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Unidad IV
Introducción.
La corrosión es un deterioro que se encuentra permanente en nuestro diario vivir, lo
podemos encontrar en nuestros hogares, trabajos e incluso en la calle. Es normal que en
nuestros hogares encontremos más de una herramienta o la misma reja que se ha
deteriorado a causa de la corrosión y debemos detenerla. De igual manera se pudo apreciar
hace muy poco la presencia de esta en las pasarelas, las cuales a causa del medio que la
rodea se produjo un gran desastre.
A causa del daño que se puede producir por la presencia de la corrosión podemos encontrar
diversos centros, tanto universidades, asociaciones industriales, industrias y centros
científicos; los cuales estudian este proceso para llegar a una solución a métodos que
prevengan este problema.
Productos químicos que se utilizan para el recubrimiento de los materiales:
Básicamente todos los métodos que existen para lograr controlar la corrosión de los
materiales metálicos, son intentos para interferir con el mecanismo de corrosión, de tal
manera que se pueda hacer que éste sea lo más ineficiente posible. Por ejemplo,
disminuyendo el flujo de electrones entre los componentes metálicos de la celda de
corrosión por el aumento de la resistencia eléctrica del metal, de alguna manera disminuiría
la corriente de corrosión y, por tanto, la velocidad de corrosión. Esto no es practicable
generalmente, pero disminuir el flujo de corriente en el componente electrolítico de la celda
de corrosión produciría el mismo efecto, y esto sí es practicable.
Dado que para que exista un proceso de corrosión, debe formarse una pila o celda de
corrosión y, por tanto, un ánodo, un cátodo, un conductor metálico y una solución
conductora, además de una diferencia de potencial entre los electrodos o zonas anódicas y
catódicas, la eliminación de alguno de los componentes esenciales de la mencionada pila,
podría llegar a detener el proceso.
En la práctica, existen tres maneras de lograr lo anterior y por tanto de luchar contra la
corrosión:
1) Aislamiento eléctrico del material. Esto puede lograrse mediante el empleo de pinturas o
resinas, depósitos metálicos de espesor suficiente o por aplicación de recubrimientos
diversos.
De esta forma, se puede lograr aislar el metal del contacto directo con el medio agresivo
(agua, suelo y atmósfera por lo general).
2) Cambiando el sentido de la corriente en la pila de corrosión.
Conectando eléctricamente, por ejemplo, el acero con un metal más activo (cinc o
magnesio) podemos llegar a suprimir la corrosión del acero, ya que dejará de actuar como
ánodo y pasará a comportarse como cátodo, dejando el papel de ánodo al metal más activo
(cinc o magnesio).
Este es el principio de la protección Catódica.
3) Polarización del mecanismo electroquímico.
Esto se puede lograr bien eliminando el oxígeno disuelto, bien mediante la adición en el
medio agresivo de ciertas sustancias llamadas inhibidores, las cuales pueden llegar a
polarizar uno de los electrodos de la pila de corrosión y por lo tanto, llegar a detener o
cuanto menos disminuir sus efectos. En la práctica, lo anterior conlleva una modificación
del entorno o medio ambiente, al cual está expuesto el metal.
Veamos con un poco más de detalle, en qué consisten cada una de las tres maneras
propuestas de luchar contra la corrosión.
1. Recubrimientos Protectores
Estos recubrimientos se utilizan para aislar el metal del medio agresivo. Veamos en primer
lugar aquellos recubrimientos metálicos y no-metálicos que se pueden aplicar al metal por
proteger, sin una modificación notable de la superficie metálica.
Recubrimientos no-metálicos: Podemos incluir dentro de éstos las pinturas, barnices, lacas,
resinas naturales o sintéticas. Grasas, ceras, aceites, empleados durante el almacenamiento
o transporte de materiales metálicos ya manufacturados y que proporcionan una protección
temporal.
Recubrimientos orgánicos de materiales plásticos: Esmaltes vitrificados resistentes a la
intemperie, al calor y a los ácidos.
Recubrimientos metálicos: Pueden lograrse recubrimientos metálicos mediante la
electrodeposición de metales como el níquel, cinc, cobre, cadmio, estaño, cromo, etcétera.
Inmersión en metales fundidos: Cinc (galvanización en caliente), aluminio (aluminizado),
etc.
Proyección del metal fundido mediante una pistola atomizadora. Metalizaciones al cinc,
aluminio, estaño, plomo, etc.
Reducción química (sin paso de corriente): electroles. Por ese procedimiento se pueden
lograr depósitos de níquel, cobre, paladio, etc. Recubrimientos formados por modificación
química de la superficie del metal. Los llamados recubrimientos de conversión consisten en
el tratamiento de la superficie del metal con la consiguiente modificación de la misma.
Entre las modificaciones químicas de la superficie del metal podemos distinguir tres tipos
principales:
Recubrimientos de fosfato: El fosfatado se aplica principalmente al acero, pero también
puede realizarse sobre cinc y cadmio. Consiste en tratar al acero en una solución diluida de
fosfato de hierro, cinc o manganeso en ácido fosfórico diluido. Los recubrimientos de
fosfato proporcionan una protección limitada, pero en cambio resultan ser una base
excelente para la pintura posterior.
Recubrimiento de cromato. Se pueden efectuar sobre el aluminio y sus aleaciones,
magnesio y sus aleaciones, cadmio y cinc. Por lo general, confieren un alto grado de
resistencia a la corrosión y son una buena preparación para la aplicación posterior de
pintura.
Recubrimientos producidos por anodizado. El anodizado es un proceso electrolítico en el
cual el metal a tratar se hace anódico en un electrolito conveniente, con el objeto de
producir una capa de óxido en su superficie. Este proceso se aplica a varios metales no-
ferrosos, pero principalmente al aluminio y a sus aleaciones. Proporciona una buena
protección y también resulta un buen tratamiento previo para la pintura posterior.
Podemos incluir también entre los recubrimientos con modificación de la superficie del
metal los procesos de cementación. En este proceso, se convierte la superficie externa de la
porción metálica que se quiere proteger, en una aleación de alta resistencia a la corrosión.
El proceso consiste en calentar la superficie metálica en contacto con polvo de cinc
(sherardizado), polvo de aluminio (calorizado) o un compuesto gaseoso de cromo
(cromizado). Se obtienen capas de un considerable espesor.
Propiedades físicas de los recubrimientos metálicos
Refiriéndonos al caso del acero como el material de más amplia utilización, la selección de
un determinado recubrimiento metálico se puede efectuar y justificar sobre la base de una
de las siguientes propiedades físicas, cuando se trata de proteger de una manera eficaz y
económica la superficie del acero en condiciones determinadas:
- Impermeabilidad, esto es, que el recubrimiento sea continuo y de espesor suficiente, lo
cual permitirá aislar la superficie del acero de los agentes agresivos.
- Resistencia mecánica de los metales utilizados en los recubrimientos, para garantizar una
buena resistencia a los choques, rozamientos ligeros o accidentales, etc.
