EFECTOS AMBIENTALES SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES

• Oxidación y corrosión de metales: susceptibles de oxidación química ya que los usamos como metales o elementos de estado de oxidación cero (enlace metálico).

• Deterioro mecánico de los cerámicos: no son susceptibles de

oxidación en su valencia porque ya están oxidados (son compuestos iónicos fundamentalmente), por ello su deterioro corresponde a causas mecánicas fundamentalmente.

• Degradación de los polímeros: también son compuestos con

estado de oxidación distinto de cero, y su degradación supone la rotura de los enlaces (mayoritariamente covalentes) y por tanto su envejecimiento .

Forma natural de presentación de los metales en la naturaleza

Estado de oxidación positivo

Termodinámicamente estables

Forma nativa de presentación sólo para algunos metales nobles en la naturaleza

Estado de oxidación cero

Termodinámicamente NO estables

LA CORROSIÓN EN LA VIDA DIARIA

•La corrosión es la causa general de la alteración y destrucción de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre.

• Constituye por lo tanto, y con un alto grado de probabilidad, el despilfarro más grande en que incurre la civilización moderna; aproximadamente un 25% de la producción anual de acero es destruida por la corrosión. 18% corresponde al sector de la construcción

• Los daños causados por un problema de corrosión pueden ser muy amplios y diversos:

ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO

ELECTRODOMÉSTICOS

INDUSTRIA DEL AUTOMÓVIL

CONSTRUCCIONES DE HORMIGÓN

INDUSTRIA ALIMENTARIA...

ejemplos

Pérdidas económicas ocasionadas por la Corrosión:

Costes directos: relacionados con los costes en reposición de

estructuras, equipo, maquinaria, componentes, etc..

Costes indirectos:

a) PERDIDAS ECONÓMICAS:

•PÉRDIDA DE PRODUCCIÓN (parada de plantas industriales) •PÉRDIDA DE MATERIAL (depósitos, contenedores) •PÉRDIDA DE EFICIENCIA (formación de productos de corrosión intercambiadores de calor)

b) CONSERVACION DE RECURSOS:

•CONTAMINACIÓN (alimentos, reactores nucleares) •SOBREDIMENSIONADO DE PIEZAS (general)

c) SEGURIDAD Y PREVENCION:

•VIDAS HUMANAS Y SEGURIDAD (lesiones, accidentes fatales)

El coste de la corrosión representa aproximadamente entre 2 y 4% del PIB.

El coste de la corrosión en Estados Unidos es de $276 billones/año

Muchos de los estudios efectuados han señalado que entre un 20 y un 25% del coste total de la corrosión pudiera haberse evitado, mediante una mejor aplicación de las diferentes técnicas anti-corrosión existentes, y con una mayor toma de conciencia de los riesgos que conlleva la corrosión.

ESTIMACIÓN de las pérdidas por corrosión en España aplicando los criterios utilizados en el Informe Hoar Univ. Cambridge 1971):

En España, las pérdidas por corrosión alcanzan entre un 3 y un 4 % del PNB, lo que supone, sólo en costes directos, unos 16.000 millones de euros.

Cuanto mayor es el nivel tecnológico de un país, mayores sus pérdidas previstas, ya que aumentan las instalaciones y procesos tecnológicos, la agresividad de las atmósferas….

1.- La película de óxido tiene buena adherencia.

2.- La temperatura de fusión del óxido debe ser alta.

3.- El óxido debe tener baja presión de vapor para prevenir la evaporación.

4.- El metal y el óxido deben tener coeficientes de expansión térmica similares.

5.- Las películas deben tener buena plasticidad a alta temperatura para acomodar las diferencias en las expansiones térmicas.

6.- El óxido debe presentar baja conductividad eléctrica y pequeños coeficientes de difusión para los iones metálicos y el oxígeno.

PELÍCULAS DE ÓXIDO PROTECTORAS:

PROPIEDADES DEL ÓXIDO METÁLICO:

Metal Óxido Relación P.B. Tipo Calidad protectora

Al Al2O3 1.28 n P

Ca CaO 0.64 n NP

Cd CdO 1.42 n NP

Co Co2O3 2.40 p P

Cu Cu2O 1.67 p P

Cr Cr2O3 2.02 p P

Fe FeO 1.78 p P

Mg MgO 0.81 n/p P

Mn Mn2O 2.37 n P

Mo MoO2 3.27 n NP

Ni NiO 1.70 p P

Pb PbO 1.28 p NP

Si SiO2 2.15 n P

Ta Ta2O5 2.47 n NP

Ti Ti2O3 1.76 n/p NP

U UO2 1.97 p NP

W WO3 1.87 n NP

Zn ZnO 1.58 n NP

Zr ZrO2 1.57 n P

INFLUENCIA DEL MEDIO: SERIES GALVÁNICAS:

La mayoría de los metales y aleaciones presentan un grado mayor o menor de corrosión en distintos ambientes.

Las series galvánicas ordenan las reactividades relativas de metales y aleaciones comerciales en contacto con distintas disoluciones

Serie galvánica en agua de mar