que se relaciona directamente con el
proceso de corrosión es la humedad, que es el origen del electrolito necesario en
el proceso electroquímico.
La figura III.1 muestra la relación que existe entre la corrosión atmosférica y el
espesor de la capa del electrolito sobre la superficie metálica. Se observa que en
espesores pequeños la corrosión no existe, pues la resistencia óhmica de la capa
del electrolito sobre la superficie metálica es muy grande y la disolución del metal
es difícil. Al aumentar el espesor disminuyen la resistencia de la capa del
electrolito y la polarización catódica, lo que origina un aumento en la velocidad de
corrosión hasta que alcanza un nivel máximo, que disminuye después con el
aumento del espesor. En esta zona, la reacción catódica es determinante en el
proceso de corrosión; el factor óhmico y la polarización anódica pierden
importancia, pues la difusión de oxígeno en la superficie metálica es muy lenta y
por tanto determinante del proceso global.
Figura III.1. Influencia del espesor de la película de humedad condensada sobre la superficie metálica en la velocidad de corrosión.
Esto nos permite comprobar la importancia del conocimiento de las causas y los
factores que influyen en la formación de películas de humedad sobre la superficie
metálica. La causa más importante es la precipitación atmosférica (en forma de
lluvia o niebla espesa).
Existe también la condensación de humedad, que se origina cuando la humedad
relativa de la atmósfera sobrepasa el 100%. Es importante mencionar también la
condensación por adsorción, la condensación capilar y la condensación química.
Influencia de la contarninación atmosférica en los procesos de corrosión
Cuando se alcanza el nivel de humedad necesario para la formación de pilas de
corrosión, comienza a ser importante un segundo factor: de contaminación
atmosférica.
PRINCIPALES AGENTES CONTAMINANTES PARA LA CORROSION ATMOSFERICA-Atmosférica
Oxidación Corrosión, Radiación solar, Corrosión marina
-Biológica Corrosión Microbiologíca
-Mecánica Corrosión bajo tensión y relacionadas con fuerzas externas
FORMAS DE EVITAR LA CORROSIONHay tres métodos para evitar la oxidación del hierro :
Mediante aleaciones del hierro que lo convierten en químicamente resistente a
la corrosión
impregnándolo con materiales que reaccionen a las sustancias corrosivas más
fácilmente que el hierro, quedando éste protegido al consumirse aquéllas
Recubriéndolo con una capa impermeable que impida el contacto con el aire y
el agua.
El método de la aleación es el más satisfactorio pero también el más caro. Un
buen ejemplo de ello es el acero inoxidable, una aleación de hierro con cromo o
con níquel y cromo. Esta aleación está totalmente a prueba de oxidación e incluso
resiste la acción de productos químicos corrosivos como el ácido nítrico
concentrado y caliente.
El segundo método, la protección con metales activos, es igualmente satisfactorio
pero también costoso. El ejemplo más frecuente es el hierro galvanizado que
consiste en hierro cubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas se
establece un potencial eléctrico entre el hierro y el cinc, que disuelve éste y
protege al hierro mientras dure el cinc.
El tercer método, la protección de la superficie con una capa impermeable, es el
más barato y por ello el más común.
Este método es válido mientras no aparezcan grietas en la capa exterior, en cuyo
caso la oxidación se produce como si no existiera dicha capa. Si la capa
protectora es un metal inactivo, como el cromo o el estaño, se establece un
potencial eléctrico que protege la capa, pero que provoca la oxidación acelerada
del hierro.
Los recubrimientos más apreciados son los esmaltes horneados, y los menos
costosos son las pinturas de minio de plomo. Algunos metales como el aluminio,
aunque son muy activos químicamente, no suelen sufrir corrosión en condiciones
atmosféricas normales.
Generalmente el aluminio se corroe con facilidad, formando en la superficie del
metal una fina capa continua y transparente que lo protege de una corrosión
acelerada.
El plomo y el cinc, aunque son menos activos que el aluminio, están protegidos
por una película semejante de óxido.
El cobre, comparativamente inactivo, se corroe lentamente con el agua y el aire en
presencia de ácidos débiles como la disolución de dióxido de carbono en agua —
que posee propiedades ácidas—, produciendo carbonato de cobre básico, verde y
poroso.
Los productos de corrosión verdes, conocidos como cardenillo o pátina, aparecen
en aleaciones de cobre como el bronce y el latón, o en el cobre puro, y se
aprecian con frecuencia en estatuas y techos ornamentales.
Los metales llamados nobles son tan inactivos químicamente que no sufren
corrosión atmosférica. Entre ellos se encuentran los antes indicados, el oro, la
plata y el platino.
La combinación de agua, aire y sulfuro de hidrógeno afecta a la plata, pero la
cantidad de sulfuro de hidrógeno normalmente presente en la atmósfera es tan
escasa que el grado de corrosión es insignificante, apareciendo únicamente un
ennegrecimiento causado por la formación de sulfuro de plata. Este fenómeno
puede apreciarse en las joyas antiguas y en las cuberterías de plata.
La corrosión en los metales supone un problema mayor que en otros materiales.
El vidrio se corroe con soluciones altamente alcalinas, y el hormigón con aguas
ricas en sulfatos. La resistencia a la corrosión del vidrio y del hormigón puede
incrementarse mediante cambios en su composición, ó técnicas adecuadas.
LA CORROSIÓN: UN PROBLEMA ECONÓMICO Y DE SEGURIDAD.
La corrosión está ligada en la industria a problemas tanto de seguridad como
económicos. Los ingenieros son en la mayoría de los casos los responsables de
minimizar los costos y los riesgos de la corrosión en muchos ámbitos: aviones,
plantas generadoras de energía (térmica, nuclear, hidroeléctrica, eólica), plantas
de manufactura, de procesos químicos, estructuras de concreto. Sin embargo
muchas veces ignoran las causas posibles de la corrosión y su forma de
prevenirla.
Las pérdidas económicas que implica la corrosión pueden ser directas
(relacionadas con el reemplazo de la parte dañada) o indirectas debidas a: a)
paradas de planta imprevistas para efectuar reparaciones; b) pérdidas de producto
de contenedores, tanques, cañerías, etc.; c) pérdidas de eficiencia por productos
de corrosión en intercambiadores de calor; d) contaminación por los derrames
producidos a causa de corrosión en tanques, cañerías, etc.; e) por
sobredimensionamiento en el diseño de instalaciones debido a la falta de
información sobre la corrosión de los componentes en un ambiente determinado.
La corrosión además ha sido la causa de pérdidas de vidas humanas como ha
sido el caso de accidentes aéreos ocurridos por corrosión bajo tensiones, o
incendios ocasionados por pérdidas masivas de combustible.
Los metales se encuentran en la naturaleza en forma de óxidos, sales u otros
compuestos siendo muy raros los que se encuentran en forma metálica pura. Para
obtener el metal a partir del mineral es necesario gastar una apreciable cantidad
de energía. En general, cuanto mayor es la energía empleada tanto mayor es su
tendencia a recuperar su estado original. La corrosión es pues aparentemente
inevitable desde el punto de vista Termodinámico. El ingeniero deberá valerse de
sus conocimientos de Cinética Química a fin de lograr que la velocidad de
corrosión pueda ser controlada, y en lo posible que sea despreciable.