- Buena adherencia al acero.
-Posibilidad de proporcionar superficies pulidas o mates, capaces de conferir a los objetos
un acabado con fines decorativos.
Para obtener buenos resultados con los recubrimientos metálicos, hay que tener en cuenta
una serie de operaciones que deben llevarse a cabo con anterioridad a la aplicación del
recubrimiento.
Estado de la superficie a proteger. Preparación de la superficie
La limpieza y puesta a punto de la superficie del acero antes de la aplicación de un
recubrimiento metálico, son operaciones indispensables, sea cual sea el procedimiento de
aplicación escogido. De la calidad de la preparación de la superficie dependerá la
adherencia y, en consecuencia, la eficacia de la capa protectora.
Según el estado actual de la superficie por proteger, más o menos oxidada, se puede
seleccionar el procedimiento mecánico de limpieza más adecuado, desde el granallado,
chorreado de arena, pasando por una limpieza química o electroquímica, como los baños
ácidos, con corriente eléctrica o sin ella.
La selección de un recubrimiento está en función de las dimensiones de los objetos y de la
extensión de la superficie que se quiere recubrir.
Los procedimientos que se aplican en recintos como hornos, cubas electrolíticas o crisoles,
sólo pueden utilizarse para aquellas piezas cuyas dimensiones no están limitadas por su
capacidad. Esto es válido para la galvanización, electrólisis, tratamientos térmicos. Por el
contrario, la metalización con pistola permite efectuar recubrimientos metálicos
independientemente de las dimensiones de la pieza, en razón de la movilidad del equipo.
Por ejemplo, si se trata de hacer un recubrimiento de cinc o cadmio sobre unos tornillos, la
operación se puede realizar mediante una electrólisis. Para proteger un bote de acero con un
recubrimiento de cinc, se puede recurrir a la galvanización en caliente. En fin, si se trata de
proteger una obra de arte o la puerta de una esclusa, se debe de recurrir al cinc proyectado
por una pistola de metalización.
Tanto la naturaleza como el espesor del metal protector son función de muchos parámetros,
entre los cuales uno de los más importantes es el precio. Asimismo, es muy importante
conocer con la mayor precisión posible el medio ambiente al cual va a estar sometida la
pieza. En lo que cierne a los medios naturales, debe conocerse si es posible si se trata de
una atmósfera exterior (y en este caso es de mucha ayuda conocer el tipo de atmósfera:
rural, urbana, industrial, marina, etc.) o interior (climatizada, con calefacción, etc.).
Para los entornos diferentes a los naturales, es preciso conocer la mayor información
posible sobre la composición química del medio, impurezas eventuales, estado físico,
temperatura, etc. Por ejemplo, los recubrimientos de cinc aguantan el contacto con
soluciones de pH comprendido entre 6 y 11; los recubrimientos de estaño son convenientes
en contacto con ciertos productos alimenticios, etc.
Procedimientos de aplicación
Los procedimientos más comúnmente empleados en la práctica para obtener recubrimientos
metálicos sobre el acero son:
- inmersión en un metal
- metalización por proyección con pistola
- electrólisis
- tratamientos termoquímicos de difusión
- placado
Los procedimientos de aplicación son de suma importancia en cuanto a la eficacia de la
protección contra la corrosión, pues tanto el espesor, porosidad, como la naturaleza misma
de las capas obtenidas son función del procedimiento de aplicación. Así, por ejemplo, los
recubrimientos electrolíticos que tienen espesores de algunos micrones, se reservan
generalmente para su utilización en medio poco agresivo. En cambio, los recubrimientos
obtenidos por inmersión en un metal fundido tienen espesores mayores.
Los recubrimientos obtenidos mediante proyección permiten obtener espesores más
grandes y perfectamente controlables. Se utilizan especialmente en condiciones severas de
corrosión.
El placado del acero permite asociar a la calidad mecánica del soporte, la resistencia a la
corrosión del recubrimiento.
La selección entre los diferentes procedimientos de aplicación de los recubrimientos
metálicos se realiza, pues, siguiendo criterios tales como: el espesor de protección,
dimensión de las piezas, agresividad del medio, duración prevista, etc. Muy brevemente
vamos a describir cada uno de los procedimientos citados.
Inmersión en un metal en fusión
Después de una adecuada preparación superficial (un decapado ácido por ejemplo), las
piezas de acero se sumergen momentáneamente en un baño de un metal en fusión. Esta
operación puede realizarse para una sola pieza o para un conjunto, o también en continuo
para productos siderúrgicos como tuberías láminas, trefilados, etc. Tal técnica se utiliza
habitualmente para los recubrimientos de cinc (galvanización en caliente), aluminio
(aluminizado), estaño y plomo.
Después del enfriamiento, las piezas ya recubiertas pueden someterse a un tratamiento
complementario de pasivación en ciertos casos.
Metalización por proyección con pistola
Esta técnica consiste en proyectar sobre la superficie del acero, ya preparada en unas
condiciones especiales (por chorreado con arena o granallado), un metal en estado de fusión
por medio de una pistola.
El espesor del recubrimiento se puede controlar fácilmente por el operador y puede variar
según la naturaleza del metal proyectado y el resultado que se espera obtener. La mayoría
de los metales o aleaciones pueden aplicarse de esta manera: cinc, aluminio, acero
inoxidable, estaño, plomo, níquel, cobre, etc.
Electrólisis
Después de una cuidadosa preparación superficial que incluye un decapado ácido, seguido
de neutralización y lavado, las piezas por tratar se sumergen en soluciones que contienen
sales de los metales a depositar. Las piezas se colocan en posición catódica, conectadas al
polo negativo de un generador. Bajo la acción de la corriente eléctrica proporcionada por el
generador, el acero se recubre del metal contenido en el baño o bien puede ser suministrado
por un ánodo soluble del metal en cuestión.
Los metales corrientemente depositados por vía electroquímica son: cromo cobre, níquel,
cinc, cadmio y estaño. Los depósitos obtenidos son por lo general de espesor pequeño (2 a
30 micrones).
Tratamientos termoquímicos de difusión
Los tratamientos termoquímicos de difusión, también conocidos como cementación,
consisten en colocar las piezas de acero a tratar en una mezcla de polvo metálico y de
enlazante (cemento) en un recinto a alta temperatura. El metal protector (recubrimiento) se
difunde superficialmente en el metal base y forma una capa eficaz contra la corrosión. Los
metales corrientemente aplicados por este método son el cinc (sherardización) y el
aluminio.
Placado
Después de un tratamiento superficial especial, la lámina del metal para aplicar y el metal
base se someten a un proceso de colaminación en caliente, obteniéndose al final lámina de
acero recubierta del metal aplicado. Este proceso puede efectuarse sobre una o las dos caras
de la lámina del acero. El acero inoxidable, níquel, monel y el cobre se aplican
comúnmente por esta técnica.
