PROTECCIN CATDICA

PROTECCIN CATDICA Para que haya corrosin electroqumica, es fundamental que se ponga en funcionamiento una celda galvnica en donde existan nodo, ctodo y electrolito. En el momento en que uno de los tres elementos bsicos de la celda falle, esta dejar de funcionar y por tanto la corrosin se detendr.Los sistemas de proteccin contra la corrosin estn basados en la eliminacin de alguno de estos elementos o en hacerlos inoperantes. El procedimiento que elimina todos los nodos de la superficie metlica hacindolo toda catdica, se llama proteccin catdica.Cmo se puede volver catdica una superficie metlica?A) Proteccin catdica con nodos de sacrificioConectando el metal a proteger con otro menos noble que l, es decir, ms negativo en la serie electroqumica.Este mtodo se llama proteccin catdica con nodos galvnicos o de sacrificio y consiste en la creacin de una celda galvnica en donde el metal a proteger acta como ctodo (polo + de la pila), mientras que el metal andico se sacrifica (se disuelve).Como el metal ms utilizado es el acero, los metales que se puedan conectar a l (por tener potencial ms negativo) son: Zn, Al, Mg y sus aleaciones.Proteccin catdica

Figura. Proteccin catdica mediante nodos galvnicos o de sacrificioB) Proteccin catdica con corriente impresaConectando el metal a proteger al polo () de una fuente de CD (pura o rectificada), y el polo (+) a un electrodo auxiliar que puede ser chatarra de Fe, Fe-Si, Pb-Ag, grafito, etc.Este mtodo se llama proteccin catdica con corriente impresa.Proteccin catdica

Figura. Proteccin catdica mediante corriente impresa Desde el punto de vista de la termodinmica, la proteccin catdica se basa en la existencia de un potencial y una zona de inmunidad, en el diagrama de Pourbaix (diagrama de potencial pH o de estabilidad termodinmica).

Figura. Diagrama potencial pH para el Hierro (Pourbaix) En este diagrama para el Fe (acero), se puede observar que estn perfectamente delimitadas las zonas de corrosin, inmunidad y pasividad. Para pasar el hierro a la zona de inmunidad hay que rebajar su potencial a un valor de 0,62 V con respecto al electrodo de referencia de hidrgeno, que equivale a -0,80 V con respecto al Ag/AgCl.Esta es otra definicin de la proteccin catdica.La densidad de corriente que ser necesario aplicar para conseguir rebajar el potencial de la estructura a proteger (0,80 V) al valor sealado. ste ser un dato de gran valor ya que influir directamente en la economa del sistema.

Desde un punto de vista cintico, en un sistema cualquiera en el que se manifieste el fenmeno de corrosin, existe un balance perfecto entre las reacciones andicas y catdicas sobre la superficie del metal.

Figura. Diagrama de Evans de un sistema en corrosin En la Fig.(a) se representa la relacin entre la densidad de corriente con el potencial.En la grfica se representan ambos procesos, andico (oxidacin) y catdico (reduccin), en un mismo cuadrante con lo que se obtiene, como se observa en Fig.(b) el diagrama de Evans, o el de Evans-Tafel si en lugar de utilizar la corriente se usa el logaritmo de la corriente Fig.(c).Polarizando la superficie que se corroe a un valor menor o igual que Ea se anula la reaccin andica en el metal, siendo Ipc la corriente catdica que tendr que ser suministrada por el sistema de proteccin catdica.

Cuando la cintica de ambos procesos, andico y catdico, es tal que una pequea variacin en la corriente catdica produce una gran variacin en la corriente andica (corriente de corrosin), se dice que el sistema est bajo control catdico. Inversamente, cuando una pequea variacin en la corriente andica provoca un gran desequilibrio en el proceso catdico, (intensidad de corrosin), se dice que el sistema est bajo control andico. Como se puede ver en la Fig.

Figura. Sistema bajo control: (a) andico, (b) catdico. En sistemas de corrosin en donde la reaccin catdica predominante es la reduccin del O2, p.e. agua de mar, se tiene un control catdico segn:O2 + 2H2O + 4e- 4 OH- La corriente depende de la disponibilidad del O2 que llega a la interfase metal/electrolito, la cual est limitada por la velocidad con que el O2 llega desde el electrolito hacia la interfase. Generalmente, un sistema de proteccin catdica puede considerarse como una celda galvnica. Teniendo en cuenta una microcelda de corrosin cualquiera, como se ilustra, se tiene: Ia = Ic = Io = Icor

Existe siempre una resistencia asociada al nodo y al ctodo que limita la corriente producida por una celda de corrosin (Io), que como se desprende del circuito elctrico de la Fig.(b), debe ser igual a la corriente que circula por ambos electrodos (Ia e Ic): conocido como corriente de corrosin de celda (Icorr). Figura. (a) Microcelda corrosin. (b) Esquema elctrico equivalente. Ea: potencial del nodo,Ec: potencial del ctodo, Ra: resistencia del nodo y,Rc: resistencia del ctodo.