2. Protección Catódica
La corrosión suele ser un fenómeno electroquímico por lo que se puede intentar combatirlo
conectando el metal que se quiere proteger a otro metal menos noble, según la serie
galvánica, que actuará entonces como ánodo de sacrificio (también llamado galvánico) o
bien conectándolo al polo negativo de una fuente exterior de corriente continua.
Protección catódica mediante ánodos de sacrificio.
El primer caso constituye la protección catódica con ánodos galvánicos o de sacrificio y el
segundo la protección catódica con corriente impresa. La protección catódica constituye sin
duda, el más importante de todos los métodos empleados para prevenir la corrosión de
estructuras metálicas enterradas en el suelo o sumergidas en medios acuosos.
Tanto el acero como el cobre, plomo y bronce son algunos de los metales que pueden ser
protegidos de la corrosión por este método. Las aplicaciones incluyen barcos, tuberías,
tanques de almacenamiento, puentes, etc. La protección se logra aplicando una corriente
externa a partir de un rectificador que suministra corriente continua de bajo voltaje. El
terminal positivo de la fuente de corriente se conecta a un ánodo auxiliar (grafito por
ejemplo) localizado a una determinada distancia de la estructura a proteger y el terminal
negativo se conecta a la estructura metálica.
En la práctica, la corriente necesaria para proteger una estructura desnuda suele ser
demasiado grande como para ser rentable económicamente. La estructura entonces, se
recubre con algún revestimiento para proporcionarle protección frente al medio agresivo,
reservándose la protección catódica para proteger la estructura sólo en aquellos puntos en
que no pueda lograrlo el revestimiento.
Una estructura también puede protegerse contra la corrosión mediante un ánodo galvánico
o de sacrificio. Si el electrodo auxiliar es de un metal más activo que el metal que se quiere
proteger, actuará de ánodo en la celda de corrosión. En este caso, la estructura actuará como
cátodo y quedará protegida por el "sacrificio" del ánodo que se corroerá.
Este otro método de proteger catódicamente una estructura se utiliza cuando resulta
inconveniente una fuente externa de corriente. Esencialmente, el ánodo de sacrificio (de
magnesio, aleaciones base de magnesio, cinc y aluminio) suministra la energía eléctrica
necesaria para la protección de la estructura.
Aplicaciones prácticas de la protección catódica
Protección catódica de depósitos de agua dulce. Los depósitos de agua potable, tanto
industriales como domésticos, también se pueden proteger de la corrosión mediante
protección catódica. En este caso se prefiere el sistema de ánodos galvánicos o de
sacrificio. En la figura 26 se ilustra la protección de un tanque de agua potable con ayuda
de un ánodo de sacrificio.
Esquema de protección catódica con ánodo de sacrificio de un tanque de agua.
Protección catódica de tuberías enterradas. Quizá uno de los casos donde es más empleada
la protección catódica es en las tuberías enterradas. Los miles y miles de kilómetros de
tuberías enterradas que se utilizan para transportar agua o petróleo están protegidos por lo
general mediante tratamiento catódico, además de determinados revestimientos, cuando el
caso lo requiere. Básicamente, se determina la resistencia del suelo para identificar aquellos
lugares en los cuales, cuando tal resistencia es baja es indicio de posibilidad de corrosión.
En la figura se representa el esquema de un montaje de protección catódica de una tubería
con ánodos de sacrificio, comúnmente empleado en la práctica. Se citan estos ejemplos,
como algunas de las aplicaciones más frecuentes de la protección catódica. Ahora bien, su
campo es mucho más amplio ya que, en general, por este procedimiento se pueden proteger
los metales que están en contacto con medios conductores agresivos.
Protección de una tubería enterrada con ánodo de sacrificio.
3. Los Inhibidores de la Corrosión
Los inhibidores son sustancias químicas que protegen al metal contra el ataque
electroquímico de soluciones agresivas. Son usados ampliamente por la industria para
modificar el comportamiento de las aguas, a efectos de un mejor control de la corrosión.
El principio del funcionamiento de los inhibidores es formar en la superficie misma de los
electrodos de la pila causante de la corrosión, sea un compuesto insoluble, sea la fijación de
una determinada materia orgánica, con el objeto de polarizar la pila de corrosión.
El comportamiento de los inhibidores puede ser muchas veces peligroso, ya que en función
de la concentración o de las circunstancias, pueden jugar tanto el papel de inhibidores como
de estimuladores de la corrosión.
Los hay de dos tipos, aunque a veces se utiliza una combinación de ambos: —inhibidores
anódicos— hidróxido sódico, carbonato, silicato y barato de sodio, ciertos fosfatos,
cromato sódico, nitrito y benzoato de sodio, etc; —inhibidores catódicos— sulfato de cinc,
sulfato de magnesio, bicarbonato de calcio, etc.
La disolución del acero en aguas de pH neutro tiene lugar en ánodos asociados con defectos
en la capa superficial del óxido formado sobre el acero. En cambio, la reacción catódica
puede ocurrir en cualquier lugar de la superficie. La combinación de ánodos muy pequeños
y una gran superficie catódica, conduce a la llamada corrosión localizada (picaduras). Los
inhibidores anódicos actúan formando un compuesto insoluble (óxido férrico), el cual
precipita en los lugares anódicos, evitando la reacción anódica y por tanto, inhibiendo
todavía más la corrosión.
Los inhibidores catódicos, en cambio, actúan sobre toda la superficie y son menos eficaces.
Reducen 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.
Uno de los principales problemas de los inhibidores anódicos es que tienen que estar
presentes en una concentración suficiente, con el objeto de asegurar que cualquier posible
defecto en la película de óxido será cubierto, ya que, de lo contrario puede ocurrir una
corrosión por picaduras (localizada) muy intensa. Este riesgo se puede minimizar utilizando
los llamados sistemas de inhibidores de efecto sinergético, los cuales, básicamente, son
mezclas de inhibidores anódicos y catódicos. El constituyente catódico disminuye la
velocidad de corrosión y así permite al constituyente anódico "sellar" la capa de óxido con
una concentración mucho menor que si estuviera actuando solo. Actualmente, los sistemas
de inhibidores que se están empleando para el control de la corrosión de aguas son de este
tipo, por ejemplo, el sistema cromato/polifosfato de cinc. En los medios ácidos, los cuales
disuelven la película superficial protectora de óxido formada sobre el acero, los inhibidores
anteriores, obviamente, no tienen efecto. En este caso se emplean los llamados inhibidores
de adsorción específica —moléculas orgánicas— que aislan el metal del medio ácido,
protegiendo la superficie por adsorción. Algunos inhibidores de adsorción actúan
predominantemente sobre la reacción anódica, mientras otros lo hacen sobre la catódica.
Hay que tener muy presente cuando se emplean estos inhibidores que los procesos de
adsorción, muy a menudo son muy específicos y están afectados por muchos factores,
como la temperatura, la velocidad de flujo del medio y las impurezas presentes en la
superficie metálica. Todos estos factores deben ser evaluados cuidadosamente, antes de
recomendar el uso de un inhibidor de adsorción.
El empleo de los inhibidores de la corrosión, entra dentro del control de ésta por
modificación del medio ambiente. Los ambientes más comunes asociados con la corrosión
son de tres tipos: aguas, la atmósfera y los suelos.
En el caso del agua hay que tener en cuenta todos los aspectos de la composición de ésta.
Todas las aguas que están en contacto con metales, tanto en los procesos industriales como
de otra naturaleza, provienen sea del agua de mar, sea del agua de lluvia. Por tanto, puede
haber una gran variación en su composición química.
El principal método de tratamiento de aguas para control de la corrosión es la eliminación
del oxígeno disuelto, junto con la adición de inhibidores. La presencia de oxígeno disuelto
en el agua acelera la reacción catódica y, consecuentemente, la velocidad de corrosión
aumenta en proporción a la cantidad de oxígeno disponible en el cátodo.
La eliminación tanto del oxígeno disuelto como del anhídrido carbónico (CO2) de las
aguas, antes de su uso, constituye un camino importante para el control de la corrosión no
sólo del hierro y acero, sino también del cobre, bronce, cinc y plomo. El oxígeno puede ser
eliminado por medios físicos de-aireación o químicos-de activación.
La de-aireación se puede llevar a cabo subiendo la temperatura, bajando la presión o
purgando el agua por paso de un gas inerte.
La de-activación química se realiza por tratamiento del agua con hidrazina o sulfito sódico.
Por lo que se refiere a la atmósfera hay que tener en cuenta que la corrosión depende
fundamentalmente de dos factores: la presencia de contaminantes (partículas sólidas en
suspensión, impurezas gaseosas como el anhídrido sulfuroso, SO2) y el contenido de
humedad del aire.
La humedad relativa es muy importante al considerar los problemas relacionados con la
corrosión atmosférica. El hierro libre de óxido no desarrolla la herrumbre en aquellas
atmósferas cuya humedad relativa es del 70% o menor. En general, para cualquier metal
que se pueda corroer en la atmósfera, hay un valor crítico de la humedad relativa, por
debajo del cual no se corroe. Este valor crítico de la humedad está determinado
grandemente por la naturaleza higroscópica de algún contaminante sólido que pueda estar
presente y por la del producto o productos de corrosión formados. De aquí la gran
influencia ejercida por los contaminantes atmosféricos.
Los métodos de control más efectivos para minimizar la corrosión atmosférica tendrían que
ver con la modificación de la atmósfera, eliminando los contaminantes, particularmente
el SO2. Esto no puede realizarse en el exterior y debe recurrirse a la protección de las
estructuras y equipos sometidos a la intemperie, por alguno de los métodos citados
anteriormente (pinturas, recubrimientos metálicos, etc.).
La corrosión en los suelos se parece en muchos aspectos a la corrosión por las aguas. En
ambos casos, el electrolito contiene sustancias disueltas que alteran su comportamiento. La
corrosión de un suelo puede cambiar de un área a otra por simple cambio de composición.
Los principales factores que determinan cuándo un suelo es susceptible de ser agresivo con
respecto a una estructura metálica enterrada son: la humedad, el acceso de oxígeno
(aireación), conductividad eléctrica (la cual está influenciada por la presencia de sales
disueltas) y el pH del suelo. No hay que olvidar que muchos problemas de corrosión de
metales enterrados provienen de las llamadas corrientes eléctricas parásitas o vagabundas,
producidas por ejemplo por los trenes eléctricos.
Como ya se ha indicado, el método más utilizado para prevenir la corrosión de metales o
estructuras enterradas es la protección catódica, junto con un adecuado revestimiento (tela
asfáltica por ejemplo).
Selección de materiales en medios agresivos
El control de la corrosión es sólo uno de los muchos factores que intervienen en la
selección de un material. El ingeniero de materiales al efectuar una determinada selección
debe tener en cuenta una serie de factores, como propiedades físicas y mecánicas del
material, resistencia a la corrosión, disponibilidad, facilidad de trabajo, etc., además de los
aspectos económicos, antes que pensar en el material en sí mismo. La selección debería
realizarse en base al material más económico, pero que reuniera la combinación de
propiedades necesarias para el uso que se le va a dar.
Las consideraciones económicas son muy importantes, así como el tiempo de vida esperado
para el equipo e instalación. No se trata, por ejemplo, de esperar un material más barato, si
el costo de la demora puede llegar a ser mayor que el de un material más caro, pero del que
se tiene una disponibilidad inmediata. Tampoco se trata de seleccionar un material muy
resistente a la corrosión, y por lo general muy caro, que supere largamente la duración
prevista para el equipo. Lo mismo puede aplicarse en el caso de los recubrimientos.
Tanto el diseño como el mantenimiento planificado deben ser tenidos muy en cuenta a la
hora de realizar la selección de un material con miras a un buen control de la corrosión.
Corrosión de una tubería enterrada causada por corrientes eléctricas parásitas
producidas por un tranvía.
El control de la corrosión debe realizarse, siempre que sea posible, desde la etapa misma
del diseño del componente o de la planta. Evitar dentro de las limitaciones del propio
diseño la formación de huecos o cavidades en los cuales pueda quedar atrapada el agua,
eliminar el contacto directo de metales disímiles (pares galvánicos), así como proporcionar
un acceso fácil para un posterior y planificado mantenimiento por pintura durante el
servicio, por ejemplo, constituyen alguna de las normas de buena práctica que ayudarán a
un mejor control de la corrosión.
Tipos de materiales disponibles
Ya que la corrosión es un proceso electroquímico, un camino evidente para evitarla es el
empleo de materiales químicamente resistentes. Plásticos, cerámicas, vidrios, gomas,
asbesto y cemento entran dentro de esta categoría. El problema es que en muchos casos no
tienen o no reúnen aquellas otras propiedades —diferentes a la resistencia a la corrosión—
como para satisfacer los requerimientos de servicio.
Los metales difieren mucho en cuanto a su resistencia a la corrosión. Por ejemplo, los
metales nobles como el platino y el oro son inherentemente resistentes a muchos medios
agresivos; el cromo y el titanio tienen una buena resistencia a la corrosión; el acero, el cinc
y el magnesio se corroen fácilmente. La resistencia a la corrosión "intrínseca" de un metal
depende de muchos factores, incluyendo su posición en la serie galvánica, así como la
adherencia y compacidad de la película formada en su superficie en contacto con el aire o el
medio de servicio. Con una película de óxido protectora, el material se comporta como un
metal noble, en el supuesto de que exista suficiente oxígeno en el medio como para reparar
los defectos en la película, a medida que se formen.
Unidad V
Introducción
La corrosión del acero de refuerzo en las estructuras de concreto es un problema que
preocupa seriamente al sector de la construcción en todo el mundo.
En la actualidad, y desde hace tiempo, el material de construcción más difundido es
el concreto; su consumo supera el de cualquier otro. Una parte muy importante de las
estructuras de concreto está reforzada con varillas de acero, y la corrosión de estos
refuerzos es la causa principal del deterioro de las mismas. Entre los problemas más
importantes para el mantenimiento de la integridad estructural de las obras civiles como son
puentes, túneles, carreteras, muelles, etcétera, de un país está la corrosión de las varillas de
los sistemas de concreto reforzado. El informe Hoar calculó pérdidas por corrosión de 250
millones de libras esterlinas en el sector de la construcción del Reino Unido, las que
constituían 18 por ciento del total para el año 1971. Con este ejemplo queda claro el orden
de magnitud y el tamaño del problema al que nos referimos.
Las primeras observaciones de corrosión del acero embebido en el concreto fueron
hechas a principios de este siglo, principalmente en ambientes marinos y plantas químicas.
Sin embargo, sólo a mediados del mismo se inició el estudio sistemático de este problema
que ha llegado a ocupar un lugar muy importante dentro de las investigaciones sobre
corrosión en el nivel mundial, por los problemas y tipos de estructuras involucrados.
Corrosión y protección del concreto y acero de refuerzos:
La corrosión del acero es el ataque destructivo del material por reacción química o
electroquímica cuando éste interactúa con el medio ambiente. Implica graves riesgos
cuando se trata de acero estructural, es decir, cuando estamos hablando de varilla que forma
parte de una estructura de concreto. Pero ¿por qué razón se presenta este fenómeno? Pues
bien, para entender este proceso es necesario saber que el acero es una aleación de hierro y
carbono.
El estado natural del hierro generalmente es un óxido llamado hematita (Fe2 O3),
este mineral sufre un proceso de refinación para liberar al hierro del oxígeno aplicando una
gran cantidad de energía en forma de calor. El producto final tiene una mayor energía que
el original y resulta en un material termodinámicamente inestable. Por esta razón, el acero
tratará de regresar a su estado primitivo y de menor energía, es decir, en forma de óxido.
Cuando las varillas de acero están embebidas en el concreto éstas se encuentran
protegidas de la corrosión gracias al recubrimiento de concreto que forma una barrera
contra la acción del agua y el oxígeno presentes en el medio. Este recubrimiento es eficaz
en función de su espesor y de la calidad del concreto. Por otro lado, el acero está
salvaguardado de la corrosión por el ambiente altamente alcalino (pH > 13), generado por
los productos de la mezcla agua/cemento que además forman una capa de óxido sobre la
superficie de las varillas manteniéndolas pasivadas por largo tiempo.
Sin embargo, en su interacción con el medio existen varios factores que pueden
llegar a desencadenar la reactivación del proceso de corrosión del acero. Este fenómeno se
hace más latente en los ambientes marinos y/o urbanos en los que hay presencia de iones
cloruro (Cl-, anión inorgánico presente en agua), y gases atmosféricos como el CO2 y SOₓ
que pueden ser contaminantes peligrosos no solo para los materiales y el medio ambiente
sino también para la salud.
En los ambientes marinos, el ingreso de iones cloruro a través de los poros del
concreto induce a la corrosión del acero principalmente cuando las estructuras están sujetas
a periodos de humedad y secado. En estos ambientes los iones Cl tienden a destruir la⁻
capa de óxido que pasiva al refuerzo de tal manera que la superficie del acero se activa
produciendo una corrosión en un punto específico (corrosión localizada por picadura).
En los ambientes urbanos densamente poblados, el uso excesivo del automóvil, la
quema de combustibles fósiles y la destrucción de bosques enteros incrementan
vertiginosamente los niveles de CO₂ en la atmósfera, que en combinación con la humedad
reaccionan con los productos de la pasta agua/cemento disminuyendo la alcalinidad del
concreto (pH < 10). A este proceso se le conoce con el nombre de carbonatación del
concreto.
Independientemente de las causas, cuando el acero de refuerzo se corroe se
disminuye su sección trasversal y al mismo tiempo la herrumbre que se produce alrededor
del material propicia aumentos de volumen que se traducen en tensiones provocando
agrietamientos en el concreto, además de disminuir la adherencia y la resistencia del
material.
Las manifestaciones externas de una corrosión avanzada de la varilla en una
construcción, son: manchas de óxido en la superficie del concreto, agrietamientos
acompañados de delaminación o incluso desprendimiento del recubrimiento. Si el proceso
continúa llegará un momento en el que la varilla desaparecerá por completo y, desde luego,
pone en riesgo la estructura.
A nivel mundial, esta situación ha ocasionado grandes pérdidas económicas
estimadas entre el 2 y 5% del PIB de cada país. La economía se ve afectada ya sea por la
reparación de las superficies dañadas o por elementos estructurales que llegan a fallar, es
decir el derrumbe de la estructura. Por esta razón, diversas entidades han realizado estudios
que los conduzcan a determinar el origen, efectos y posibles soluciones para contrarrestar el
problema de la corrosión en estructuras de concreto reforzado.
Algunos de estos organismos son: la Portland Cement Association (PCA);
American Concrete Institute (ACI); American Society for Testing and Materials (ASTM);
The National Association of Corrosion Engineers (NACE International) y Réunion
Internationale des Laboratoires et Experts des Matériaux, Systèmes de Constructions et
Ouvrages' (RILEM).
A través de las investigaciones se han llegado a establecer los factores principales
que influyen en el desarrollo del proceso de corrosión en el acero de refuerzo del concreto,
siendo estos:
Factores que dependen directamente de la calidad del concreto: la relación A/C, la
cantidad y tipo de cemento usado, características de los agregados y su proporción, uso de
aditivos, la compactación, el curado, la porosidad y permeabilidad, entre otros.
Factores que dependen del uso de la estructura, como son: solicitaciones
accidentales o diferentes a las calculadas originalmente, cambio de uso de suelo.
Factores dependientes del entorno de servicio: temperatura, humedad relativa,
contaminación ambiental, vientos dominantes, presencia de iones cloruro, etc.
Todos estos factores en forma aislada o combinada resultan en una estructura con
mayor o menor durabilidad. En general, para alcanzar un concreto durable será necesario
cuidar que los componentes del material sean sanos y resistentes además de vigilar los
métodos de proporcionamiento empleados; las técnicas de compactación y curado
aplicadas; así como el considerar las características del entorno en el que se construye la
estructura, las condiciones de contacto y de servicio.
A la par de los aspectos antes mencionados, es recomendable implementar
programas de inspección y mantenimiento para controlar los posibles trabajos de
saneamiento o reparación de defectos en caso de presentarse, buscando siempre el
garantizar la conservación y el buen funcionamiento de la estructura.
Corrosión del acero de refuerzo en concreto
El concreto junto con las varillas de acero forma el sistema conocido como concreto
reforzado, que presenta excelentes propiedades mecánicas a la tensión y a la compresión
gracias a sus elementos constitutivos. Además de esto, el pH del concreto
(aproximadamente 12.5) ofrece condiciones ideales para la pasivación del acero. Por lo
tanto, el concreto fabricado con cemento portland proporciona a los materiales embebidos
en él una protección adecuada contra la corrosión. Se puede atribuir esta protección a la
elevada alcalinidad del concreto y a su resistencia eléctrica específica, la cual es
relativamente alta en condiciones de exposición atmosférica.
Para que se forme una celda de corrosión en el concreto es necesaria la presencia de
un electrolito, que es una solución capaz de conducir la corriente eléctrica por medio de un
flujo de iones. Cualquier concreto húmedo contiene suficiente electrolito para conducir una
corriente que puede causar corrosión, mientras más seco esté un concreto, menor será su
conductividad. Las reacciones involucradas en el proceso son como sigue:
La reacción anódica, en la cual el hierro se oxida a iones ferrosos: Fe → Fe2+ + 2e-
La reacción catódica, en la cual el oxígeno se reduce a iones OH -: 1/2 H2O + 1/4
O2 + e- → OH-
En una segunda etapa, el ion Fe2+ disuelto reacciona con otros aniones del agua y se
transforma en óxidos de hierro por un número de reacciones complejas, formando la capa
pasivante lo suficientemente compacta para evitar que continúe el ataque en la superficie.
Las reacciones de hidratación que se llevan a cabo en el cemento durante el curado son de
gran interés e importancia ya que uno de los productos de éstas, se encuentra directamente
relacionado con la protección que el concreto proporciona a las estructuras de acero
reforzado. Los silicatos del cemento producen con el agua el principal cementante e
hidróxido de calcio, cuya cantidad es generalmente suficiente para mantener un pH
alrededor de 13 en la solución contenida en los poros del concreto, independientemente del
contenido de humedad.
El grado de protección que puede dar un concreto es, con frecuencia, una función de
la calidad, del espesor del recubrimiento y de seguir buenas prácticas constructivas. Sin
embargo, a pesar de la protección contra la corrosión que usualmente proporciona el
concreto, se tiene noticia de un número desconcertante de casos de corrosión de aceros
ahogados en el concreto, la que sucede cuando se hallan presentes cloruros u otros iones
agresivos que estimulan la corrosión. La presencia de estos agentes agresivos puede
provenir de las mismas adiciones hechas al concreto durante su preparación –por ejemplo,
acelerantes del curado–, durante la preparación con agua que contiene altas concentraciones
de cloruros, o bien del medio ambiente externo; ellos se difunden a través del concreto,
atacan el metal y producen óxidos con volumen mayor que el metal original, originando
con esto grandes presiones internas, suficientes para fracturar el concreto.
Los procesos de corrosión de refuerzos metálicos embebidos en concreto son por lo
tanto de naturaleza muy compleja, aun en los casos más simples. Tales procesos están
influidos por numerosos factores que dependen de la composición química del concreto, la
metalurgia del refuerzo, la mecánica del sistema, el ambiente, el uso de aditivos, etcétera.
Factores dependientes
del concreto
Factores dependientes del
refuerzo metálico
Factores dependientes del medio de
servicio
Permeabilidad,
porosidad,
recubrimientos, tipos de
cemento, agregados,
aditivos y puesta en
obra.
Naturaleza física y química
del refuerzo, condición
superficial del mismo (óxido
superficial, recubrimientos,
etc.), solicitaciones
mecánicas (tensión,
compresión y torsión).
Humedad relativa, temperatura,
degradación biológica, acción de
diversas sustancias (Cl-, O2, SO4,
SO2y CO2), corrientes parásitas y
protección catódica.
Métodos de Protección
Existen diferentes opciones para el control de la corrosión de estructuras embebidas
en concreto, que se basan en:
La selección de materiales mejores y más resistentes a la corrosión.
La existencia de una barrera física entre el metal y el ambiente o el concreto y el
ambiente.
La modificación de las condiciones ambientales.
Una combinación de las anteriores.
Ninguna de las tres primeras ha sido efectiva en todos los casos por lo que muchas
veces se ha adoptado la cuarta opción.
Diseño y construcción del concreto
La primera y más elemental forma de evitar la corrosión está dada por el buen
diseño y las prácticas de construcción adecuadas. El concreto en sí es una barrera física que
protege al acero por su baja conductividad, por lo que el grosor de la capa de concreto
puede reducir las condiciones de agresividad; lamentablemente muchas veces esto no es ni
económica ni técnicamente factible. El uso de materiales tales como el acero pretensado en
lugar de varillas convencionales es otra opción, pero existe preocupación por la posibilidad
de que la corrosión cause una reducción en la sección transversal, con la consecuencia de
falla del acero; además, esto conllevaría el riesgo de corrosión bajo tensión y
corrosión bajo fatiga en los casos en que las estructuras estuvieran sujetas a grandes
tensiones o esfuerzos cíclicos. El uso de aditivos como acelerantes del curado que
contengan cloruros, como el cloruro de calcio, debe evitarse.
Otro método utilizado es aquel que aísla las fuentes externas de cloruros del
concreto como son algunas membranas impermeables al agua y al ingreso de cloruros,
prefabricadas o aplicadas en forma líquida. Las más sencillas de aplicar son las de
aplicación líquida, aunque su calidad las hace menos eficientes. Una opción es el uso de
polímeros impregnados en los poros del concreto o bien aplicados como capas sobre el
concreto, los cuales son casi impermeables, fuertes y durables. Es indispensable que el
concreto esté seco durante su aplicación y a la vez hay que prevenir la evaporación del
monómero además de una rápida polimerización. Los resultados en campo no han sido
siempre satisfactorios. Como práctica de construcción extra se utilizan sobrecapas de
cemento portland sobre el concreto reforzado nuevo, las cuales brindan protección extra a
la penetración de los cloruros.
Protección del acero de refuerzo
Para prevenir la corrosión del acero en el concreto se utilizan materiales más
resistentes a la corrosión o se protege el acero convencional recubriéndolo para aislarlo del
contacto con el oxígeno, la humedad o los cloruros, o modificando su potencial
electroquímico. Los aceros patinables no son adecuados en el medio concreto, y los
inoxidables se utilizan en casos especiales, pero ambas opciones resultan caras en la mayor
parte de las aplicaciones comunes.
Los recubrimientos metálicos utilizados se dividen en nobles y de sacrificio. Estos
últimos aprovechan el principio de la corrosión galvánica para proteger el acero. Los
recubrimientos nobles, como son los de cobre o níquel, sólo protegen al acero siempre y
cuando el recubrimiento no esté dañado ya que el acero es anódico respecto a estos
materiales. De todos estos recubrimientos el galvanizado de zinc es el comúnmente más
utilizado; sin embargo, aun en este caso los resultados no han sido del todo satisfactorios ya
que retrasan la corrosión de las estructuras y la consecuente fractura del concreto, pero no
la previenen.
Se han evaluado diferentes recubrimientos no metálicos, pero de éstos sólo se
utilizan los epóxicos aplicados por fusión en caliente. Éstos se aplican a superficies
perfectamente limpias, aislándolas de la humedad, el oxígeno y los cloruros. El uso de este
método de control se ha ido extendiendo: su principal problema es el daño que sufre el
recubrimiento durante el manejo y transportación del material recubierto.
También se han empleado químicos llamados inhibidores de la corrosión,
mezclados en el concreto. Los principales son compuestos a base de cromatos, fosfatos,
nitritos, etcétera. Algunos han dado resultados negativos ya que reducen las propiedades a
la compresión del concreto, aunque previenen la corrosión del acero. El nitrito de calcio
parece el inhibidor más adecuado en la actualidad.
La protección catódica parece un método viable para la protección del acero
embebido en concreto, sin embargo, a la fecha se ha utilizado en estructuras existentes y no
en nuevas construcciones. De las dos formas de protección catódica la más utilizada es la
de corriente impresa, aunque la de ánodos de sacrificio ha dado buenos resultados en
reparaciones realizadas a las estructuras de concreto. Se realizan en la actualidad estudios
para estandarizar los criterios de protección.
Electrolito.
Para que se complete el circuito eléctrico la superficie metálica, tanto como el cátodo como el ánodo, deben estar cubiertas por una solución conductora de electricidad, es decir, de electrolito. El electrolito conduce la corriente del ánodo al cátodo y luego vuelve al ánodo a través del metal, completando el circuito.
La combinación de estos tres componentes es conocido como celdas de corrosión.
Proyección ortogonal
La proyección ortogonal abarcará los diversos trazos y normas para una buena representación en el sistema ortogonal. El conocimiento de las proyecciones, tanto ortogonales como oblicuas y cónicas son de importancia, porque al dominarlas perfectamente se poseerá una base sólida para una comprensión mejor de la geometría
descriptiva. También, los diversos tipos de proyecciones como la del punto en el espacio y sus diversas posiciones con sus respectivos ejercicios, la proyección de la recta y sus diversas posiciones con las actividades que ayudan a comprender mejor la proyección. El rebatimiento de los planos trata sobre la rotación de los planos sobre sus ejes de forma tal que coincidan en un plano único el cual ayuda a representar fácilmente las vistas principales de un modelo sin que sufra deformaciones ópticas.
Las proyecciones ortogonales tienen su origen en el siglo XVIII. Su inventor fue Gaspas Monge (1746 - 1818). El conocimiento de las proyecciones, tanto ortogonales como oblicuas y cónicas, son de importancia como base para luego poder comprender la geometría descriptiva. El dibujo de proyección es un elemento esencial en cualquier industria, ya que todo producto elaborado debe pasar primero por una fase de proyecto donde se realizan los diferentes dibujos necesarios para la fabricación.
Gaspas Monge
La proyección ortogonal es el método que se utiliza para representar la forma exacta de un modelo por medio de dos o más vistas sobre planos que forman ángulos rectos entre sí. Una proyección es ortogonal cuando su dirección es perpendicular al plano de proyección. La proyección se obtiene por la intersección de las perpendiculares trazadas desde el modelo sobre los planos de proyección.
Los puntos de intersección entre las rectas y el plano, constituyen proyecciones de los diferentes puntos del cuerpo, y al ser unidos mediante líneas, nos darán la proyección o imagen del mencionado cuerpo. Las rectas que van del foco al plano de proyección se denominan planos proyectantes. Cuando el foco o punto de origen está situado en el infinito, las proyectantes serán líneas paralelas, por lo cual las proyecciones así originadas reciben el nombre de cilíndricas. Esas líneas proyectantes pueden incidir en el plano de proyección en forma oblicua o perpendicular.
El sistema diédrico es una proyección ortogonal en la que se utilizan dos planos de proyección, uno horizontal (P.H.) y otro vertical (P.V.) que forman un ángulo diedro recto. Las proyecciones toman su nombre de estos dos planos, llamándose proyección horizontal a la que se encuentra en dicho plano, y proyección vertical a la que se halla en el plano del mismo nombre.
Como los dos planos se extienden al infinito y dividen el espacio en cuatro ángulos diedros, enumerados a partir del superior, se denominan cuadrantes. La intersección de los dos planos se denominan línea de tierra y se representa por las letras LT, XY o también dos guiones, uno a cada extremo.
Se ha señalado que el objetivo de la geometría descriptiva es representar sobre un plano figuras del espacio. Sin embargo en el sistema diédrico, se mencionan dos planos de proyección. Para obtener esa condición se recurre al artificio de hacer que el plano vertical gire 90º alrededor de la línea de tierra, hasta que los cuadrantes 1 y 3 se conviertan en ángulos llanos. Así se obtiene un solo plano que sería el papel de dibujo o el pizarrón.
Al reducir los dos planos de proyección a uno solo, éste queda dividido en dos partes por la línea de tierra: la superior corresponderá al plano vertical y la inferior al plano horizontal. También es necesario tener en cuenta que las proyecciones vertical y horizontal de un punto se corresponden mediante una recta perpendicular a la línea de tierra que recibe el nombre de línea de correspondencia.
En algunas ocasiones, para dar una idea más completa de un cuerpo, es conveniente recurrir a un tercer plano de proyección, perpendicular a los primeros y denominado plano de perfil o plano lateral. El crecido número de líneas que aparece en este sistema hace posible la confusión de ellas, por lo cual es conveniente diferenciar los trazos de acuerdo a la finalidad de cada uno de ellos. Es aconsejable, aunque no imprescindible, atenerse a las siguientes normas:
Plano Vertical: corresponde a la elevación o alzado de modelo.
Plano Horizontal: corresponde a la vista superior o plana del modelo.
Plano Lateral: corresponde a la vista lateral en el modelo.
Proyecciones del Punto El punto puede ocupar tres posiciones diferentes dentro del primer diedro:
1. Separado de los planos de proyección.
2. Situado en uno de los planos de proyección.
3. Situado en la línea de tierra.
Se ha convenido en el dibujo técnico representar al punto con una letra mayúscula (por ejemplo A), mientras que sus proyecciones se representan con la misma letra pero en minúscula (por ejemplo a). La proyección vertical llevará la minúscula afectada de una comilla (por ejemplo a'), la de perfil dos comillas (por ejemplo a'') y la horizontal ninguna (por ejemplo a). A continuación algunas representaciones de puntos, se pueden realizar como ejercicios, en papel, siguiendo la descripción y verificando con la imagen.
Representaciones de puntosSeparados de un plano de proyección:El punto A se ubica en el primer diedro. Se trazan perpendiculares desde el punto hasta los planos horizontales, obteniéndose los puntos a y a' respectivamente, en la intersección de las rectas con los planos. La proyección horizontal desde el punto a y la vertical a'.
Los proyectantes Aa' y Aa, forman junto con las rectas a'n y an un plano perpendicular a la línea de tierra, por lo tanto al hacer girar el plano vertical, a'n y an pasaran a formar una sola recta que es la línea de correspondencia. Las coordenadas del punto, la longitud de las proyectantes, reciben el nombre de cotas o alturas cuando se indica la elevación del punto sobre el plano horizontal (Aa), y distancia o alejamiento a la separación del plano vertical (Aa').
Situado sobre uno de los planos de proyección: en el caso de que el punto se encuentre en el plano vertical, como el punto A, su proyección vertical será igual a cero, y por lo tanto el punto será la proyección a'. La horizontala se encontrará en la línea de tierra. Cuando el punto se encuentre en el plano horizontal, sucede lo contrario, la proyección horizontal b es cero y la vertical b' se encuentra en la línea de tierra.
Sobre la línea de tierra: cuando el punto se encuentra en la línea de tierra, está situado al mismo tiempo sobre los dos planos y sus proyecciones aa' coinciden con él.
Proyección relativa de dos puntos:dos puntos A y B, ubicados en dos lugares diferentes del diedro. Al realizar las respectivas proyecciones, aa' y bb' se observa que la cota y el alejamiento de una de las proyecciones son diferentes de las de la otra proyección, por lo tanto conociendo el valor de esas coordenadas, se puede realizar la proyección de uno con respecto a otro. Según la posición del punto en el espacio, será la posición de sus proyecciones.
Proyecciones de la rectaLa proyección de una recta será otra recta que pase por las proyecciones de sus puntos extremos. Así en la proyección de la recta AB, será una recta que pase por los puntos a y b, proyecciones de los puntos extremos de ella. Al mismo tiempo se puede observar que las proyectantes de los puntos A y B forman dos planos que son paralelos a los de proyección: los planos AB - ab y AB - a'b' llamados planos proyectantes de la recta.
A continuación algunas representaciones de rectas que se pueden realizar como ejercicios, en papel, siguiendo la descripción y verificando con la imagen.Proyección de una rectaParalela con respecto a un plano:Se procede como la proyección de una recta y se obtiene la proyección ab, la proyección de una recta paralela con respecto a un plano será de igual magnitud que la recta.
Oblicua con respecto a un plano:Siendo AB la recta oblicua se bajan las proyectantes Aa y Bb, perpendiculares al plano, obteniéndose así las proyecciones de A y B. Al unir a con b mediante una recta se obtiene la proyección deseada. La proyección de una recta oblicua a un plano será de menor magnitud que la recta.
Perpendicular mediante a un plano:Las proyecciones de A y B coinciden en un solo punto del plano debido a que las proyectantes Aay Bb por ser perpendiculares al plano, siguen la misma dirección de la recta AB. Cualquier otro punto de la recta se proyectará también en ab. La proyección de una recta perpendicular a un plano será igual a un punto.
Posición de una recta con respecto a dos planos de proyección: Una recta ubicada en el primer ángulo diedro puede ocupar las posiciones descritas a continuación. Estas descripciones pueden realizarse como ejercicios, en papel, y verificarse con la imagen.Representación de una recta paralela a
Los dos planos de proyección:
Sea AB la recta paralela a los dos planos de proyección. Se determinan las dos proyecciones horizontales ab y las verticales a'b' de los puntos extremos A y B de la recta. Se unen esas proyecciones mediante rectas para obtener ab en proyección horizontal y a'b' en proyección vertical de la recta dada. Tanto en la proyección horizontal como vertical son paralelas a la línea de tierra y de igual magnitud que la recta.
Un plano y perpendicular al otro: dentro de esta posición caben dos variaciones:
que la recta sea paralela al plano horizontal y perpendicular al plano vertical, también llamada recta de punta, o
que sea paralela al plano vertical y perpendicular al plano horizontal denominada recta vertical.
Tanto en una variación como en la otra las proyecciones coinciden en un solo punto sobre el plano al cual la recta es perpendicular, debido a que las proyectantes también son perpendiculares a dicho plano.
Un plano y situada sobre el otro: También en esta posición se representan dos variaciones:
cuando la recta está en el plano vertical y cuando lo está en el horizontal.
En ambos casos la recta contenida en el plano es su propia proyección sobre ese plano, mientras que la correspondiente al plano opuesto queda en la línea de tierra. Así en la figura, la recta AB es su misma proyección horizontal ab, mientras que a'b', proyección vertical, se encuentra en la línea de tierra.
Un plano y oblicua al otro: Este caso presenta la posibilidad de que la recta sea paralela al plano vertical o al horizontal y oblicua al plano contrario. En cualquiera de las dos circunstancias, una proyección será paralela a la línea de tierra, mientras que la otra será oblicua a dicha línea.
La proyección paralela a la línea de tierra es de menor magnitud que la recta, mientras que la oblicua es de una magnitud igual. En la figura,b'a' es la proyección vertical de AB, recta oblicua al plano vertical, mientras que ab es la proyección horizontal. La recta CD se le denomina recta frontal, por ser paralela al plano vertical, y por ser paralela al plano horizontal la recta ABserá una recta horizontal.
Oblicua a un plano y situada sobre el otro: La recta oblicua podrá estar situada en el plano vertical AB o en el plano horizontal CD. En la primera de estas situaciones las proyectantes equivalen a cero, por lo cual la proyección vertical a'b' es la misma recta AB, mientras que la proyección horizontal ab se encuentra en la línea de tierra. Cuando la recta se halla contenida en el plano horizontal, su proyección vertical c'd'coincide con la línea de tierra y la horizontal cdse confunde con la misma recta CD.
Perpendicular a un plano y situada sobre el otro: este caso se asemeja a la representación de una recta paralela a un plano y perpendicular al otro, con la única diferencia de que la recta perpendicular está contenida en uno de los planos de proyección, por lo tanto la recta será su propia proyección en uno de los planos, mientras que la otra proyección será un punto situado sobre la línea de tierra
Oblicua a los dos planos de proyección:siendo AB la recta oblicua a los planos, se determina las proyecciones horizontales y verticales de los puntos extremos AB, se obtienen así ab y a'b', que al ser unidas mediante rectas señalarán las proyecciones buscadas.Tanto la proyección vertical como la horizontal serán oblicuas a la línea de tierra y de menor magnitud que la recta dada.
Perpendicular a la línea de tierra y oblicua a los dos planos: la recta dada ABjunto con sus proyecciones b'a' y ab, forman un solo plano proyectante, por lo tanto las proyecciones serán perpendiculares a la línea de tierra. Si la recta dada corta a la línea de tierra, sus proyecciones forman una recta continua que cortan también perpendicularmente a la línea de tierra. Este tipo de recta se denomina recta de perfil porque está contenida en un plano de perfil.
Situada sobre la línea de tierra: en este caso muy especial, las proyectantes de la recta son nulas coincidiendo ambas en la línea de tierra, es decir, que las proyecciones se confunden con la propia recta.
Rebatimiento de los PlanosRebatir los planos del ángulo diedro (que está en el espacio) consiste en rotarlos sobre los ejes en forma tal que coincidan en un plano único, esto permitirá representar fácilmente las vistas principales de un modelo sin que sufra deformaciones ópticas. A continuación los pasos para realizar el rebatimiento de planos: