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Introducción
E
l hecho de que los metales, cuyo consumo es una medida de la civilización y la cultura sólo puedan obtenerse de sus menas a costa de grandes aportes de energía, indica que se emplean en un estado metaestable, de violencia, y cuando ésta violencia se elimina vuelven a perderse, lo que justifica los fenómenos de corrosión y sus efectos. Se ha llegado a la conclusión de que , aunque se tomen todas las previsiones posibles, posibles, no se puede impedir completamente las pérdidas de metales por corrosión, pero cabe lograr una disminución en la magnitud de los perjuicios, y esto basta para que todos los esfuerzos sean justificados. El conocimiento de los fenómenos de corrosión y la puesta a punto punto de medida medidass eficac eficaces es contra contra ella ella es una eige eigenci ncia a económ económic ica a mundia mundial,l, como como consecuencia del enorme consumo de los materiales met!licos." El problema de la estabilidad de los metales no solo es de importancia económica, sino vital para la independencia de una #ación, porque permite asegurar el suministro, de las muchas veces escasas, materias primas a través del ahorro que supone el aumento de la vida vida $til $til de los los prod produc ucto toss manu manufa factu ctura rado dos, s, el aume aument nto o de su valo valorr come comerc rcia iall y el incremento del aprovechamiento productivo del trabajo de los hombres." %n gran porcentaje de la producción mundial de hierro &acero' se emplea en reponer la enorme cantidad de metal que se pierde a causa de la corrosión. Son miles de millones de dólares el importe de los da(os causados y los medios que se utilizan para prevenirla por a(o a causa de la corrosión." %n aspecto de importancia primordial en el estudio de la estabilidad de los metales es que sus consecuencias no son directamente calculables son los referidos a la integridad física de las personas. )am!s se conocer! el costo de las heridas recibidas y de las pérdidas de vidas causadas en accidentes atribuidos a la corrosión." *entro de los accidentes m!s notables causados por la corrosión, pueden citarse+ el derrumbe de un puente y sus consecuencias, el accidente causado por una escalera oidada, el estallido de una tubería de una caldera, la rotura de una ca(ería que transporta !cido o material inflamable, el desprendimiento de un ala de un avión, etc. Estos son algunos de los accidentes que puede causar esta enfermedad rastrera que siempre tiende a nulificar el trabajo del hombre." a corros corrosión ión met!l met!lica ica es el desga desgaste ste superf superfici icial al que que sucede sucede cuando cuando los los metal metales es se eponen a ambientes reactivos. os compuestos químicos que constituyen los productos de tal desgas desgaste te son parie pariente ntess cercan cercanos os de las rocas rocas minera minerale less metal metalífe íferas ras que que se encue encuentr ntran an en la cortez corteza a terres terrestre tre.. En otras otras palab palabras ras,, las reacci reaccione oness de corros corrosión ión ocasionan que los metales regresen a sus menas originales." - temperaturas superiores a //01, eiste una reactividad significativa de la mayoría de los meta metalles en aire seco eco y la rap rapidez dez y magn agnitud tud de la reac reacci ció ón aumen mentan tan progresivamente, tanto se incrementa la temperatura como si el aire es contaminado por otros gases. 2uede decirse que el grado de desgaste depende principalmente de las propiedades de conducción iónica del producto de corrosión, en el caso en que este esté presente como una capa sólida+ y por su resistencia mec!nica y adherencia al metal subyacente." - las temperaturas a las que el agua es líquida, el proceso de corrosión que predomina predomina es el electroquímico, el desgaste met!lico se produce por disolución anódica." anódica." - temperatura t emperatura ambiente, el progreso de la corrosión electroquímica electroquímica est! determinado por un grupo de factores, entre los cuales, tiene primordial importancia la naturaleza &agres &agresivi ividad dad y concen concentra tració ción' n' de cualq cualquie uiera ra de los reacti reactivos vos oida oidante ntess que estén estén presentes. 2ero 2ero a difer diferenc encia ia de la corro corrosió sión n a tempe temperat ratur ura a eleva elevada, da, la rapide rapidezz de la corros corrosió ión n electroquímica no est! sólo determinada por las propiedades conductoras de las capas
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superf superfic icial iales es formad formadas, as, sino sino tambié también n por por factor factores es cinéti cinéticos cos,, tal como como reacc reaccion iones es de transferencia de electrones, la cual ocurre muy lentamente a bajas t emperaturas." emperaturas." C!"i#ic!ción d$ o" %roc$"o" d$ corro"ión& 2ara su estudio los procesos de corrosión pueden ser clasificados seg$n en el medio que se desarrollan o seg$n su morfología. %na de las clasificaciones clasificaciones podría ser3 4. 1lasificación seg$n el medio3 Corro"ión Qu'(ic!3 Qu'(ic!3 son aquellos casos en que el metal reacciona con un medio no iónico & por ejemplo oidación en aire a alta temperatura, reacción con una solución de yodo en tetracloruro de carbono, etc'." Corro"ión E$ctro)u'(ic!3 E$ctro)u'(ic!3 considerados desde el punto de vista de la participación de iones met!licos, todos los procesos de corrosión son electroquímicos. Sin embargo, es usual designar corrosión electroquímica a la que implica un transporte simult!neo de electricidad a través de un electrolito. - este grupo pertenecen la corrosión en soluciones salinas y agua de mar, la corrosión atmosférica, en suelos, etc." Corro"ión Corro"ión Micro*ioó+ic Micro*ioó+ic!! 3la corro corrosió sión n puede puede acele acelerar rarse se debid debido o a la presen presencia cia de organism organismos os microbia microbianos, nos, ya sea porque porque estos estos fabrican fabrican especies especies agresivas agresivas o porque porque act$an como catalizadores de las reacciones. a mayoría de los organismos activos son bacterias que reducen u oidan compuestos de azufre como parte de su metabolismo." Corro"ión Qu'(ic! Espesores de óido3 -l eponerse una superficie met!lica limpia a la acción del oígeno, el metal comenzar! a reaccionar con éste y formar! óidos. Seg$n la temperatura del ensayo y la concentración de oidantes se observar!n diferentes comportamientos." - baja temperatura, la primera etap etapa a ser! ser! la form formac ació ión n de una una capa capa adso adsorb rbid ida a de oíg oígen eno. o. Si la temp temper erat atur ura a es sufici suficient enteme emente nte baja baja o la concen concentra traci ción ón de oida oidante nte es escasa escasa,, la reacci reacción ón puede puede detenerse después de formar esa capa adsorbida." - mayor concentración y temperatura del oidante se forma una película de óido, cuyo espesor varía seg$n las condiciones." Es usual diferenciar las películas delgadas de las gruesas, para estudiar el crecimiento de los óidos. 1omo clasificación arbitraria podemos definir óidos delgados aquellos que tienen un espesor de 4/// - y óidos gruesos los que tienen un espesor mayor. 5asta no hace mucho tiempo se creía que las películas delgadas crecían en forma continua a partir de la capa adsorbida, se suponía también que el espesor de la película era uniforme. Se demostró m!s tarde que la oidación como en la sulfuración de metales, durante el crecimiento de la película forma óidos y sulfuros respectivamente. Se trata de un proceso de nucleación homogénea que depende de la temperatura y presión del oidante. Su eistencia define propiedades importantes tales como tetura, estructura y de los óidos m!s gruesos."
1apas gruesas y transporte3 t ransporte3
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El metal y el oígeno comenzar!n a reaccionar formado óidos que, si no son vol!tiles, se acumular!n sobre la superficie met!lica. -l igual que con las películas delgadas, delgadas, la primera etapa es la formación de n$cleos y posterior crecimiento." Si la película es porosa y permite el libre acceso del oígeno hasta el metal, el ataque continuar! constante hasta consumir el metal o agotar el oígeno. Se comportan de esta manera, los metales alcalino alcalino y alcalino térreos, & #a, 6, 1a, 7a, etc'." Se ha comprobado que el crecimiento de los óidos est! gobernado por difusión y que al disponer en un par de ejes coordenados las variables aumento de peso vs. tiempo, estas responden a una ley parabólica. 1uando el metal puede presentar varias valencias el óido formado durante la oidación suele ser bastante complejo. 2or ejemplo, el hierro en aire y a temperatura de 8//01, forma una película de óido de la siguiente estructura3 5ierro
9e:
9e;:<
α "
9e:;
-ire
Estructura y estequiometría de los óidos3 =anto =anto en sulfur sulfuros os como como en óido óidos, s, los los anion aniones es se presen presentan tan como como un apila apilamie miento nto compac compacto to de esfer esferas as de igual igual di!me di!metro tro.. os catio cationes nes se halla hallan n distr distribu ibuid idos os en los intersticios de dicho apilamiento apilamiento compacto. Estas estructuras no son perfectas y la relación en estos sólidos, entre cationes y aniones no son estequiométricas." 1uando un óido met!lico est! en contacto con alguno de sus componentes &metal u oígeno', no se puede llegar al equilibrio termodin!mico a menos que el óido deje de ser estequiométrico &es decir que tenga alguno de sus componentes en eceso respecto a lo indicado en la fórmula química'. - pesar de que al introducir introducir un componente componente en eceso se produce un consumo de energía, hay también un aumento de entropía en el sistema. El resultado de ambos ambos hace que la energía libre libre presente un mínimo para para un cierto grado de no estequiometría. En dicho punto se alcanza el equilibrio termodin!mico. El grado de no estequiometría estequiometría varía con la temperatura."
Corro"ión Micrio*ioó+ic! 1omo los microorganismos que participan en este proceso habitan en gran variedad de sistemas naturales en condiciones ambientales muy diversas sobreviviendo en presencia de niveles de nutrición muy bajos, los casos de corrosión debido a ellos son muy variados. 2uede decirse que salvo en aquellos casos en que las características físico " químicas del medio son incompatibles con la vida & altas temperaturas, bajo p5, concentración salina inhibitoria, etc.', es factible encontrar casos de corrosión microbiana en ambientes tan diferentes como suelos, agua dulce, sistemas de enfriamiento, tanques de almacenaje de combustible, combustible, estructura de piedra, etc." a corrosión microbiológica est! directamente vinculada con la electroquímica. En todos los casos se encuentra una zona anódica donde se produce un proceso de oidación que conduce a la disolución del metal &corrosión'+ mientras transcurre simult!neamente la reducción de alg$n otro componente del medio a través de la correspondiente reacción catódica. os m.o. participan del proceso en forma activa sin modificar la naturaleza electroquímica electroquímica del fenómeno." os os m.o. m.o. partic participa ipan n del del proces proceso o de corro corrosió sión3 n3 produ producie ciend ndo o sustan sustanci cias as corros corrosiva ivas, s, originadas en su crecimiento o metabolismo, que transforman un medio originalmente inerte en agresivo. :riginando celdas de aireación diferencial por efecto de un desigual consumo de : en zonas localizadas." localizadas."
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*estruyendo *estruyendo cubiertas protectoras sobre el metal, que son metabolizados por los m.o." 1onsumiendo 1onsumiendo sustancias inhibidoras de la corrosión y facilitando de esa forma la acción de iones agresivos agresivos presentes en el medio o producidos producidos por el metabolismo metabolismo microbiano+ como es el caso de la corrosión microbiológica microbiológica de aleaciones de aluminio en los sistemas agua > combustibles." !rtici%!ción d$ o" (icroor+!ni"(o" $n o" %roc$"o" d$ corro"ión & %na rese(a rese(a de la particip participació ación n de los microorga microorganism nismos os en los procesos procesos de corrosión corrosión analizada desde el punto de vista electroquímico y considerando los par!metros de esta naturaleza puesta en juego, permitiría establecer establecer los siguientes tipos de mecanismos3 M$c!ni"(o" )u$ in/oucr!n un! (odi#ic!ción d$ ! r$!cción !nódic!. !0. roducción d$ !nion$" !+r$"i/o" & Se pres presen enta ta en el caso caso de la prod produc ucci ción ón de sulf sulfur uros os por por parte parte de las las bact bacter eria iass sulfatorreductoras. Estos aniones son capaces de producir el picado del hierro y acero al carbono. *urante el picado, el metal sustituye la película de óido protector por otra poco protectora de S 9e. Esta $ltima puede retardar la velocidad de corrosión, pero la presencia de elevadas concentraciones de aniones cloruro la desestabiliza resultando una intensa disolución del metal." *0. roducción d$ ($t!*oito" )u$ #!ciit!n ! !cción d$ o" !nion$" !+r$"i/o"& En todos los casos de corrosión microbiológica en los diversos metales, el anión agresivo que que inic inicia ia el proc proces eso o de pica picado do es el clor clorur uro, o, pero pero su acci acción ón se ve faci facililita tado do por por metabolitos microbianos. microbianos. os sulfuros generados metabólicamente metabólicamente inestabilizan inestabilizan la película de óido facilitando el ataque de los aniones cloruros. El picado ocurre, por lo tanto a potenciales mas bajos que el que se observa en ausencia de microorganismos. c0. Con"u(o d$ ini*idor$"& as células vivas contienen cantidades importantes de # y 2, y bajos niveles de 1l . a fuente m!s com$n de 2 para los microorganismos es la de los aniones fosfatos que son inhibidores de la corrosión. 2or consiguiente, el consumo de fosfato por parte de los microo microorga rganis nismos mos result resulta a en un aument aumento o de la agresi agresivi vidad dad del del medio, medio, debido debido a que "; " disminuye disminuye la relación de concentraciones de 2: < > 1l . El anión #: ;", es un buen inhibidor de la corrosión en soluciones que contengan cloruros. Sin embargo algunos microorganismos, son capaces de utilizarlo como fuente de # , reduciéndolo a #5 1l". -mbos casos producen una disminución disminución en el potencial &Ep'." M$c!ni"(o" )u$ in/oucr!n un! (odi#ic!ción $n ! r$!cción c!tódic!& a producción de sustancias capaces de actuar como reactivos catódicos se presenta en el caso de presencia de bacterias sulfatorreductoras. a reducción de sulfatos en medio neutro por acción de estos microorganismos genera mezclas de S5 > S5". El !cido sulfídrico puede actuar como reactivo catódico3 e" ? S5
⇔
S5" ? 5
El S 9e formado durante la corrosión del 9e por estas bacterias también acelera la descarga del 5 ? para dar 5. a produc producci ción ón de !cidos !cidos org!n org!nico icoss por por parte parte de los los microo microorga rgani nismo smoss increm increment enta a la ? concentración de 5 capaces de reducirse a 5 , lo cual resulta en un incremento de la velocidad de la reacción catódica.
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Microor+!ni"(o" !"oci!do" ! c!"o" d$ corro"ión os microorganismos asociados generalmente al proceso de corrosión tienen un hecho com$n, el de formar parte o participar del ciclo del azufre en la naturaleza. En forma general, podemos distinguir bacterias oidantes &aeróbicas', y bacterias reductoras &anaerobias'." *entro del primer grupo el género m!s importante es el Thiobacillus y las especies relacionadas con los procesos de corrosión son3 Th. thipoparus, Th. concretivorus y Th. thio - oxidans ." El Th. thipoparus oida los tiosulfatos a sulfatos o azufre sin utilizar el tetraionato como intermediario. El Th. concretivorus oida también al sulfuro y al azufre, adem!s del tiosulfato, a través de la etapa del tetraionato. 2or $ltimo, Th. thio - oxidans produce como metabolito final !cido sulf$rico, originando una acidez local de /,8 unidades de p5, que eplica la alta agresividad del medio que alberga el crecimiento de los microorganismos y que es capaz de desintegrar estructuras de concreto, por ejemplo." *entro de las bacterias reductoras se pueden distinguir dos géneros3 Desulfovibrio y Desulfotomaculum . *e las especies pertenecientes al primero, cuatro de las cinco que componen el género se relacionan con procesos de corrosión." Son microorganismos anaerobios obligados, se caracterizan por participar del proceso de respiración denominado @ reducción de sulfatos desasimilatoriaA, donde el ión sulfato participa como aceptor de electrones." Bequieren una fuente org!nica de carbono & heterótrofos', y algunos pueden efectuar la reducción de sulfato a sulfuro por la capacidad de oidar directamente al hidrógeno mediante enzimas denominadas hidrogenasas." a capacidad de crecer en altas concentraciones salinas hace que se los encuentre con frecuencia en agua de mar o pozos de agua salada. Son capaces de soportar presiones elevadas y su crecimiento requiere condiciones reductoras severas." :tros microorganismos relacionados con los procesos de corrosión son las bacterias oidantes del hierro." as bacterias oidantes del hierro &ferrobacterias' transforman el 9e ? ? en 9e? ? ? , que se deposita generalmente como hidróido férrico hidratado." *esde el punto de vista de la corrosión, interesa fundamentalmente la familia Caulobacteriaceae + en ella merece considerarse los géneros Gallionella y Siderophacus. :tro tipo de bacterias oidantes del hierro, de importancia en la corrosión microbiológica, es =hiobacillus ferroidans, frecuente en las aguas de drenaje !cido de las minas. Se usa con fines de liiviación de minerales de escasa pureza. Es altamente aeróbico, autótrofo y crece a bajo p5. :ida el sulfato de ferroso a férrico." :tras de las bacterias oidantes del hierro pertenecen al género 1lamidobacteriaceae, crecen en agua dulce y poseen esporas móviles, las aguas en las que se desarrollan deben ser ricas en hierro y 1: . Son microorganismos aeróbicos y crecen mejor a un p5 alrededor de C. 9inalmente, las bacterias de la familia 1renothriaceae crecen en aguas estancadas o de río con materia org!nica." a importancia de las ferrobacterias en los procesos de corrosión est! ligada a la corrosión de tuberías de hierro en medios aeróbicos, donde su acción puede hallarse asociada a bacterias sulfatorreductoras presentes en zonas anaeróbicas de formaciones denominadas tubérculos." 2ara eplicar la corrosión microbiológica se deben buscar respuestas en las diversas propiedades que caracterizan a los microorganismos tales como3 velocidad de
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reproducción, gran relación superficie > volumen, gran intercambio de materia con el medio, con los consiguientes efectos sobre el mismo." Si tenemos en cuenta que la mayoría de los procesos de corrosión debidos a microorganismos son de naturaleza localizada, podremos tener una visión global de la gravedad del ataque al metal en estos casos." a interacción entre el microorganismo y el metal juega un papel muy importante que no debe dejar de considerarse. Deneralmente el nivel nutricional de muchos h!bitats microbianos es demasiado bajo para sustentar un crecimiento activo de los microorganismos. Este es uno de los factores que determinan la orientación selectiva de los microorganismos hacia superficies donde iones, macromoléculas y coloides est!n concentrados en la interfase sólido " líquido. :tro factor importante es la modificación de la energía libre superficial de la interfase, por la adsorción espont!nea de películas macromoleculares que adecuan la superficie a una colonización bacteriana posterior. El movimiento de los microorganismos en el medio líquido de cualquier ecosistema puede ser activo &mediante cilios o flagelos' o pasivo &mediante alguna corriente o flujo'. 1erca de la interfase sólido " líquido intervienen fuerzas de corto alcance tales como fuerzas de an der Faals , hidrofóbicas, etc capaces de retener a los m.o. sobre la superficie. #o obstante, la remoción de los mismos es sencilla en esta etapa denominada de !d"orción r$/$r"i*$." -lgunos microorganismos capaces de adherirse permanentemente a diversos tipos de superficies presentan el fenómeno denominado de !d$r$nci! no $"%$c'#ic!. Esta depender! de las propiedades superficiales iniciales de la superficie sólida involucrada. %na !d$r$nci! $"%$c'#ic! involucra, por otra parte, una configuración molecular complementaria entre el sólido y la superficie bacteriana." Estos fenómenos adsortivos son de gran importancia para los m.o. en diversos medios, ya que la fijación del microorganismo a la superficie sólida le permite beneficiarse con el estado nutricional enriquecido que encuentra en la interfase sólido " líquido." os procesos de adherencia son el requisito previo necesario para las relaciones entre micro y macroorganismos que se presentan en los procesos de fouling . Este término puede definirse como el proceso indeseable que ocasiona depósitos org!nicos o inorg!nicos sobre superficies. 1uando este proceso es responsabilidad principal de los microorganismos, se denomina microbiofouling. a presencia de este microbiofouling, cuyo espesor puede encontrarse en promedio de los 8/ µ ofrece poca significación en algunos casos pero alberga el problema potencial de la corrosión microbiológica." a corrosión de los metales en los ambientes naturales ser! función de las características propias del metal y de los factores ambientales como la temperatura, velocidad y composición química del agua presente en el ecosistema. las superficies met!licas son colonizadas en solo cuatro horas en medios acuosos naturales por bacterias perifíticas. a colonización posterior por otros microorganismos produce una compleja película de ensuciamiento que contiene microorganismos y productos de corrosión. os procesos de microbiofouling y los de corrosión ocurren r!pida y simult!neamente luego de eponer al metal al medio ambiente natural." M4TO5OS 5E RE6ENCIÓN Y ROTECCIÓN os sistemas empleados para prevenir los casos de corrosión causados por los microorganismos generalmente consideran m!s el aspecto electroquímico del proceso que el microbiológico. -sí, los métodos convencionales como el uso de cubiertas protectoras o la protección catódica, se emplean con frecuencia."
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a eliminación del microorganismo causante del problema es difícil de lograr en suelos o sistemas abiertos, mientras que en tanques o sistemas cerrados puede ser m!s factible por medio de bactericidas." *esde el punto de vista microbiológico, se puede atacar el problema en dos aspectos fundamentales3 *estruyendo o inhibiendo el crecimiento o la actividad metabólica de los microorganismos mediante el a(adido de sustancia bactericidas al medio." Godificando las características del ambiente donde se desarrolla el proceso de corrosión para hacerlo inadecuado al desarrollo de los m.o. perjudiciales &aireación en el caso de las bacterias anaeróbicas, p5 alejado del óptimo para el desarrollo, etc'." En el caso de los bactericidas se debe procurar que cumplan con los siguientes requisitos3 especificidad adecuada sobre el microorganismo. capacidad para mantener su acción inhibidora frente a otras sustancias presentes en el medio, en similares condiciones de p5 y temperatura, no debiendo desarrollar tolerancia por parte del microorganismo. no ser corrosivo para el sistema donde debe usarse. En el caso de las bacterias reductoras de sulfatos, los cromatos se emplearon con éito, sobre todo considerando que son buenos inhibidores de la corrosión. " :tros inhibidores empleados son clorofenoles, poliaminas y en el caso de los tanques de aviación, el etilenglicol monometiléter &EDGE' y los compuestos org!nicos del boro resultaron altamente efectivos, considerando adem!s las propiedades anticongelantes." a otra manera de lograr contrarrestar la acción de las bacterias con relación al proceso de corrosión se logra modificando las características del medio, para hacerlo de esa manera inadecuado al desarrollo de las bacterias. a forma de conseguirlo sería3 remoción de los metabolitos esenciales a las bacterias &eliminación de las fuentes de azufre para los tiobacilos, por ejemplo' modificación de la concentración de oígeno & en el caso de las bacterias anaeróbicas la aireación puede ser efectiva para inhibir el crecimiento bacteriano'. el p5 tiene límites m!s o menos precisos para el desarrollo óptimo de cada bacteria, gralmente un p5 menor a 8 puede inhibir el crecimiento de las bacterias sulfatorreductoras, pero ser sumamente peligroso desde el punto de vista corrosivo. as condiciones de ligera alcalinidad pueden ser $tiles en el caso del hierro o acero, y es posible alcanzar esa condición en suelos a(adiendo cal o carbonato de calcio." :tro método al cual se recurre com$nmente es el uso de cubiertas protectoras, es decir, alguna capa o recubrimiento que aísle el metal del medio ambiente corrosivo. Su elección deber! ser tal que contemple las características físico, químicas y bacteriológicas del medio ambiente." 1omo ejemplos ilustrativos de la corrosión microbiológica a continuación citamos dos ejemplos3 El primer caso involucra la corrosión microbiológica de estructuras de enfriamiento de acero inoidable alimentadas por agua de río. Se decidió obviar el uso de inhibidores de corrosión para evitar problemas de polución ambiental empleando como material el acero inoidable del tipo -HSH ;/< en refrigerantes y condensadores." El agua provenía directamente del río y era rica en sólidos en suspensión y disueltos, así como en hierro y cloruros adem!s de microorganismos tales como bacterias de hierro y sulfatorreductoras." El tratamiento químico de la torre de enfriamiento consistía en cloraciones contínuas manteniendo los niveles residuales de cloro libre de /,8 " 4 mg >l, control!ndose el p5 para mantenerlo entre I,8 y J,8 . os niveles de cloruro en la torre se controlaban para no eceder los // mg > litro." uego de tres a(os de funcionamiento, se encontraron diversos puntos de corrosión. Se observaron depósitos blandos sobre el sitio corroído, generalmente en las zonas de bajo nivel de flujo. %na vez removidos los depósitos, los puntos de corrosión presentaban un
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aspecto brillante, mientras que las !reas adyacentes bajo las empaquetaduras contenían productos de corrosión que desprendían hidrógeno sulfurado al tratarlos con 5cl. El an!lisis químico de los depósitos reveló altos niveles de hierro con muy escaso cloruro, manganeso o azufre. El an!lisis microbiológico mostró la presencia de 2seudomonas formadoras de películas en altas concentraciones, escasas bacterias del hierro y bacterias sulfatorreductoras." %n hecho importante es la presencia invariable de los depósitos antes descritos en los sitios de corrosión. El mecanismo propuesto para su resolución fue3 se produce una @colonizaciónA de las juntas empaquetadas y rendijas con microorganismos formadores de películas en zonas de bajo caudal, a medida que el depósito o película crece, atrapa sólidos suspendidos en el agua como óidos de hierro o también bacterias filamentosas que se desarrollan en presencia de altos niveles de hierro." el oígeno que difunde en lo depósitos es consumido por las bacterias del hierro y las formadoras de películas creando condiciones de anaerobiosis. las bacterias sulfatorreductoras se concentran y desarrollan en esas zonas. las condiciones de anaerobiosis y el sulfuro biogénico proveniente de las bacterias sulfatorreductoras conducen al ataque localizado del acero." CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA - la temperatura ambiente la velocidad de oidación de los metales es en general lenta. Sin embargo, es sabido que a esta temperatura la velocidad puede ser muy elevada. Esto se debe a la acción de un mecanismo de ataque que no se había considerado hasta ahora. - la temperatura ambiente la forma de corrosión mas frecuente es de índole electroquímica." a hipótesis de que la corrosión es un proceso electroquímico es bastante antigua. a idea surgió como resultado de los primeros trabajos con pilas galv!nicas, y se supuso que durante la corrosión actuaban micropilas en el metal. a demostración cuantitativa de la relación entre corrientes eléctricas y ataque de metales en corrosión se debe a Evans+ quien demostró que durante la corrosión se cumplen con las eyes de 9araday." Ori+$n d$ !" corri$nt$" $9ctric!" dur!nt$ ! corro"ión & En los procesos de corrosión electroquímica sucede que, en general, circulan sobre el material epuesto a corrosión corrientes eléctricas que originan el ataque. as causas m!s frecuentes son3 H. *os o mas metales distintos en contacto. &corrosión galv!nica'. =al como ocurre con el aluminio en contacto con el cobre o con el grafito." HH. 2resencia de fases diferentes en una misma aleación. 2or ejemplo aleaciones termotratables de aluminio, aceros inoidables sensibilizados, etc." HHH. 2resencia de capas de óidos conductores de electrones. 2or ejemplo, óido de laminación en chapas de hierro, o capas de aceite carbonizado en el interior de los tubos de cobre." H.*iferentes grados de aireación de una pieza met!lica. Se observa que las zonas en que escasea el oígeno se comportan como !nodos cuando est!n unidas a otras zonas con buena aireación." . 1orrientes inducidas por circuitos eléctricos mal aislados. =al es el caso de las corrientes vagabundas en estructuras met!licas enterradas." H.2resencia de oidantes en el medio, que causan la disolución electroquímica de un metal a$n cuando este sea puro, sin segundas fases, y aislado de otros metales."
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. 1lasificación seg$n la forma3 a corrosión toma muchas formas, de las cuales la m!s simple es el !t!)u$ uni#or($, es la m!s com$nmente encontrada y se caracteriza por el adelgazamiento progresivo y uniforme del componente met!lico. a corrosión uniforme se aprovecha en varios de los procesos de acabado de metales en los que, a través de un control cuidadoso, es posible detener la corrosión en el punto en que la superficie met!lica atacada tiene una apariencia atractiva o ha adquirido una capa deseada de producto de corrosión." a dificultad surge cuando, debido a una selección inadecuada de materiales o debido a factores geométricos o de otro tipo, la corrosión surge de manera desigual. a m!s frecuente de estas complicaciones es el !t!)u$ $n $ndidur!", en el cual la corrosión se concentra en huecos, y de hecho en dondequiera que se tiene alg$n tipo de discontinuidad geométrica que influye en la disponibilidad del agente corroyente. a !$r$!ción di#$r$nci!, es causante de la corrosión lateral preferencial que afecta a los automóviles en peque(as descascaradas de pintura." :tro ejemplo de la corrosión desigual &inadvertida', es la causada por la yutaposición de dos o m!s metales, se denomina corro"ión *i($t;ic! o !t!)u$ +!/;nico, se caracteriza por la disolución acelerada del metal m!s reactivo. El ataque en los bordes del grano puede provocar el desprendimiento de granos enteros, esto es especialmente notable cuando se produce la corro"ión $n c!%!" o efoliación, de nuevo la disolución preferencial de un componente en una aleación, si bien es $til para mostrar variaciones en la composición de la misma a peque(a escala es indeseable en otros casos." :tras formas de corrosión desigual resultan de las variaciones en la reactividad producidas por capas superficiales la mas importante es el !t!)u$ %or %ic!do, una picadura es un hoyo que se desarrolla de tal manera que su ancho es comparable o menor que su profundidad. 2or lo general es etremadamente localizado, es decir, las picaduras se encuentran muy separadas, pero a veces est!n tan cercanas que se unen y se convierten en una superficie !spera. 1on frecuencia el picado sucede bajo una capa de producto de corrosión y de hecho, algunas veces iniciado debido a una forma de ataque por aereación diferencial debajo de la capa. 1uando se presenta, el picado puede provocar la falla repentina en un componente que de otra manera sería inmune al ataque. 2or lo tanto, es una de las formas de corrosión m!s destructiva." as tensiones mec!nicas acent$an el da(o. %na superficie que de otra manera sería protectora puede ser fracturada por tensiones de tracción, por impacto y por fricción. a primera de estas, el agrietamiento por corrosión bajo tensión puede considerarse como una forma especial de ataque en hendiduras, puesto que las grietas que se desarrollan constituyen una región que perpetua por si mismo el ataque localizado. a segunda forma de fractura de capas se encuentra m!s com$nmente en el !t!)u$ %or coi"ion$" &corrosión " erosión', que es consecuencia de las colisiones de las partículas inmersas dentro de un agente corroyente o pasta fluída, un mecanismo alternativo de ruptura de la capa superficial es la cavitación causada por la eplosión de burbujas de baja presión en la fase líquida. os efectos de la tensión mec!nica se manifiestan también en la fragilización por hidrógeno y el la corrosión " fatiga." a #r!+ii
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Esta clasificación es $til cuando es necesario un estudio de evaluación respecto de los da(os producidos por la corrosión." Corro"ión Uni#or($3 es la forma m!s benigna de la corrosión. El ataque se etiende en forma homogénea sobre toda la superficie met!lica, y su penetración media es igual en todos los puntos. %n ataque de este tipo permite calcular f!cilmente la vida $til de los materiales epuestos a él." Corro"ión $n %!c!"3 abarca los casos intermedios entre la corrosión uniforme y la corrosión localizada. En este caso la corrosión se etiende m!s en algunas zonas, pero se presenta mas como un ataque general." Corro"ión %or %ic!do3 este tipo de ataque, así como el intergranular y el fisurante, son las formas mas peligrosas de la corrosión. En estos casos de ataque localizado la cantidad de material afectado no guarda relación con la magnitud de los inconvenientes que puede causar. *urante el picado, el ataque se localiza en puntos aislados de superficies met!licas pasivas, y se propaga al interior del metal, en ocasiones formando t$neles microscópicos." En la pr!ctica puede presentarse como perforación de ca(erías o tanques. %na variación de la corrosión por picado es la denominada corrosión en rendijas & @crevice corrosionA'. Se presenta en uniones, intersticios, donde la renovación del medio corrosivo solo puede producirse por difusión." Corro"ión int$r+r!nu!r 3 se presenta como una franja estrecha de ataque que se propaga a lo largo de los límites de grano. Este ataque se etiende hasta inutilizar el material afectado." Corro"ión #i"ur!nt$3 conocida también como corrosión bajo tensión. 2uede presentarse cuando un metal esta sometido simult!neamente a la acción de un medio corrosivo y a tensiones mec!nicas de tracción. Se forman fisuras que pueden ser transgranulares o intergranulares y que se propagan hacia el interior del metal, hasta que las tensiones se relajan o el metal se fractura. a velocidad de propagación puede oscilar entre 4 y 4/ mm.>h."
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1lasificación morfológica de las formas de corrosión. ESTRUCTURA Y ESTEQUIOMETRÍA 5E O>I5OS - fin de comprender el mecanismo seg$n el cual se produce la difusión a través de los óidos, es conveniente hacer una breve revisión acerca de la estructura de los mismos3 Se ha observado que, en general, tanto en sulfuros como en óidos, los aniones se presentan como un apilamiento muy compacto de esferas de igual di!metro. os cationes se hallan distribuidos en los intersticios de dicho apilamiento compacto. Se sabe también que estas estructuras no son perfectas, y que la relación entre cationes y aniones, en estos sólidos, no corresponde eactamente a lo indicado por la ecuación química com$n'+ en otras palabras, estos compuestos no son estequiomtricos ." 1uando un óido met!lico est! en contacto con alguno de sus componentes &metal u oígeno, no se puede llegar al equilibrio termodin!mico a menos que el óido deje de ser estequiométrico &es decir que tenga alguno de sus componentes en eceso respecto a lo indicado por la fórmula química'. - pesar de que al introducir un componente en eceso se consume energía, hay'también un aumento r!pido de la entropía del sistema. El resultado de ambos procesos hace que la energía libre presente un mínimo para un cierto grado de no estequiometría. En dicho punto se alcanza el equilibrio termodin!mico. El grado de no estequiometría varia al variar la temperatura. -sí, por ejemplo, el #i/ a C//K1 es verde, aislador, soluble en !cidos y casi estequiométrico. En cambio, a H::01 el #i/ es negro, semiconductor electroquímica insoluble en !cidos. Su composición presenta sin eceso de : "" &o deficiencia de #i" '. :tro ejemplo de no estequiometría lo ofrece el óido de cinc, que puede, obtenerse de modo que contenga mayor n$mero de !tomos de cinc que los dados por la fórmula Ln:.
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Se puede llegar hasta un eceso /,/;;M de Ln. En estas condiciones, el Ln:, normalmente blanco, aparece amarillo o anaranjado brillante. Ó>I5OS TIO- p Y TIO-n . 5I?USIÓN EN Ó>I5OS En el caso de Ln: el eceso de Ln puede acomodarse como intersticial en la red de óido. 2ero en el caso del #i/ los iones : "" son demasiado grandes para acomodarse en sitios intersticiales, y la presencia de un eceso de oígeno conduce a la formación de vacancias de #í??. *urante el crecimiento del óido al formarse una nueva capa de óido sobre el #i:, el / adsorbido toma electrones electroquímica iones de #i del interior del cristal de #i:. *e esta manera, el oígeno que. se incorpora a la red de óido crea huecos en la red cristalina, o sea, produce vacancias de cationes en la red, y vacancias o huecos de electrones en el cristal." Nidos de este tipo conducen la electricidad por movimiento de huecos de electrones &portadores o huecos positivos' y se los denomina óidos tipo"p. En todos los óidos del tipo"p la concentración de defectos, y por ende la conductividad, aumenta al aumentar la presión de oígeno. 2ertenecen a este tipo los siguientes óidos3 9e:, 1o:, -g :, Gn:, 7i:;, 1r :; ,=H :, etc. En cambio el óido de cinc contiene un eceso de iones met!licos, los que se encuentran distribuidos en intersticios de la red cristalina. El Ln: no estequiométrico conduce la electricidad por movimiento de electrones libres &portadores negativos' y la conductividad es del tipo"n. os óidos del tipo"n presentan una disminución en la conductividad eléctrica al aumentar la presión de oígeno. 2ertenecen a este tipo también los siguientes óidos3 =i: 1d:, -l:; , :8 , =h:, Sn:, Go:;, 7e:, 9e :;, etc. - alta temperatura los defectos cristalinos no permanecen est!ticos en sus posiciones en la red. %na vacancia catiónica se mueve siempre que un catión vecino salta a dicha vacancia. *el mismo modo se tienen movimientos de huecos de electrones y de electrones libres. Govimiento de un hueco positivo El movimiento de una vacancia catiónica como el movimiento de huecos positivos y de electrones libres es mucho m!s f!cil que el movimiento de iones, la oidación estar! controlada principalmente por la difusión iónica. *e lo visto hasta ahora resulta que sin óido protector ser! tanto m!s eficaz cuanto menor sea el n$mero de defectos iónicos que contenga y cuanto m!s difícil sea el movimiento de los mismos. -sí, por ejemplo, el 9e/ presenta una concentración de defectos muy grande, y su capacidad protectora a alta temperatura es pobre. En cambio, el #i/ tiene una escasa concentración de defectos, y el 1r :; y -l:; son muy buenos protectores debido a su ínfimo contenido en defectos. E?ECTO 5E LOS ALEANTES -parte de la temperatura y la presión de oidante, hay otros medios de variar la concentración de defectos en un óido. El #i/ puede disolver cantidades apreciables de óido de litio &i :'. 2or tener un radio parecido al del ion #i?K, el ion i puede entrar en la estructura sin causar mucha distorsión. 2or cada ion i que entra se debe formar un ion #i a fin de mantener la neutralidad eléctrica. Se obtiene así un óido negro, buen conductor de la electricidad. 1omo el equilibrio de la concentración de defectos debe mantenerse, Ha entrada de i ? produce un aumento de la conductividad electrónica, pero disminuye Ha concentración de defectos iónicos, vacancias catiónicas. El resultado es que la velocidad de oidación del níquel ligeramente aleado con i, o con -g, u otro metal monovalente, es
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mucho menor que la del níquel puro. En cambio, si se agregan iones de mayor valencia que el níquel &1r ; Gn;, Gn<' el n$mero de vacancias catiónicas aumenta, lo que acelera la velocidad. En óidos tipo"n, como el Ln:, el efecto de los iones heterovalentes es, por las mismas razones, el opuesto. El agregado de iones de menor valencia, i?, aumenta el n$mero de defectos iónicos y da óidos menos protectores+ en tanto que iones de mayor valencia, -l ;, disminuyen el n$mero de defectos iónicos y producen un material microorganismos m!s resistente." Se tiene así un método de acrecentar la resistencia a la oidación de un metal. 1onociendo el tipo de óido que se forma, es posible aumentar la resistencia a la oidación aleando el metal con aleantes adecuados3 aleantes de menor valencia para óidos tipoOp y de mayor valencia para óidos tipo"n." MAYOR TENOR 5E ALEANTES. CASO 5EL Ni-Cr 2or las razones que se acaban de mencionar, la adición de cromo acelera la oidación del níquel. Sin embargo con elevados contenidos de cromo el comportamiento varía. a velocidad de oidación del níquel en aire a 4///01 aumenta constantemente al aumentar el contenido de cromo hasta contenidos del orden de IM 1r. 5asta este punto la acción del cromo est! concentrada en el aumento del n$mero de vacancias catiónicas en el !i". - mayor contenido de cromo la velocidad de oidación comienza a disminuir y alcanza el valor del níquel puro para #i"4/M1r, haciéndose despreciable para #iO/M1r. a observación metalogr!fica eplica el comportamiento de la aleación. - bajo contenido de cromo, el óido formado es pr!cticamente todo #i:, con algunas inclusiones de #i1r :<. En cambio, en las aleaciones de alta resistencia a la oidación se observa capas continuas del #i1r :< y 1r :; que son las que determinan la elevada resistencia de la oidación de estas aleaciones. =enernos así otro medio de controlar la oidación de aleaciones. Se produce como resultado de la oidación selectiva de uno de los aleantes. a formación de una capa continua de óido de alta resistencia define el comportamiento del material. %n fenómeno similar se observa en el cobre con m!s d el M &de berilio', y en el hierro con m!s de CM de aluminio, o de 4M de cromo.En todos estos casos, adiciones muy peque(as de aleantes no ejercer efecto benéfico alguno y es necesario superar un cierto valor mínimo de concentración de aleante para obtener un material resistente en grado aceptable. ROTECCIÓN OR METALI@A5O En ciertos casos la protección por oidación selectiva no es aplicable, sea por razones económicas &caso del 9eO1r donde se requiere un elevado contenido en cromo o por razones pr!cticas &por ejemplo las aleaciones de 9e"-l son resistentes a la oidación, pero son muy difíciles de trabajar mec!nicamente'. En dichos casos es posible lograr una protección similar aplicando un recubrimiento superficial del metal protector. El recubrimiento puede obtenerse por inmersión de un metal fundido, por depósito electrolítico, o por alguno de los métodos de difusión superficial a partir de fases sólidas o gaseosas." *e este modo se obtiene una capa superficial rica en el segundo metal, y la resistencia a la oidación estar! dada por la composición de dicha aleación superficial." - alta temperatura, los materiales metalizados tienen una vida $til menor que las aleaciones que se pretende reemplazar. Esto se debe a que a alta temperatura el aleante de la superficie se ir! difundiendo hacia el interior del metal base, empobreciendo así la superficie y reduciendo su resistencia a la oidación." os métodos de protección por recubrimiento se vienen aplicando también a metales refractarios tales como, Gb, F, tantalio y niobio, cuando se requiere trabajar a altas
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temperaturas. En tales casos los materiales de recubrimiento a utilizar pueden ser óidos, nitruros, siliciuros o combinaciones con material refractario." 5IAGRAMAS 5E E6ANS El diagrama de Evans es una gr!fica lineal del potencial contra la corriente o densidad de corriente. En el diagrama se grafican tanto la curva de polarización para el proceso de reducción, esto es, el agente oidante responsable de la corrosión, como la curva de polarización anódica para el proceso de disolución del metal." El punto de intersección de estas dos curvas, proporciona la rapidez de ataque, medida en amperes o en ->mts dependiendo de la abcisa." Esto es, independiente de las formas de las dos curvas de polarización y por lo general, es v!lido a$n cuando la transferencia de carga no es la que controla la rapidez. El diagrama de Evans ofrece una $til demostración de la manera en que la rapidez de corrosión depende de la separación eistente entre los potenciales individuales de equilibrio, y de las pendientes promedio de las dos curvas. Gientras mas inclinadas sean estas, menor ser! la cantidad de corrosión, medida en función de corriente o densidad de corriente." En el punto de intersección del diagrama de Evans, es obvio que el n$mero total generado de electrones generado por la disolución del metal debe balancear eactamente el n$mero de electrones que son consumidos por el proceso de reducción catódica. Esto es, las corrientes catódica y anódica deben de ser iguales al potencial de corrosión &E corrosión '." Es por esta razón que el diagrama de Evans se dibuja casi universalmente teniendo a la corriente como abcisa, lo que permite tener en cuenta situaciones en las que las !reas anódica y catódica son iguales o en las que tienen una multiplicidad los procesos anódicos y catódicos. Sin embargo, en las situaciones en las situaciones simples en las que las !reas anódicas y catódicas son iguales entre sí electroquímica iguales al !rea nominal que presenta el componente hacia el ambiente, esto es , en los casos de corrosión uniforme, las densidades de corriente son iguales al potencial de corrosión. & iP H> !rea'." os diagramas E contra i son un caso especial de los diagramas E contra H. os primeros poseen la ventaja de proporcionar una densidad de corriente en el punto de intersección, cuyo conocimiento es necesario porque es directamente proporcional a la intensidad del ataque corrosivo, epresado como la velocidad de adelgazamiento del componente."
9igura 43 *iagrama de Evans para una celda de corrosión en la cual las !reas catódica y anódica son iguales y se desprecia la resistencia del electrolito." %na segunda ilustración de los diagramas de Evans es mediante la disolución de metales en !cidoos. En este caso, el reactivo catódico lo constituyen los iones hidrógeno, cuya reducción se caracteriza por una densidad de corriente de intercambio que depende considerablemente de la naturaleza del sustrato met!lico. -sí, una gr!fica lineal de la curva de polarización catódica para el hidrógeno mostrar! pendientes medias progresivamente mayores a medida que i o disminuya."
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9igura 3 1orrosión !cida de los metales. En esta figura, la curva de disolución G, representa la polarización anódica de, por ejemplo, 9e, 1d, 2b, etc cuyas concentraciones iónicas se han ajustado para mayor simplificación se ignoran las diferencias en las pendientes de las curvas de polarización anódica que pudieran surgir debido a las diferencias en i o para el equilibrio G ? >G. -ceptando esta suposición, de una curva anódica com$n, de modo que sea posible concentrarse en el efecto de polarización catódica, puede verse que el 9e se disuelve mas r!pido en los !cidos y que el 2b lo hace mas lentamente. a menor rapidez para el 1d se aprovecha en los recubrimientos de protección utilizados en los aceros de alta resistencia que se eponen al aire h$medo. El 1d no solo proporciona un poco de protección catódica, sino que al dificultar la reducción del ión hidrógeno, reduce la cantidad de hidrógeno gaseoso producido y disminuye así la posibilidad de que el acero se fragilice." 5IAGRAMAS 5E OURAI> *entro de las posibles reacciones que pueden ocurrir durante la corrosión de un metal, se sabe por ejemplo que un metal se disuelve con formación de iones met!licos a un dado potencial. # un potencial no hay disolución, y adem!s dicho potencial no es afectado por el p5 del medio. Se sabe también que si el metal se disuelve y da un óido o un hidróido, la reacción ocurre a un potencial que depende del p5." *el mismo modo si se neutraliza una solución !cida que contenga iones met!licos, al llegar a un cierto p5 forma precipitados de hidróido. El p5 al cual comienza esta precipitación se puede calcular en función de la concentración de los iones met!licos." =ambién se debe tener en cuenta que, en numerosos casos, al aumentar el p5 se llega a un cierto umbral por encima del cual los hidróidos precipitan se redisuelven y dan aniones o iones complejos." =odo esto es importante en el estudio de la corrosión, pues en las condiciones en que se forman productos solubles es de esperar que haya ataque corrosivo. En las condiciones en que si forma, productos insolubles, estos pueden entorpecer la corrosión y aun proteger el metal pasiv!ndolo." 2or desgracia todos estos datos se hallan muy dispersos en la literatura y resulta muy engorroso tener que revisar las tablas y hacer c!lculos cada vez que se quiere saber qué ocurre con un cierto metal a un potencial y p5 dados. 2ourbai halló una forma ingeniosa de reunir estos datos en un solo diagrama. 2ara ello recurrir, a una representación del potencial en función del p5.
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9igura ;3 1onstrucción de un diagrama de 2ourbai. Ge ⇔ Ge?? ? e"
&H'
as líneas verticales corresponden a las reacciones dependientes del p5 pero independientes del potencial3 Ge?? ? 5: ⇔ Ge &:5' ? 5" Ge &:5'
⇔
Ge: ? 5?
&' &;'
-quellas reacciones que dependen a la vez del potencial y del p5 pueden tener diversas pendientes. Ge ? 5:
⇔
Ge ? 5:
⇔
Ge &:5' ? 5? ? e"
&<'
Ge: ? <5? ? e"
&8'
Bepresentadas estas reacciones en el diagrama 2otencial Q p5, quedan delimitadas las zonas de estabilidad termodin!micas de las diferentes especies químicas." En las zonas donde la especie química termodinamicamente estable es el metal &Ge', éste no solo ser! atacado, sino que si en el medio corrosivo hay iones del mismo metal &Ge ??' estos tender!n a depositarse. Esta zona del diagrama de 2ourbai se clasifica como zona de inmunidad a la corrosión. En las zonas del diagrama donde las fases estables son especies disueltas, la termodin!mica predice que el metal tender! a transformarse totalmente en tales especies &Ge ?? , Ge/'. Rstas son las zonas de corrosión. 9inalmente, las condiciones que llevan a la formación de productos sólidos &Ge&:5' ' deben producir un entorpecimiento del proceso de corrosión. Rstas suelen llamarse zonas de pasividad., *e este modo el diagrama de 2ourbai permite determinar el comportamiento que se espera de un metal en diferentes condiciones de potencial y p5. *ebe tenerse presente que los diagramas de 2ourbai sólo ofrecen una descripción termodin!mica del sistema metal"solución. Hndican el estado final al que tiende el sistema, pero no mencionan la velocidad con que se llega a tal estado. 2or ejemplo, los diagramas de 2ourbai muestran que, a p5 P / el hierro se corroe cuando se encuentra a potenciales superiores a "/, < , y el cromo también se corroe a
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ese p5 cuando se encuentra a un potencial superior a "/, . Sin embargo, un estudio cinético del sistema puede dar resultados sorprendentes. En 5 S:<, a un potencial de ?/, , tal como lo predice el diagrama, el hierro se corroer!. %na chapa de hierro de 4mm. de espesor tardar! menos de horas en disolverse. 2ero aumentando el potencial del hierro hasta ?4,/ la misma chapa de hierro durar! m!s de 4// a(os. Si en vez del hierro se usase una chapa de acero inoidable, a ese mismo potencial, la duración prevista sería superior a I. /// a(os. 2asado este tiempo se habr! cumplido lo predicho por la termodin!mica, pero desde un punto de vista pr!ctico basta saber que se est! frente a un material muy resistente a la corrosión. 5$n"id!d d$ Corri$nt$ B 6$ocid!d d$ Corro"ión 1onocida la densidad de corriente a que se disuelve un metal o aleación, es posible calcular la velocidad de corrosión del mismo epresada en Tg>dm " día, en mm>día+ o en alguna otra forma conveniente. as leyes de 9araday establecen que se necesitan I, <; culombios+ 4 faradio' para disolver &o liberar' un equivalente gramo de cualquier elemento. Becordando que 4 amperio corresponde al paso de 4 culombio por segundo, es f!cil hacer la conversión de densidad de corriente a velocidad de corrosión. 2or ejemplo, si una chapa de hierro se disuelve seg$n la siguiente reacción3 9e ⇔ 9e? ? e" a una densidad de corriente de 4 ->cm , se tiene &peso equivalente del 9eP J, C g', 4 - > cm P 4 1b > cm s P
4 eq gr de 9e >cm s P J, C gramos de 9e > cm s I<; I<;
P ,CC 4C"< g> cm s P ,< 6g > dm día *e la misma manera, considerando que la densidad del hierro es J,CI g>cm ;, es posible calcular la velocidad de penetración del proceso de corrosión3 4 - > cm P
J,C P ;,IJ 4/"8 cm de 9e > s P ;4,J mm > día." I<; J,CI
E"tudio d$ M$c!ni"(o" d$ corro"ión Si se conoce la curva de polarización anódica de un metal en un determinado medio, aplicando los diagramas de Evans es posible predecir el comportamiento de dicho metal en presencia de distintos oidantes." 2or otra parte, si se sabe que una aleación esta formada por diversos compuestos, una vez conocidas las curvas de polarización de cada uno de ellos, es posible predecir el comportamiento de la aleación en conjunto." Selección de materiales3 *ado un medio corrosivo cualquiera, es posible, mediante comparación de curvas de polarización anódica, determinar que material presentar! mayor resistencia a la corrosión."
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&9igura 4/'
9igura < 3 1urvas de polarización anódica de aleaciones de #í en 5cl 4#. 2or ejemplo, la figura muestra en forma esquem!tica las curvas de polarización anódica de aleaciones de níquel en 51l 4#. Se observa que la aleación - es poco adecuada en este medio. a mas resistente en ausencia de oidante, es la aleación 7, en tanto que la aleación 1 es la que se corroe m!s lentamente en presencia de oidantes. Esto es, cuando el potencial es elevado. 1omparando curvas de polarización anódica de un mismo metal en distintos metal en "d medios es posible comparar también la agresividad relativa da los mismos. 2ara los aceros inoidables, la agresividad de los !cidos org!nicos, de mayor a menor, es la siguiente3 !cido fórmico > !cido acético U !cido l!ctico U !cido nítrico ASI6I5A5 5E METALES a pasividad de los metales es un fenómeno conocido desde hace m!s de siglo y medio. Se estudió principalmente en hierro, teniéndoselo por un fenómeno curioso, porque el metal se comporta como si fuera noble en condiciones en que cabría esperar fuera atacado muy severamente. En 4C;I 9araday atribuye el fenómeno a la formación de una fina película de óido sobre la superficie met!lica, y tal eplicación sigue a$n vigente." -dem!s del hierro, muchos otros metales presentar este fenómeno de la pasividad. En todos los casos se observa una característica com$n3 la pasividad aparece por encima de un cierto potencial, llamado potencial de 9lade. a pasivación puede lograrse aplicando una corriente eterior o usando un oidante lo bastante enérgico para hacer que el metal adquiera un potencial superior al de 9lade." MECANISMOS 5E ASI6ACIÓN En la mayoría de los casos pr!cticos parece bien establecido que la pasividad se mantiene por una película superficial, probablemente de óido, o tal vez de alg$n otro compuesto. En todos estos casos parece tratarse de una película tridimensional de espesor definido." o que no parece totalmente aclarado es el mecanismo de transición del estado activo al estado pasivo. En ciertos casos &-g en 1l, 2b en S: V< ', se sabe que se forman n$cleos del producto pasivante que se etienden y llegan a recubrir por completo la superficie met!lica. Sin embargo, en un gran n$mero de casos, en particular los del hierro y el acero inoidable, la eplicación de la pasivación como proceso de nucleación y crecimiento de
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óido no parece suficiente por la rapidez del proceso+ se cree que en tales casos la pasivación aparece por formación de una monocapa de óido o hidróido del metal en disolución." OTENCIAL 5E ASI6ACIÓN& a pasivación aparece a un potencial determinado, el potencial de 9lade, que varía seg$n el metal y el medio corrosivo considerado. Se han hecho muchos estudios para relacionar el valor de este potencial con el mecanismo de pasivación. Se cree que el potencial de 9lade varía con el p5 de las soluciones. El hecho de obtener la misma dependencia del potencial de 9lade con un p5 en diferentes metales sugiere estar en presencia de un electrodo del tipo metal > óido. a reacción qué se supone ocurre en dicho electrodo puede ser3 Ge ? 5:
⇔
Ge: ? 5 ??e"
ENGROSAMIENTO 5E LA ELÍCULA ANÓ5ICA& %na vez formada una película continua de óido, su engrosamiento sólo puede ocurrir por transporte de iones a través de la misma. Si se trata de películas delgadas en etremo se obtienen intensidades de campo de 4/ J > cm. - campos tan altos no se aplica la ey de :hm y la corriente que circula por la película es una función eponencial del campo. medida que aumenta el potencial, el campo eléctrico a través de la película disminuye. *e esto se desprende que la velocidad de engrosamiento de la película decrece con el tiempo y llega finalmente a un estado estacionario. En este estado estacionario la velocidad de engrosamiento de la película catódica es igual a la velocidad de disolución de la misma en el medio." El espesor de un óido pasivante se puede medir por métodos ópticos o eléctricos &culombimetría'. 2or el primero se relaciona el espesor de la película con el grado de alteración de la luz polarizada al reflejarse sobre el metal, en tanto que en el segundo se mide el n$mero de culombios necesarios para producir o reducir electrotilicamente una película pasivante. a cantidad de culombios permite calcular la cantidad de óido producido o descompuesto. -l aumentar el potencial, la condición límite del engrosamiento de una película anódica esta dada por el potencial al cual comienza a desprenderse oígeno. 2ara óidos semiconductores el potencial m!imo alcanzable en soluciones acuosas es de aproimadamente , en tanto que para óidos aislantes &-l, =a' al no circular los electrones necesarios para la reacción de desprendimiento de oígeno, se puede llegar a valores de hasta 4///." ESTRUCTURA 5E LA ELÍCULA ASI6ANTE a estructura de la película pasivante es en general la m!s estable desde el punto de vista termodin!mico del sistema. 2ero suele ocurrir también que de las formas posibles de material anódico, la que compone la película no sea precisamente estable. =al es el caso cuando se forman óidos amorfos o cuando se forma el óido en condiciones en las que el hidróido es termodinamicamente m!s estable. El hecho de que el producto anódico sea el óido y no el hidróido se puede eplicar mediante una reacción del tipo3 Ge ? Ge:5 ⇔ Ge: ? 5?? 4e" Wue podría llevar a la deshidratación del hidróido." a película pasivante puede ser complejo y tener varios compuestos de distinta distribución.
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ROTECCIÓN CATÓ5ICA Si tuviéramos el caso de un par galv!nico donde ambos metales se corroen. 2or ejemplo, el par hierro"cinc en agua de mar. Se tendr!n las reacciones anódicas de disolución del hierro y de la disolución del cinc. En primera aproimación se supondría que la $nica reacción anódica es la de reducción del oígeno, y que las curvas de polarización anódica y catódica sobre ambos metales son las indicadas en la figura siguiente &a y b'. Si se forma un par con ambos metales, de modo que tengan igual !rea epuesta &relación de !reas 9e3 Ln P 434' resultar! el diagrama c. os dos metales sufrir!n corrosión, pero la velocidad de corrosión del hierro se habr! reducido, a epensas de un aumento en la corrosión del cinc. En cambio, si la relación 9e3Ln fuese de 43 8 se tendría el diagrama de la figura d. En estas condiciones la corrosión del hierro ser! nula, y se habría logrado la protección catódica del hierro por el cinc. os valores utilizados en estos gr!ficos son arbitrarios. Sólo sirven para mostrar que si se conocen las curvas de polarización del hierro, el cinc y el !rea del hierro que se pretende proteger, se puede calcular el !rea de cinc necesaria para lograr la protección total del hierro.
&9igura 44'
9igura 8 3 1urvas parciales de polarización correspondiente al sistema formado por hierro sumergido en una solución aireada, de cloruro c$prico. &a' curva de polarización anódica del 9e. &b' curva de polarización catódica del 5 . &c' curva de polarización de depósito de 1u. &d' curva de polarización catódica de reducción del oígeno. En el presente caso hay una $nica reacción anódica en presencia de las tres reacciones catódicas. Si embargo, si el hierro est! aislado eléctricamente del eterior, no habr! circulación de corriente entre el hierro y el eterior. *e modo que las reacciones anódicas y catódicas deben anularse entre sí. El sistema alcanzar! el potencial de electrodo al que dicha anulación ocurre y que en nuestro gr!fico est! dado por el punto de intersección de la curva catódica y la anódica, S." Wuedan así definidos los potenciales de corrosión del hierro y su corriente de corrosión, &icorr .', tal como la muestra la figura."
&9igura 4'
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9igura I3 1onstrucción del diagrama de Evans para el polielectrodo anterior. ATAQUE LOCALI@A5O 5E METALES& 5asta aquí hemos visto procesos de corrosión homogénea. En todos los casos el metal era atacado con igual velocidad en toda su superficie. 2ero también se dijo anteriormente que la forma m!s grave de corrosión es el ataque localizado." El ataque localizado aparece siempre como resultado de una heterogeneidad del sistema. *ebido a ella, una zona del metal es atacada m!s r!pidamente que las otras. a heterogeneidad puede eistir en el metal o puede producirse en el medio corrosivo, por lo que se puede intentar una clasificación." ocalización de la heterogeneidad En el medio
=ipo de heterogeneidad 5eterogeneidad química
En el metal
5eterogeneidad hidrodin!mica 5eterogeneidad est!tica 5eterogeneidad din!mica
=ipo de ataque 2icado 1orrosión en rendijas 1avitación -taque intergranular *isolución selectiva 1orrosión bajo tensión 1orrosión bajo fatiga
ICA5O El ataque por picado es una forma de corrosión muy localizada. Se presenta como un ataque muy intenso en !reas del orden del milímetro cuadrado, en tanto que en el resto del metal permanece pasivo. a velocidad de ataque en la picadura puede ser de ;//// a un millón de veces mayor que el resto de la superficie. Se ha observado dentro de las picaduras, densidades de corriente de /,4 a 4/ ->cm , en tanto, que en la superficie pasiva, en el eterior de la picadura, la densidad de corriente es del orden de 4/ "I ->cm." 2ara que ocurra el picado se necesita que el medio corrosivo contenga ciertos aniones que suelen calificarse @agresivosA. El anión que aparece con m!s frecuencia como causante del picado es el cloruro. Esto se debe a su amplia distribución en la naturaleza. Sin embargo, también causan picado otros aniones tales como bromuros, ioduros, percloratos, etc. En general se observa que los iones agresivos son aniones de !cidos fuertes." OTENCIALES 5E ICA5O&
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El trazado de curvas de polarización en sistemas que sufren picado mostró una característica muy importante de este proceso. Se encontró que el picado sólo aparece por encima de un cierto potencial Se ha observado que el potencial de picado de un metal es afectado en medida apreciable por la composición de la solución. En general los potenciales de picado m!s bajos se presentan en soluciones de cloruros y son algo m!s altos en soluciones de bromuros y yoduros. 2or otra parte, el aluminio sufre picado en soluciones de halogenuros, en un intervalo de potenciales entre "/, ; y "/, I , en cambio, en nitratos, el picado sólo aparece por encima de ? 4, J . Se ha observado adem!s, que el potencial de picado est! relacionado con la concentración del anión agresivo por una ecuación del tipo3 $p % # - 7 . log 1
*onde3 - y 7& son constantes log 13 logaritmo de la concentración del anión agresivo. :tro factor importante es el tipo y concentración de los otros aniones presentes en la solución.Se ha observado que el agregado de ciertos aniones produce grandes desplazamientos en el potencial de picado y hasta llega a evitar por completo el picado. En acero inoidable se observa que la propensión al picado por cloruros desaparece si se agrega a la solución una concentración determinada de ciertos aniones, como nitrato, perclorato, cromato o sulfato. %n ejemplo a citar es el acero inoidable austenítico epuesto durante 8 a(os a una solución de 9e1l ; 4/M ? #: ;#a ;M, no mostraron picado, en tanto que, sin el nitrato el metal se picaba en pocos minutos." a eficiencia inhibitoria de distintos aniones en el picado del acero inoidable en cloruros varía en orden decreciente del siguiente modo3 :hidrilo U #itrato U Sulfato U 2erclorato 2or otra parte, en el caso del picado del aluminio en cloruros mencionan la siguiente eficiencia de aniones inhibidores en orden decreciente3 E?ECTO 5E LA COMOSICION 5E LA ALEACION SORE EL OTENCIAL 5E ICA5O& a composición del metal o aleación afecta sensiblemente el potencial de picado. 2or ejemplo, el potencial de picado del aluminio en cloruros aumenta si dicho metal se alea con 1u, no es afectado por Gg, pero disminuye sensiblemente si se alea con Ln." En aleaciones de 9e"1r, al variar el contenido de cromo de 8 a
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Se sabe también que el picado puede tornar otras formas geométricas siguiendo planos cristalinos. =al es el caso del aluminio en contacto con cloruros, con bromuros, yoduros y percloratos. =ambién pueden tornar formas heagonales con fondo brillante. - esto debe agregarse la aparición de ataque en forma de t$neles, que se observa en aluminios epuestos a cloruros, así como también en una gran cantidad de otros metales y aleaciones. Se ha observado que, en general, la solución dentro de la picadura presenta una concentración salina mayor que fuera de ella. -dem!s, el p5 dentro de la picadura suele ser muy inferior al eterior." MECANISMO 5E ICA5O3 -l corroerse, el metal pasa a la solución en forma de iones3 Ge ⇔ Ge? ? e" &4' En general, se estudian metales cuyos iones no son estables en contacto con el agua. 1omo resultado de ello estos iones reaccionan con las moléculas de agua del medio corrosivo y alcanzan un equilibrio termodin!mico seg$n la siguiente reacción3 Ge? ? 5:
⇔ Ge&:5'
? 5?
&'
Esta reacción muestra la etapa simple de la hidrólisis de los iones met!licos. a misma puede continuar de modo que el ión Ge&:5' reacciona con otra molécula de agua y forma Ge&:5' o con otros iones para formar polímeros." Si el medio corrosivo contiene sales de !cidos débiles, o sea, poco disociadas los protones producidos en la reacción anterior reaccionaran con la sal del !cido débil dando 3 5? ? #a ⇔ 5 ? #a?
&;'
*onde , es el anión de un !cido débil, por ejemplo acetato, borato, silicato, etc. a reacción consumir! los protones producidos por la reacción &', y no habr! modificaciones importantes del p5 como resultado de la reacción &4'." En cambio, si el medio contiene sólo aniones de !cidos fuertes, tales como sulfatos, cloruros, bromuros, etc, los aniones no captan protones seg$n la reacción &;'. *e este modo al sumarse las reacciones &' y &4' se ve que el proceso de corrosión lleva una acumulación de protones, o sea, a la formación de una zona de acidificación localizada." =al como vimos en los diagramas de 2ourbai, una disminución del p5 hace que los óidos que pasivan el metal dejen de ser estables y el metal se desapasive. *e esta forma, si la disolución del metal ocurre en presencia de sales fuertes, se producen acidificaciones localizadas conducentes a la desapasivación del metal y al picado." Se vio también que los iones de los !cidos débiles se oponen a la acidificación localizada mediante la reacción &;', y act$an como inhibidores del picado. =al es el caso de los cromatos, boratos, carbonatos, etc que inhiben el picado en presencia de cloruros." =odo anión que impida la acidificación localizada actuar! como inhibidor de picado. Esta inhibición puede producirse también con aniones de !cidos fuertes que pueden descomponerse, tales como los nitratos. El ión nitrato, en medio !cido, como el que se encuentra dentro de la picadura, reacciona del siguiente modo3 #:;" ? 4/ :5" ? Ce" ⇔ ; 5: ? #5
&<'
Esta reacción consume muchos protones e impide la acidificación localizada. 2or esta razón los nitratos inhiben el picado del aluminio inmerso en una solución de cloruros." El nitrato adem!s es un anión de !cido fuerte, por lo que también puede producir picado.
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En una solución !cida hay otra reacción, que también es función del potencial y que act$a captando protones + es la reacción de reducción del hidrógeno3 5? ? e"
⇔ 5
&8'
*icha reacción es tanto m!s r!pida cuanto menor sea el potencial del electrodo. Si oper!ramos a un cierto potencial al cual las dos primeras reacciones aseguran una acidificación localizada y dan lugar al picado. Si se comienza a bajar el potencial del electrodo la reacción &4' se har! cada vez m!s lenta y por consiguiente la producción de protones seg$n la reacción &' se har! también m!s lenta. -l bajar el potencial la velocidad de reacción &8' ir! en aumento. 9inalmente habr! un potencial al cual la cantidad de protones producidos por la suma de las dos primeras reacciones es igual a la cantidad de protones consumidos por &8'. 2or debajo de este potencial la reacción &8' consume m!s protones que los producidos por &4 y '. *e este modo si hubiera alguna acidificación desaparecería por debajo de este potencial. : sea, que si eistieran picaduras activas, estas se desactivarían. Se ve así que hay un potencial por encima del cual se puede presentar el picado. 2or debajo de dicho potencial, la acidificación localizada no puede producirse y no hay peligro del picado del metal. Este potencial se determinar! como potencial de corrosión del metal en la solución !cida en el interior de la picadura. *e este modo, el potencial de picado debe ser mayor o igual que dicho potencial de corrosión." a diferencia entre ambos potenciales est! dada por la polarización del electrodo dentro de la picadura y por la caída óhmica en la solución dentro de la picadura." ROTECCIÓN CONTRA EL ICA5O *e lo visto hasta aquí, se deduce que el picado puede ser controlado de dos maneras3 controlando el potencial o mediante inhibidores." El control del potencial debe hacerse manteniendo el metal a un potencial inferior al potencial de picado. Esta es una especie de @protección catódicaA que evita el picado del material. 2or ejemplo, en el caso del aluminio en agua de mar, es posible detener el picado poniendo en contacto el aluminio con cinc. #o se trata de protección catódica propiamente dicha, ya que el aluminio no se pone a un potencial inferior al de disolución, "4, J , sino que basta que sea inferior al potencial de picado, o sea menor que "/, 8 . El cinc cumple esta condición por tener un potencial de corrosión en agua de mar del orden de "/, C . En cuanto a la protección por inhibidores, se ha visto m!s arriba que el potencial de picado puede ser desplazado mediante la adición de ciertos iones a la solución. *e este modo, manteniendo una relación de concentraciones adecuada entre el inhibidor y el ion agresivo es posible evitar el picado. 9inalmente, otra forma de evitarlo consiste en una adecuada selección de aleaciones, recurriendo a aquellas que presentan gran resistencia al picado. 2or ejemplo, los aceros inoidables con alta contenido de cromo, molibdeno, etc. , son muy resistentes al picado. ATAQUE INTERGRANULAR 5E METALES Y ALEACIONES& ESTRUCTURA CRISTALINA 5E METALES Y ALEACIONES a distribución de los !tomos en un metal, en estado sólido, no ocurre al azar, sino que presenta estructuras cristalinas bien definidas. - diferencia de otros compuestos cristalinos, los metales muestran en general estructuras cristalinas simples, que pueden describirse como apilamientos compactos de esferas de igual di!metro. a figura muestra un plano cristalino formado por agrupamiento compacto de esferas. -pilando planos como
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éste se pueden formar estructuras del tipo de las que se encuentran en los metales. 2ara que el apilamiento sea compacto, las nuevas capas de !tomos no pueden colocarse de cualquier manera. a primera capa de !tomos se denominar! capa -, &a' en la figura. a capa siguiente, para que la estructura sea compacta, debe situarse, bien en los sitios marcados 7, o en los marcados 1. Supóngase que la segunda capa se coloca sobre los sitios 1. a tercer capa puede ocupar los sitios 1, o repetir la posición #. Si se construye una secuencia de !tomos que contenga, en forma alternativa, las capas # y ', se tendr! una estructura en el espacio del tipo #'#'#'#'... Rsta es una estructura cristalina heagonal compacta, tal como se ve en la figura &b'. 2resentan este tipo de estructura los siguientes metales3 berilio, cerio, cinc, circonio, cobalto, osmio, rodio, rutenio, talio y titanio. uego de apilar las dos primeras capas, # y 7, la tercera capa puede volver a ser #, como en el caso anterior, o puede ocupar la posición 1. =endremos en este caso una distribución #'C. si se repiten estas tres capas3 #'C#'C#'C#'C...se tendr! otra estructura cristalina muy com$n en los metales, que es la estructura c$bica centrada en las caras, figura &c'. 2resentan una estructura c$bica centrada en las caras los siguientes metales calcio, aluminio, cerio, cobre, estroncio, iridio, níquel, oro, paladio, plomo, rodio y torio." 5ay una tercer estructura cristalina, algo menos compacta que las dos anteriores, y que también se presenta con frecuencia en los metales. Es la c$bica centrada en el cuerpo, figura &d', y puede describirse corno resultado de una distorsión de la estructura c$bica centrada en las caras. 2resentan la estructura c$bica centrada en el cuerpo los siguientes metales3 bario, cesio, cromo, hierro, litio, molibdeno, niobio, potasio, rubidio, sodio, tantalio, volframio, y vanadio. %nos pocos metales como, bismuto, esta(o, manganeso y uranio presentan estructuras m!s complejas."
&9HD%B- 48'
9igura J3 Estructuras cristalinas de metales. &a' 2lano compacto de esferas. &b' Estructura heagonal compacta. &c' Estructura c$bica de caras centradas. &d'' Estructura c$bica con cuerpo centrado. -lgunos metales pueden presentar varias estructuras a diferentes temperaturas. 2or ejemplo el hierro, a la temperatura ambiente y hasta 4/01, posee una estructura c$bica centrada en el cuerpo, conocida como hierro alfa. Entre los 4/ y 4;/01, se tiene el
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hierro gama, de estructura c$bica centrada en las caras. 2or encima de este $ltimo valor y hasta el punto de fusión vuelve a adoptar la forma c$bica centrada en las caras denominada hierro delta. os rangos de estabilidad pueden variarse mediante aleante. -sí es como los aceros inoidables austeníticos tienen la estructura del hierro gama a temperatura ambiente." LIMITES 5E GRANO& 1uando una pieza met!lica tiene, en todo su volumen, todos los planos atómicos orientados en la misma dirección se dice que es un monocristal. os monocristales se usan con frecuencia en los trabajos de investigación metal$rgica." -ctualmente en la metalurgia, es imposible conseguir que un metal tenga todos sus !tomos orientados en la misma dirección. os métodos industriales comunes de producción de metales llevan inevitablemente a que todos los metales y aleaciones estén formados por agrupamientos de peque(as colonias, de estructuras cristalinas casi perfectas, pero sin orientación determinada. Estas colonias se denominan granos. Su tama(o depende de la composición de la aleación y de la técnica de fabricación, variando desde centésimos de mm. *e di!metro hasta di!metros de varios mm." 1omo se ve en la figura, la unión de dos granos hace inevitable que, en la interfase de los mismos, los !tomos presentes una distribución menos compacta que en el seno de los granos." Esto hace, que estas interfases, o límites de grano, posean propiedades diferentes de las del resto de los granos. 2or ejemplo, la movilidad de los !tomos en los límites de grano puede ser varios órdenes de magnitud mayor que en el resto del grano. Se tiene así en el metal una heterogeneidad que puede resultar en la aparición de una forma de ataque localizado, llamada corro"ión int$r+r!nu!r ."
9igura C3 Ejemplo en forma esquem!tica de un límite de grano. Sí la composición química del metal en el límite de grano es muy distinta a la del resto del grano, también ser!n muy diferentes sus propiedades electroquímicas. Si el material en el límite del grano es atacado m!s r!pidamente que del resto del grano+ pueden surgir serios problemas. a zona de influencia del límite de grano penetra unas pocas capas atómicas. Si este material se disuelve preferencialmente, los granos se separar!n y con una corrosión muy peque(a puede destruirse la resistencia mec!nica de un metal. - título de ejemplo, se puede describir un mecanismo de corrosión intergranular de un caso de gran interés pr!ctico3 la corrosión intergranular de las aleaciones -l Q 1u." Estas aleaciones son de gran interés pr!ctico porque sus propiedades mec!nicas pueden ser profundamente modificadas mediante tratamientos térmicos. 1onstituyen las aleaciones llamadas @*uraluminioA." El aluminio tiene la misma estructura cristalina y un di!metro atómico similar al del cobre, por lo que su red cristalina puede acomodar !tomos de cobre, formando así una solución sólida. Sin embargo, puede hacerse una mezcla homogénea de -l y 1u en todo el intervalo de composiciones. a solubilidad del 1u en -l es limitada.
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Supongamos que tenemos una aleación de -l con un
&9igura 4C'
9igura 3 9ragmento del diagrama de equilibrio del sistema -l " 1u. &-l'3 solución sólida de 1u en -l+ líq.3 metal fundido+ temp 3 temperatura . Si se somete la aleación de -l Q
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del agua utilizada en la alimentación de las calderas. Gediante tratamientos adecuados el problema de corrosión bajo tensión, también llamado fragilidad c!ustica, comienza a ser solucionado. Sin embargo, el proceso de corrosión permaneció desconocido y solo en fecha reciente se pudo reproducir este tipo de fallas en el laboratorio." En 4;J se registran las primeras fallas por corrosión bajo tensión en los aceros inoidables. Estas se presentan como fallas transgranulares, a diferencia de las anteriores que siempre habían sido intergranulares. *esde entonces surge una avalancha tal de problemas de corrosión bajo tensión, que las fechas eactas pierden significado. Se sabe actualmente que todo metal o aleación puede en ciertas condiciones, presentar corrosión bajo tensión, a dificultad de prever nuevos casos de corrosión bajo tensión la ilustran los problemas surgidos durante el 2royecto Espacial -polo. En una fase muy avanzada de este proyecto se encontró que las aleaciones de titanio se corroían bajo tensión en presencia de #/<. Este descubrimiento pudo retrasar el proyecto de no haberse descubierto por casualidad un inhibidor de este tipo de corrosión bajo tensión."
En el siguiente cuadro se resumen algunos casos t ípicos de corrosión bajo la tensión3 A$!ción
M$dio corro"i/o
Ti%o d$ #i"ur!
-l Q
-gua de mar -gua de mar Soluciones de &:5'#aX Soluciones de #5 <#:;X Soluciones de &:5'#a X Soluciones amoniacalesXX Solución conc. de Gg1lX En metanol o 51l conc.
Hntergranular Hntergranular Hntergranular Hntergranular ariable Hntergranular =ransgranular ariable
X=emperaturas altas XX=emperatura ambiente 5ISLOCACIONES. 5E?ORMACIÓN LSTICA 5E LOS METALES -nteriormente, se vio que los metales presentan imperfecciones cristalinas en forma de superficies, conocidas como Hímites de grano. 5ay otras imperfecciones cristalinas que son puntiformes3 vacancias e intersticiales. :tras, en cambio, se presentan como líneas de defectos en la red cristalina y se denominan dislocaciones. Rstas son defectos de gran significación en las propiedades mec!nicas de los cristales. 2ara deformar un metal de estructura cristalina perfecta se puede requerir una tensión mec!nica 4. /// veces mayor que la eigida por los metales comunes. Esta baja resistencia mec!nica de los metales preocupó durante mucho tiempo a los físicos del estado sólido. -lrededor de 4;/ se pudo eplicar gracias al descubrimiento de las dislocaciones. El movimiento de estas dislocaciones, cuando se aplica una tensión mec!nica, es el que permite la deformación de un metal a bajas tensiones mec!nicas. a figura ilustra un tipo com$n de dislocación. Se la denomina Ydislocación de bordeY y se puede describir como el resultado de intercalar un plano etra en la red cristalina. a dislocación de borde viene a ser el borde de este
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plano etra, Este defecto cristalino es lineal porque al alejarse de dicho borde el cristal recupera su estructura perfecta. Si se aplica un esfuerzo mec!nico de corte, tal como se ilustra en la figura, la dislocación se desplaza dentro del cristal, hasta llegar a su superficie, donde produce un escalón. El esfuerzo necesario para producir un escalón como el de la figura &b' es mucho menor que el que sería necesario en &a' el cristal fuese perfecto. 1omo, en general, se presentan muchas dislocaciones en un mismo plano cristalino, los escalones producidos alcanzan una altura de muchos espaciados atómicos, por lo que pueden ser observados mediante el microscopio óptico."
9igura 4/3 Bepresentación esquem!tica de una dislocación de borde. &a' 9ragmento de cristal con dislocación+ &b' deslizamiento de planos cristalinos como consecuencia de un esfuerzo de corte. RELACIÓN ENTRE 5ISLOCACIONES Y CORROSIÓN AO TENSIÓN& a corrosión bajo tensión, aparece en general en metales recubiertos por una película pasivante. 1uando se aplica una deformación mec!nica, las dislocaciones comienzan a propagarse y llegan a la superficie formando un escalón. Si el escalón es muy peque(o, o si el óido es muy pl!stico, no se observar! ning$n efecto importante en la velocidad de corrosión del metal. Si el escalón es alto y el óido es fr!gil, la propagación de dislocaciones producir! la ruptura del óido. En este caso pueden ocurrir varios procesos, dependiendo de la velocidad de repasivación del metal. Si la repasivación es muy r!pida habr! un r!pido paso transitorio de la corriente debido a la reformación del óido. Si es el óido es muy delgado, no habr! efectos visibles de corrosión. Si la repasivación es lenta o nula, se localizar! picado sobre el escalón. Si la repasivación ocurre a una velocidad moderada, el metal en el escalón presentar! un cierto grado de corrosión. -ntes de una repasivación total, la llegada de nuevas dislocaciones permitir! que el ataque contin$e en forma muy localizada y genere fisuras por corrosión bajo t ensión." emos así, que el proceso de corrosión bajo tensión es el resultado de una combinación muy estrecha de procesos mec!nicos y electroquímicos. 2or un lado, se necesita la llegada de dislocaciones a la superficie del metal. Si se detiene la deformación, el escalón se repasiva totalmente y el ataque se detiene. 2or otra parte, es muy importante el proceso electroquímico+ si la repasivación es muy r!pida no habr! ataque. Si es muy lenta habr! ataque generalizado o picado. Sólo en un intervalo estrecho de velocidades de repasivaciones se presenta la fisuración. 2or otra parte, si se baja el potencial de modo que el metal deje de disolverse, la fisuración también se detendr!."
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9igura 443 Gecanismo de ruptura de óidos en corrosión bajo tensión. ?RAGILI@ACION OR FI5ROGENO& 5ay casos de corrosión bajo tensión en que la velocidad de propagación de las fisuras es demasiado grande para ser eplicada por un proceso de disolución anódica. 2or otra parte, hay evidencias indiscutibles que en tales casos el hidrógeno juega un papel primordial. Entre estos casos se incluye la corrosión bajo tensión de aceros de alta resistencia y de aleaciones de titanio." En todos ellos se produce hidrógeno en las caras internas de la fisura. Este hidrógeno podría ser absorbido por el metal y podría difundirse hacia las zonas de mayor concentración de tensiones mec!nicas. En el fondo de las fisuras, el hidrógeno podría formar un hidruro fr!gil o burbujas de gas a muy alta presión, o actuar en alguna otra forma conducente a la de cohesión del metal. El mecanismo a$n no est! aclarado."
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9igura 43 Gecanismo de acción del hidrógeno en la corrosión bajo tensión. ALEACIONES RESISTENTES A LA CORROSIÓN3 -l hablar de un metal o aleación resistente a la corrosión, se piensa de inmediato en los metales nobles, platino, rodio, oro, plata, etc. , o en los metales muy resistentes, como el tantalio. 2ese a que los metales nobles ofrecen la ventaja de poder ser recuperados en su totalidad y por métodos no muy costosos, su elevado precio los hace inaccesibles en la mayoría de las aplicaciones pr!cticas. *e este modo surge la necesidad de buscar otros metales o aleaciones resistentes en cierto grado a la corrosión. -l dejar de lado los metales nobles descubrimos que el térrmino resistencia a la corrosi(n es demasiado vago para ser $til. #o eisten las aleaciones resistentes a la corrosi(n. Sólo eisten aleaciones resistentes a ciertas forma de corrosi(n. 2ara ilustrar esto cabe
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mencionar el caso de las aleaciones de 9e"1r"#i. *e esta familia de aleaciones las que han encontrado uso m!s amplio son los aceros inoidables austeníticos con aproimadamente 4CM 1r y CM #i. a amplitud de sus aplicaciones proviene de sus propiedades mec!nicas, su resistencia a la oidación en aire a temperaturas de hasta C//01 y de su ecelente resistencia a la corrosión en medios acuosos levemente oidantes. Sin embargo, cuando hay peligro de corrosión bajo tensión, se descubre que dicha elección no ha sido muy apropiada. %n estudio realizado mostró que de los aceros inoidables austeníticos, el que presenta menos resistencia a la corrosión bajo tensión es precisamente el 9e"4CM1r"CM#i. :tro ejemplo interesante es el de las aleaciones de aluminio. - temperatura ambiente la corrosión del aluminio es acelerada si est! aleado con metales tales como el cobre, el níquel, hierro, platino, etc, Se observa también que cuanto m!s puro es el aluminio tanto m!s resistente es a la corrosión electroquímica a temperatura ambiente. Sin embargo, cuando se utiliza aluminio en agua pura a alta temperatura, alrededor de //01, se encuentra que el comportamiento del metal es totalmente opuesto al anterior. Se observa en dichas condiciones que su aleación o contacto con metal es como los arriba mencionados es favorable y reduce la velocidad de corrosión del aluminio. -dem!s se observa que en agua a alta temperatura cuanto m!s puro es el aluminio tanto m!s pronto se corroe." os ejemplos arriba mencionados muestran que al mejorar la resistencia a la corrosión de una aleación en un cierto medio puede ocurrir que se la empeore en otro. 2or esto, al hablar de aleaciones resistentes a la corrosión, debe tenerse presente el tipo de corrosión y el medio al que se refiere. M4TO5OS 5E SQUE5A 5E ALEACIONES RESISTENTES& -hora nos limitaremos a desarrollar el problema de las aleaciones resistentes a la corrosión electroquímica. as teorías sobre las aleaciones resistentes son pocas, y la mayoría de ellas se encuentran en sus etapas iniciales. =omashov tal vez, sea quien m!s trabajó en este tema. *edujo que hay diferentes formas de reducir la corrosión de una aleación y de hacerla m!s resistente3 Beduciendo el grado de inestabilidad termodin!mica de la aleación. &o sea, acercando entre ellos potenciales de equilibrio de las reacciones catódicas y anódicas' Hnhibiendo el proceso catódico &es decir, aumentando la pendiente de la curva catódica' Hnhibiendo el proceso anódico &esto es, aumentando la pendiente de la curva anódica'." R$ducción d$ ! In$"t!*iid!d T$r(odin;(ic! d$ un! A$!ción3 2or aleación de un metal con otro, que de una solución sólida, se reduce la energía libre de la aleación, y esta es mas estable que el metal sin alear. Sin embargo, estas variaciones son relativamente bajas, por lo que el método no resulta satisfactorio." Ini*ición d$ roc$"o C!tódico& En los comienzos de la teoría electrolítica de la corrosión, se dio mucha importancia a la relación entre la presencia de zonas catódicas y la velocidad de corrosión, y se concluyó que cuanto m!s puro fuese el metal tanto m!s resistente sería a la corrosión. 2ero ahora se sabe que los méritos de este método son mucho mas modestos. 2ueden mencionarse como ejemplos el aumento de la resistencia a la corrosión por !cidos no oidantes de metales como el aluminio, el cinc, etc+ en los que al disminuir el contenido de impurezas se disminuyó también el n$mero de sitios catódicos. Sin embargo, el método es ineficaz cuando las reacciones catódicas pueden tener lugar sobre el metal puro, como ocurre en la mayoría de los metales."
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Ini*ición d$ roc$"o Anódico3 Este es el método de obtención de aleaciones resistentes m!s utilizado en la pr!ctica. 5ay dos maneras de lograr la inhibición del proceso anódico3 Gediante aleación con elementos que aumenten la pasividad anódica." Gediante aleación con elementos que aumenten la eficacia catódica." Au($nto d$ ! !"i/id!d d$ ! A$!ción& Es difícil evaluar el hecho de que una aleación es mas pasivable que otra. a $nica forma de hacerlo, consiste en comparar las características de las curvas anódicas de cada aleación. os valores que pueden ser afectados y que surgen de tal comparación son3 el potencial de corrosión+ el potencial al que se inicia la pasivación, la corriente necesaria para iniciar la pasivación, la corriente que circula en la zona pasiva, el potencial al cual comienza el picado y el potencial al que comienza la traspasividad." Se han publicado numerosos trabajos sobre el efecto de los m$ltiples aleantes en el comportamiento de aleaciones ferrosas y se observó que cada elemento act$a de manera distinta. Se comprueba que el 1r, #í, Gb, Si, niobio, vanadio, el volframio, y el titanio, aumentan en general la pasivación del hierro, siendo el cromo el elemento que modifica el mayor n$mero de factores." Au($nto d$ ! E#ici$nci! d$ roc$"o C!tódico3 -l comenzar el estudio de los procesos electroquímicos y comprobarse que la corrosión es también un proceso electroquímico, se formó la idea de que es nocivo para un metal unirlo con otro m!s catódico. Esto es cierto cuando la disolución activa del metal aumenta, pero si se trata de un metal que presenta pasividad, un aumento posterior de la reacción catódica no aumenta la corrosión, sino que la disminuye bruscamente. Este criterio de protección, permite aumentar la resistencia a la corrosión del acero inoidable y del titanio. En estos casos se utilizan como aleantes metales nobles como el platino, paladio, etc. as concentraciones son muy bajas, de unos /,4 Q /,M. as aleaciones obtenidas son resistentes en medios tan agresivos como el !cido sulf$rico o el 51l a alta temperatura." INFII5ORES os problemas de corrosión pueden evitarse mediante una adecuada selección de materiales, dise(os y técnicas de fabricación. Sin embargo, suele ocurrir que en numerosas aplicaciones es m!s económico modificar el medio corrosivo que el material. Esto es particularmente cierto cuando el medio corrosivo tiene poco volumen o cuando se trata de una situación temporal. Se cuenta con gran variedad de inhibidores, dependiendo del proceso de corrosión que se desee inhibir. Guchos de ellos act$an por mecanismos bien definidos, cuyo conocimiento permitió el desarrollo de nuevos y m!s eficaces inhibidores. :tros, en cambio, se han hallado un tanto al azar, sin conocerse con precisión el porque de su eficacia. 5ay casos en que el medio contienen inhibidores naturales, tal es el caso del agua potable, donde una afortunada concurrencia de factores hace que las tuberías de distribución sean atacadas en grado apreciable. En este caso es una combinación de p5, contenido en el oígeno y 1:, unidos a iones 1a y Gg junto con un bajo tenor en cloruros hacen que el medio resulte un poco corrosivo. En estas condiciones se forman sobre el acero películas con depósitos calc!reos que lo protegen. Sin embargo, si la concentración de calcio y de magnesio es muy baja, si el p5 es bajo o si el contenido en cloruros es muy alto, el medio se torna corrosivo. En tales casos se debe recurrir a la adición de otros inhibidores para atenuar la corrosión."
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INFII5ORES ASI6ANTES& a velocidad de corrosión de un metal se reduce notablemente a consecuencia de la formación en su superficie de una película de productos de corrosión. 1uando las circunstancias son adversas a la formación de dichas películas pasivantes, es posible, mediante el agregado de ciertos inhibidores, favorecer dicha formación. *e los inhibidores que act$an formando una película protectora pasivante, los mejor conocidos, al reducirse sobre la superficie son los cromatos alcalinos y los nitritos. -mbos compuestos, al reducirse sobre el hierro, estimulan la formación de películas de óido férrico que pasivan el metal. En el caso del cromato, el efecto se intensifica debido a que el mayor producto de la reducción, óido de cromo, es insoluble y contribuye a la formación de dicha película." 5ay un grupo de inhibidores pasivantes que para su funcionamiento requieren la presencia simult!nea de oígeno. Se los denomina inhibidores pasivantes indirectos, siendo un ejemplo típico los otrofosfatos y los polifosfatos. a acción de estos inhibidores se iniciaría por formación de una capa de óido férrico que frena parcialmente la reacción anódica. Esta capa de óido férrico se sella luego, en forma mas lenta, debido a la precipitación del fosfato ferroso. a corrosión se detiene tan pronto como la difusión del ión ferroso es frenada por los productos de corrosión." INFII5ORES 5E ACCIÓN NEUTRALI@ANTE& =al como se vio anteriormente, el picado de metales es consecuencia de una acidificación localizada en la interfase metal " solución. 2or consiguiente todo agente que dificulte dicha acidificación actuar! como inhibidor del picado. *e este modo, la simple alcalinización de la solución suele ser efectiva, al elevar el potencial de picado. =ambién son efectivas las soluciones @bufferA que mantienen el p5 en la zona alcalina o neutra. 1omo inhibidores de este tipo se pueden mencionar3 boratos, silicatos, carbonatos, etc." INFII5ORES EN ?ASE 6AOR& En los $ltimos a(os se ha generalizado el empleo de estos inhibidores. son productos de muy alta tensión de vapor que se incluye en los recipientes o cajas de embalaje del material que se quiere proteger. Su uso se limita casi eclusivamente a materiales ferrosos. Su acción puede ser debida a la liberación de aniones inhibidores al ser adsorbidos por las películas superficiales h$medas." *e esta manera producen una inhibición local en zonas que de otro modo serían corroídas. os productos liberados serían benzoatos, carbonatos, nitritos. -lgunos de estos inhibidores son nitrito de dicicloheilamina, carbonato de cicloheilamina, etc." INFII5ORES EN ME5IO CI5O& -ntes de pintar chapas de acero, se debe limpiar su superficie. %na etapa frecuente de la limpieza es el decapado en medio !cido. Se suele usar, por ejemplo, !cido sulf$rico diluido del 8 al /M, a una temperatura entre J/ y 801, en estas condiciones se eliminan las películas de óido presentes en la superficie del acero. En general se recurre a compuestos org!nicos, como por ejemplo el formaldehído. a mayoría de estos inhibidores en medio !cido act$an por adsorción en la superficie del metal. -lgunos de ellos retardan la acción catódica de desprendimiento de hidrógeno, otros interfieren con la disolución anódica del hierro, en tanto que se han encontrado ejemplos en los que en la interferencia parece producirse en ambas reacciones. 1on los inhibidores en medio !cido no se logra la eliminación total de la corrosión, como con los inhibidores descritos anteriormente, pero se observa una importante reducción de la reacción. a reacción final puede llegar a ser un 4/M de la reacción sin inhibidor."
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ROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN #o es necesario insistir particularmente sobre la importancia de las medidas de protección. =odos saben que por la corrosión se pierden valores fabulosos, pero que también se invierten sumas etraordinarias de dinero, para evitar las destrucciones naturales, como es sabido, se entiende por corrosión a la destrucción indeseada de los materiales por acciones químicas o electroquímicas." 1omo causa de las destrucciones que englobamos dentro de la denominación corrosión han de considerarse los efectos de las acciones eternas, siendo las principales las debidas a la atmósfera. 2or la acción conjunta del agua, sea esta líquida, humedad del aire o agua condensada y precipitada de aire mas o menos saturado con ella, y los gases del aire y sales se producen ataques que acortan etraordinariamente la vida de los metales. Estos gases o sales determinan fundamentalmente el p5 del agua. En el caso de ataque por agua pura, sin embargo, hay que considerar también la temperatura, pues el p5 puede variar con la misma."
9igura 4;3 ariación del p5 del agua con la temperatura El ataque de los metales se intensifica por la presencia de gases sulfurados, como el S: , S:; o el S5 + los cuales especialmente en los ambientes industriales y en las ciudades. En presencia del agua forman !cidos, los cuales destruyen las capas protectoras naturalmente formadas sobre los metales y el ataque progresa, porque los productos de la corrosión son la mayoría de las veces f!cilmente solubles en agua y se eliminan continuamente. En el aire ecento de S se forman por acción del dióido de carbono y el oígeno, sales b!sicas y el ataque se detiene pronto. En 1: no es por lo tanto un agresivo, sino que act$a muchas veces como protector, por ejemplo3 en la formación del orím blanco sobre el Ln. En determinadas condiciones, por ejemplo, en el agua, el 1: disuelto es un agresivo fuerte, como ocurre en los recubrimientos brillantes de #í. todo depende de cada caso." En las atmósferas marítimas el ataque se intensifica por la presencia de las sales. 2or esta razón se presentan fundamentalmente otros fenómenos de corrosión, y el comportamiento es de un tipo particular. - consecuencia de la formación de cloruros f!cilmente solubles o de hidróido sódico en las regiones anódicas o catódicas las capas protectoras se destruyen continuamente." 2ara cualquier recubrimiento met!lico, sea cual fuere la forma de preparación, lo importante para el efecto protector es que sea compacto y no poroso y, por ello, cubra totalmente al metal base. El ataque sólo puede producirse, como si se tratara de un metal en bloque, por un desgaste mas o menos regular del recubrimiento. El espesor esta determinado por la duración y la empleabilidad de la pieza recubierta. =ales recubrimientos
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met!licos proporcionan una protección del metal base de tipo mec!nico, y solo temporalmente." *e manera totalmente distinta se comportan los recubrimientos que no est!n bien hechos. Ello puede ocurrir por ser demasiado delgado electroquímica in$tiles para el fin propuesto, por tener poros debidos a una estructura cristalina desfavorable, porque son esponjosos, como puede ocurrir en los metalizados por proyección, o por oclusión de partículas de suciedad como suele ocurrir en el electroplaqueado. Estas condiciones suelen ser funestas para la destrucción por formación de pilas locales. En ciertos casos, seg$n sea la naturaleza del metal y del recubrimiento, el metal base funciona como !nodo y se disuelve, con lo que se forman picaduras ramificadas, mientras que en otros se disuelve el metal del recubrimiento y protege al metal base mientras eista algo de recubrimiento sin disolver. 1uando se dan tales circunstancias se dice que hay @protección lejanaA. El primer caso corresponde al recubrimiento del 9e con 1u+ al formarse las pilas locales se disuelve el 9e. El segundo caso corresponde al recubrimiento del 9e con Ln+ mientras hay Ln sin disolver el 9e est! protegido." 9ormación de pilas3 la rapidez de este proceso de disolución depende de la diferencia de potencial eistente entre los dos metales unidos entre sí. Se produce una corriente que disuelve a uno de los metales. a magnitud de la corriente producida y la de la diferencia de potencial depende ampliamente de la naturaleza del medio agresivo y de su resistencia eléctrica. %na idea solo aproimada la proporciona la serie de potenciales, cuya ordenación es tal que un metal protege al que le sigue en ella. 2ero esta serie no es siempre v!lida, ya que las condiciones como las que se suelen dar en medios corrosivos tales como aguas !cidas o contenido de sales altera los potenciales. 2or eso suelen realizarse ensayos con los metales en el medio agresivo obteniéndose las llamadas @series pr!cticasA." *el conocimiento de estas series pr!cticas se deducen los siguientes puntos para la protección contra la corrosión + • Empleo de materiales que estén lo mas juntos posible en la serie de potenciales." • Evitar superficies muy grandes del metal m!s noble, pues aumenta el ataque en estas condiciones. 1uando sea posible, aumentar las !reas innobles." • En los plaqueados satisfactorios debe ser tan grueso que no deje que el medio agresivo se ponga en contacto con el metal de fondo." Condicion$" d$ o" r$cu*ri(i$nto" ($t;ico"& os objetos deben recubrirse de tal manera que el metal base quede completamente aislado del medio agresivo. *e ello se deduce principalmente que las piezas a recubrir deben estar acabadas de tal forma que no requiera ning$n mecanizado posterior, ya que este deterioraría el recubrimiento. 1uando se haga absolutamente necesario un trabajo mec!nico posterior se debe quitar el recubrimiento y luego de la mecanización se aplicar! de nuevo. as piezas recubiertas, especialmente si el plaqueado es blando, deben manejarse con cuidado. *ebe considerarse como imprescindible la protección de todos aquellos objetos que deban sufrir la acción de un agente corrosivo en tanto se garantice una mayor vida del objeto o, todavía mejor, del recubrimiento. Esto significa que se deben anteponer los conocimientos relativos a la corrosión y sobre todo, las normas establecidas respecto a los espesores mínimos de los recubrimientos a las consideraciones económicas. Sólo así es posible retrasar la muy costosa destrucción de los metales." Es suficientemente conocido, por la pr!ctica del electroplaqueado, que la forma del precipitado met!lico depende esencialmente de la naturaleza del tratamiento en la superficie." E$cción d$ r$cu*ri(i$nto&
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2ara lograr la mejor protección posible de un material con un recubrimiento hay que estudiar detenidamente las condiciones de ataque a que ha de estar sometida la pieza protegida. Estas condiciones son ya conocidas gracias a numerosas investigaciones a pesar de ello, apenas eiste un esquema que permita prever cual ser! la medida de protección mas segura para unas condiciones dadas. a elección de una buena protección debe ser en todo caso la que proporcione mayor seguridad, pero siempre se debe tener en cuenta que la protección es solo temporal. El recubrimiento se gasta siempre mas o menos por la acción del medio agresivo, y cuando desaparece queda el metal base, f!cilmente atacable, epuesto a la corrosión." =odos los recubrimientos, cualquiera sea su naturaleza, es normal que presenten poros. 2ero debe tenerse en cuenta que es muy frecuente considerar in$tiles los recubrimientos cuando la causa se debe a los defectos del metal base, tales como sopladuras, poros, grietas, inclusiones, etc. El recubrimiento puede taparlos pero quedan siempre como puntos débiles. El medio corrosivo puede iniciar en ellos su ataque. 2ara que el metal base sea capaz de protegerse es necesario que este sano, frente al defectuoso fallan los mejores procedimientos. Se puede eliminar el efecto de la formación natural de poros, debida al crecimiento del precipitado sobre gérmenes aislados, con recubrimientos de espesor suficiente." L! !d$r$nci! d$ r$cu*ri(i$nto3 Es evidente que la adherencia del recubrimiento al metal base debe ser perfecta, ya que si no es buena se producir! una destrucción intensificada de la base. En un lugar débil del recubrimiento se inicia el ataque, que progresa luego bajo el recubrimiento cuando penetra el agente corrosivo. os productos de la corrosión acaban de arrancar a trozos la capa cubridora." a causa fundamental de una mala adherencia suele ser una preparación defectuosa de la superficie de la pieza a recubrir. a pieza debe haberse limpiado a fondo, siendo su superficie, puramente met!lica, es decir libre de suciedad, de partículas met!licas procedentes del trabajo previo y sobre todo de grasa, esta se quita en parte con !cidos org!nicos y en parte mediante soluciones alcalinas con o sin corriente eléctrica. El decapado con !cidos o !lcalis elimina la mayor parte de los óidos eistentes, que perjudicarían la adherencia. Gediante el desbaste y el pulido o por el abrillantado electrolítico o químico, se da a la superficie el aspecto final que debe presentar el objeto acabado después de recubierto. os recubrimientos electrolíticos de mejor adherencia se logran cuando los cristales del metal depositado crecen sobre la propia estructura cristalina del metal base." roc$"o" d$ in($r"ión En este grupo se re$nen todos los procesos en los que el objeto a recubrir se introduce en un ba(o líquido. 7ien sea una solución acuosa, una mezcla de sales fundidas o un metal fundido. El recubrimiento se forma por reacción de intercambio con el metal fundido, con formación de una aleación como capa intermedia o de mejor adherencia." 5$%o"ición $n "oucion$" !cuo"!"3 el objeto se sumerge en una solución de sales met!licas+ con ello se logra una caída de potencial que permite reducir el metal mas noble que eiste en la solución. os hay en solución fría, en ebullición, por contacto y por frotamiento. as capas que se obtienen son muy delgadas." 5$%o"ición $n *!Ho d$ "!$" #undid!"& con un ba(o de sales fundidas se puede precipitar un metal por una reacción de intercambio. Esta forma de trabajar tiene las ventajas de que, por la elevada temperatura, el precipitado se difunde en el metal base y que pueden obtenerse capas m!s gruesas."
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R$cu*ri(i$nto" $n ($t!$" #undido"3 uno de los métodos m!s antiguos para proveer a un metal, sobre todo al 9e, de un recubrimiento protector contra la corrosión, es la inmersión en un ba(o de metal fundido. 2uesto que el metal en fusión es muy reactivo se tiene la posibilidad de que forme una aleación con el metal base. Esta posibilidad es con frecuencia tan grande que ha de tomarse medidas para evitar una formación ecesiva de capas de aleación entre el recubrimiento y el metal base. a formación de aleaciones es en sí deseable porque proporcionan una base de buena adherencia. Guchos metales como el Ln y el -l dan aleaciones que son muy duras y fr!giles, para evitar esta formación de capas duras se mezclan otros metales al fundamental del recubrimiento. 2uesto que la velocidad de reacción del metal fundido con el metal base aumenta con la temperatura, para la inmersión en caliente solo se tienen en cuenta los metales de bajo punto de fusión y entre ellos sobretodo, Sn y Ln." Es de importancia esencial el estaco del metal base. Esta circunstancia, como ya se ha se(alado en otros lugares, es importante en todos los métodos de recubrimiento, pero la tiene especial en aquellos en los que tienen lugar los procesos de difusión, por lo que se forma una aleación como base para la adherencia del recubrimiento. a presencia de grafito y el azufre en el 9e son perjudiciales para una buena adherencia." E$ctro%!)u$!do En contra de lo que ocurre en los procesos de inmersión, en el electroplaqueado o electrochapado &galvanostegia' se necesita un manantial eterno de corriente eléctrica. Ello permite que se pueda precipitar precisamente la cantidad de metal que se necesita para una finalidad determinada." 1omo en la pr!ctica se emplean regularmente solo soluciones acuosas, el n$mero de metales que se pueden depositar es limitado. Empleando ba(os de sales fundidas o soluciones no acuosas se pueden depositar también los restantes metales, pero los procesos son muy poco satisfactorios desde el punto de vista económico, por lo que los metales que lo requieren solo se aplican en casos ecepcionales por vía electrolítica." 1omo manantial de corriente sirven todos los que pueden proporcionar una corriente continua3 acumuladores, generadores de corriente continua, convertidores y rectificadores, en tanto que sus tensiones sean bajas. as principales ventajas de los rectificadores son su gran rendimiento, su funcionamiento silencioso, el no tener ninguna pieza móvil y por ello su peque(o desgaste." Gediante una composición adecuada del ba(o y adoptando condiciones de trabajo pertinentes, por lo que respecta por ejemplo a densidad de corriente, agitación y temperatura del ba(o, se puede modificar ampliamente el crecimiento de los cristales del metal depositado." *ensidad de corriente3 para obtener depósitos valiosos de los metales es necesario emplear densidades de corriente prescritas para cada tipo de ba(o. a mayoría de las veces eiste, sin embargo, un intervalo de densidades de corriente dentro del cual se puede trabajar. En los ba(os modernos se tiende a trabajar con densidades de corriente lo mas altas posibles, con el fin de que los tiempos de trabajo sean m!s cortos. Estas altas densidades se consiguen con una buena agitación del ba(o, con una elevada concentración del ba(o en metal y una temperatura del ba(o alta que aumente la movilidad iónica." -l aumentar la densidad de corriente se produce normalmente una disminución del tama(o del grano del depósito, como consecuencia de la mayor velocidad de formación de gérmenes." -gitación del ba(o3 tiene una importancia muy grande especialmente cuando se trabaja con densidades de corriente elevadas. 5ay que elegir un procedimiento de agitación que no pueda influir desfavorablemente en el car!cter del ba(o. 2or ejemplo, no debe agitarse con aire comprimido un ba(o cianurado. El : y el 1: introducido estropearían el ba(o,
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en instalaciones grandes se ha comprobado que lo mejor es una circulación continua del ba(o, a veces se asocia con una filtración." =emperatura del ba(o3 el aumento de temperatura del ba(o permite trabajar con densidades de corriente mas altas. 2ero tiene también la desventaja de que los cristales precipitados tienden a ser mas grandes. El precipitado es m!s blando, una ventaja que a veces tiene valor pr!ctico. 2or razones técnicas hay que conformarse con temperaturas de
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Se han desarrollado tres tipos principales de pistolas de proyección3 4. 2istolas que pulverizan un metal líquido." . 2istolas que proyectan un polvo met!lico." ;. 2istolas que funden y proyectan un alambre met!lico." as primeras se emplean muy poco porque tiene la enorme desventaja de su gran tama(o. as pistolas de polvos solo se emplean en general para metales de muy alto punto de fusión o para aquellos otros que no se pueden fabricar en formas de alambres." En la mayoría de los casos se emplean las pistolas para alambre. El alambre, que por un movimiento uniforme de avance se va introduciendo en una llama, funde y es pulverizado con aire comprimido. a fusión puede lograrse por calentamiento con gases combustibles o mediante métodos de caldeo eléctricos." Se pueden proyectar todos los metales que fundan a menos de 4I//01, que la mayoría de las veces se funden en la pistola a partir del alambre. a economía del proceso por proyección aumenta con el empleo de materiales mas gruesos. Es indispensable que el avance sea uniforme." En la proyección se obtiene siempre una acumulación de partículas aisladas mas o menos ligadas entre sí. *ificulta la unión íntima de las gotitas, el hecho de que durante la proyección se recubra con una capa de óido que impide que la soldadura de una partícula con otra." R$cu*ri(i$nto" %or di#u"ión 9undamentalmente, son métodos de difusión todos aquellos que trabajan a temperaturas elevadas. =ienen por fin el que se alee con la base el metal del recubrimiento, para alcanzar de esta forma una gran adherencia. as piezas se empaquetan con un polvo met!lico o el metal se evapora en forma de una combinación. En ambos métodos las temperaturas son muy elevadas. as piezas a tratar se introducen en el polvo met!lico de que se trate y se calienta todo a temperatura elevada al abrigo del aire. a temperatura depende del metal base". 1omo las temperaturas de trabajo necesarias para que se produzca una aglutinación, por lo que es regla general que el polvo met!lico se diluya con los óidos." -l pulverizar el metal se tiene también la ventaja de que se fragmentan y distorsionan ampliamente las cristalitas, con lo que la superficie del polvo resulta activada y la difusión es mas f!cil." a profundidad de la penetración del metal difundido es una función del tiempo y la temperatura en tanto se forme una solución sólida o sea posible una disolución mutua de ambos metales." 1ondición para la difusión es una alteración de la ordenación de la red cristalina. -l elevarse la temperatura aumenta la movilidad de los iones met!licos, y en condiciones determinadas se pueden producir en la red la sustitución de un metal por otro." ?o"#!t!ción B Cro(!t!do a protección lograda por estos dos métodos de trabajo no es tal como para que no sea necesario completar el recubrimiento. Solo sirven en general como base de una buena adherencia para la posterior pintura o barnizado. Son particularmente porosos los recubrimientos de fosfatos. os de cromato son compactos pero muy delgados. 5ay que ajustar concentración y temperatura para que los productos de hidrólisis se precipiten sobre el 9e, pues sino precipitan como lodos en el fondo del ba(o. El metal introducido acelera la hidrólisis." En el cromato se trabaja con ba(os de inmersión que contienen !cido crómico o bicromato con un !cido. Sobre los metales se forma una capa amarillo verdosa de cromato b!sico." intur!" !rnic$" B C!uco
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En la protección contra la corrosión, las pinturas ocupan el primer puesto. En numerosos casos son el $nico medio racional de proteger los metales y puede decirse que nuestra cultura, que se basa en el hierro como material decisivo, solo ha sido posible por la utilización de las pinturas como medio protector. En cifras, basta decir que el 8/M de la producción anual de pinturas se dedica $nicamente a la protección contra la corrosión." Suele entenderse que las pinturas son materias que pueden aplicarse con un pincel, pero también pueden aportarse de otras maneras, como la pulverización, la colada, a chorro, por inmersión, en tambor, por laminación, etc. a característica es que de una forma u otra se obtiene un recubrimiento delgado de los productos, se seca, haciéndose insensible al contacto, y que, junto a una mayor o menor resistencia mec!nica y dureza presenta una buena adherencia a la base. as películas así obtenidas se llaman pinturas cuando se aplican por medios sencillos, y reciben el nombre de barnices o lacas cuando su aplicación es m!s cuidadosa." os componentes de una pintura son3 ♦ Gateria formadora de película3 resinas naturales y artificiales, derivados del caucho." ♦ -ceites secantes grasos." ♦ *isolventes, diluyentes y eventualmente pigmentos." a pintura es, por tanto una mezcla de formadores de películas sólidas o líquidas con disolventes y diluyentes, que se emplean como producto incoloro, sin pigmento o como colores para pintar con la adición de pigmentos. Es de hacer notar que para proteger contra la corrosión se emplean ciertos pigmentos especiales." as pinturas se basan especialmente en los formadores de películas hay que poner en primer plano los puntos de vista físicos, dejando en segundo plano las consideraciones puramente químicas." Se trata de materias siempre que o ya eisten en el estado de resina &formadores de película sólida' o lo alcanzan bajo las condiciones de formación de la película &formadores de película líquida'." El concepto resina corresponde, en cierto modo, a un cuarto estado de agregación comprendido en el intervalo entre el líquido y el sólido cristalino." Si bien todo sistema capaz de formar películas puede concebirse como una resina, no todas las resinas pueden valer como formadores de película. Es fundamental el tener en cuenta que una película solo es de valor en la pintura cuando forma un recubrimiento que se adhiere tenazmente al material base, cuando esta adherencia desaparece, el sistema se convierte en una hoja, que solo tiene valor como tal y no como recubrimiento. 2or tanto solo pueden considerarse como formadoras de películas aquellas resinas para las cuales la película originada se adhiere fuertemente a la base." o fundamental de las películas son sus propiedades físicas, solo indirectamente dependen sus propiedades químicas." as cualidades físicas importantes de las películas est!n inequívocamente acopladas al estado definido por las fracciones de sólidos, líquidos y coloides. a adherencia esta en estrecha relación &aunque no eclusiva' con la fracción de líquido, mientras que la dureza y elasticidad de la película aumentan con las fracciones de sólido y coloide." 9ormación de la película3 el problema de la transformación de un producto resinoide en una verdadera película puede resolverse por métodos directos o físicos, o por, vía indirecta o química." a' ?or(!ción dir$ct! o #'"ic!3 la formación de la película sigue a un estado intermedio en el que se hace disminuir la altísima viscosidad bien por fusión o por combinación con un agente liófilo &disolvente', de bajo peso molecular y vol!til." 1uando la película se forma por una previa fusión y endurecimiento posterior por enfriamiento, solo deben emplearse productos que tengan suficiente resistencia al calor+ y que puedan hacerse suficientemente fluidos por calentamiento , sin indicios de
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descomposición. a aportación sobre el material base se realiza por medio de dispositivos especiales que permitan la proyección del producto fundido o la fusión en la superficie de la materia prima en forma de polvo. 1omo líquidos etremadamente viscosos, las resinas pueden formar mezclas homogéneas en cualquier proporción con ciertos líquidos con tal que eista una suficiente liofilia mutua. Esta circunstancia es el fundamento de los llamados barnices o lacas vol!tiles." -l elegir el agente regulador de la viscosidad no sólo hay que atender a que la liofilia sea suficiente, sino también a que la volatilidad sea la necesaria. Es fundamental siempre el que se utilice el disolvente o mezcla de disolventes realmente mas adecuado. -unque todo barniz vol!til es una solución, no todas las soluciones de resinas son barnices. *ebe tenerse en cuenta que la correcta elección del vehículo disolvente es tan importante para la calidad del sistema película lograble como la correcta elección o composición del formador de película." a película se forma en el caso de los barnices a medida que se evapora el disolvente regulador de la viscosidad, usualmente esta volatilización se produce libremente por secado por el calor con tal que la temperatura sea moderada durante un tiempo corto." b' ?or(!ción indir$ct! o )u'(ic!3 los representantes cl!sicos de los materiales formadores de película por vía indirecta son los aceites secantes grasos. 1omo estos son de por sí líquidos no ofrece dificultad la regulación de la viscosidad que es necesaria para la aplicación. -lgunos aceites, por ejemplo, linaza no necesitan en ciertos casos, pr!cticamente ninguna adición." En circunstancias normales tiene lugar durante el secado al aire, pudiéndose acortar la duración del proceso con la adición de los llamados secantes. os aceites secantes grasos tienen un papel preponderante en la lucha contra la corrosión, al que no afectan los complicados proceso de formación de película." 2ara la protección de la corrosión son solamente adecuados aquellos sistemas en los que se den asociadas, una ausencia de porosidad, buena adherencia, dureza, elasticidad y resistencia frente a los agentes eternos. 5ay que operar con sistemas de varias capas, cuyo n$mero depende de las circunstancias específicas de cada caso." El que la pintura se aplique generalmente en varias capas tiene su fundamento en varias circunstancias, ello es solo ventajoso si el efecto es verdaderamente protector, se confía a una capa de fondo, que se puede acomodar justamente a esta finalidad sin preocuparse de otras eigencias. 2ero a esta capa de fondo sólo se le puede garantizar una duración si ella misma tiene una protección suficiente para que se mantenga intacta bajo el ataque directo del ambiente." Gientras sea posible el tratamiento cuidadoso de las pinturas no se debe dejar de realizarlo, a$n cuando no se observe una causa inmediata que lo eija, pues con ello se contribuye a la conservación y protección de los objetos pintados. En numerosos casos el cuidado de la pintura se realiza de manera autom!tica. 2or ejemplo, en el caso de elementos de uso corriente y en vehículos, en los que al preocuparse del buen aspecto se realizan limpiezas regulares y tratamientos ocasionales con agentes abrillantantes o renovadores." ENSAYOS 5E CORROSIÓN En el medio pr!ctico de los materiales se presentan da(os de mayor o menor importancia causados por acciones químicas, bajo condiciones frecuentemente incontrolables, de diferente naturaleza y gran multiplicidad de aspectos. 2ara eplicar las causas de los da(os son apropiados los ensayos de corrosión bajo condiciones eactamente conocidas y reproducibles y con una elección bien determinada e intencionalmente limitada de los factores decisivos del proceso de corrosión."
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En general, los ensayos pueden ser naturales o de laboratorio. os primeros son aquellos en los que la pieza a ensayar est!n sometidos directamente a las condiciones de ataque que se encuentran naturalmente en la pr!ctica." os ensayos de laboratorio, son ensayos realizados bajo condiciones de ataque regulables y logradas artificialmente. Se diferencian con los naturales, entre otras cosas, en que en los de laboratorio se emplean probetas peque(as, bien definidas. -dem!s la composición y la calidad del medio agresivo se pueden fijar eactamente." os resultados de los ensayos naturales solo se obtienen en general, después de largos períodos de tiempo. as condiciones de ataque son muchas veces variables y no controlables. 2or su larga duración no siempre es posible acudir a estos ensayos." En"!Bo" n!tur!$"3 Son los que permiten el enjuiciamiento mas seguro de un material o el efecto protector de una medida determinada. Son la base de todos los ensayos de corrosión. En los ensayos naturales solo se obtendr!n resultados claros después de períodos largos de tiempo, es decir cuando hayan podido entrar en juego los factores acelerantes y refrenantes." En"!Bo" $n ! !t(ó"#$r!3 para el conocimiento fundamental de la atmósfera podemos citar la necesidad de apreciar los siguientes agentes modificativos3 irradiación solar, radiación del suelo, temperatura del aire, humedad, precipitaciones, viento, impurezas, etc. -$n hay que a(adir las variaciones con las estaciones del a(o y la situación del lugar de ensayo." 5ay que elegir el sitio de tal forma que eistan en todos los puntos iguales condiciones atmosféricas y que no se encuentren perturbaciones debidas a humos, gases residuales, etc. Es muy importante la forma de colocación de las probetas, no deben estar en contacto con clavos u otras piezas met!licas+ lo conveniente es fijar las probetas por un solo punto y dejarlas colgando libremente." 2ara poder comparar los resultados de los ensayos es también conveniente no solo realizar el ensayo de corrosión, sino controlar los factores importantes, siguiendo continuamente, por ejemplo, humedad relativa, temperatura, contenido de gases agresivos, etc." En"!Bo" $n $ !+u! B $n $ (!r 3 en el agua y en el agua de mar, son muchos menos los factores modificativos. En estas condiciones puede tener mucha importancia la disposición juiciosa de las probetas, pues muchas veces hay que contar con corrientes intensas de agua que pueden arrastrarlas o perderlas. En la eposición al agua de mar tiene importancia el secado y humedecimiento alternativo de las probetas por el flujo y reflujo de la marea." En"!Bo" $n $ "u$o3 sólo se puede formar un juicio decisivo sobre la corrosión de los materiales met!licos enterrados cuando los ensayos se ejecutan bajo las mismas circunstancias de la pr!ctica, es decir, ajustando la calidad de los materiales y el medio agresivo a las condiciones de servicio. 2ara evitar dispersiones es necesario no ensayar ni tubos ni cables de menos de 4mt. de largo. os cuerpos huecos deben taponarse por ambos etremos. 2ara poder tener en cuenta el curso temporal del ataque es necesario emplear un gran n$mero de probetas an!logas, las cuales se van enterrando de tiempo en tiempo y dos por lo menos cada vez." 2ara enterrar las probetas, es inevitable la remoción del suelo. 1on ello se provoca una alteración que debe mantenerse lo mas peque(a posible. Es de gran importancia el contacto del agua del suelo con la probeta, por lo que es conveniente que una serie de probetas se encuentren sobre la napa fre!tica y otra segunda sumergidas continuamente en la misma."
ENSAYOS 5E LAORATORIO
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%no de los fines m!s importantes de los ensayos de corrosión en el laboratorio es la imitación de las acciones atmosféricas, puesto que son las que eisten con m!ima frecuencia en el empleo de los materiales, aunque también con las variaciones mas notables. En el laboratorio no es posible tener en cuenta todas las variaciones, pues ello eigiría un n$mero enorme de ensayos." En"!Bo" d$ ni$*! 3 2ara reproducir en el laboratorio la humectación de los objetos, por la niebla, se emplean los dispositivos de pulverización, con aire a presión y una tobera se pulveriza la solución agresiva, de forma que act$e sobre las probetas en forma de finísimas gotas." En"!Bo" d$ in($r"ión !t$rn!& os efectos de humedecimiento y secado, que en la atmósfera pueden darse por ejemplo a causa de la lluvia, se producen en el laboratorio mediante ensayos de inmersión alterna as probetas sufren en ellos, durante un cierto tiempo el efecto de la inmersión en agua o en alguna solución acuosa, y luego se etraen lentamente para que puedan secarse en el aire. Seg$n las acciones que se desea imitar se emplean como medios agresivos el agua destilada, agua de ca(ería o soluciones al ;M de 1l#a. as pérdidas por evaporación se compensan con la adición de agua destilada. 5ay que asegurarse del buen escurrido de las probetas cuando se etraen de la solución." En"!Bo" d$ in($r"ión continu!& 2ara establecer el comportamiento de los materiales frente a las soluciones acuosas se emplean en el laboratorio los ensayos de inmersión continua. as soluciones agresivas suelen estar contenidas en vasijas de vidrio y las probetas se mantienen suspendidas dentro de dichas vasijas. Solo cuando es necesario evitar el efecto de oígeno del aire se ensaya con vasijas cerradas, que es conveniente hacer estancas con cierre esmerilado. o mas sencillo es colgar las probetas de horquillas de vidrio o de pl!stico. En los ensayos normales las muestras est!n totalmente sumergidas, y en forma que el nivel de líquido este unos ;/ mm. por encima del borde superior de la probeta. Esto es necesario para garantizar en un líquido en reposo una distribución homogénea del oígeno." En ciertos casos también es deseable comprobar la corrosión en la línea de contacto solución " aire. En este caso se recomienda ejecutar una serie especial de ensayos en los que, por la aereación diferencial se formen pilas locales sobre la superficie de la chapa.
En"!Bo d$ ! r$"i"t$nci! d$ * ! FC. 2ara juzgar r!pidamente sobre la resistencia del 2b al 51l se emplean muestras de cm de superficie cuyo espesor se reduce desde 4/ a ; mm. El disco se desbasta con papel de esmeril fino y luego se hierve durante una hora a 44/0 con 51l del /M y bajo refrigerante de reflujo. El 2b se estima suficientemente resistente si la pérdida de peso no es mayor de la correspondiente a ///g>m por día." M9todo" $$ctro)u'(ico"& a corrosión en soluciones acuosas es un proceso electroquímico. 1omo consecuencia de esta importancia de la electroquímica en los procesos de corrosión es lógico que se empleen con frecuencia, y con utilidad los métodos electroquímicos de ensayo, tienen la
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ventaja de que permiten obtener resultados en el laboratorio en tiempos cortos y también la de que, afinando los métodos a medida, se pueden simular y eplicar muchas veces los procesos de corrosión. *e los resultados de tales ensayos han resultado muchas veces procedimientos de protección eficaces. 5ay que tener en cuenta que estos ensayos eigen una aplicación muy correcta, una ejecución especializada y que para que sus resultados puedan aplicarse con utilidad es requisito poseer conocimientos especializados notables." Entre los ensayos que se realizan pueden citarse3 ♦ Gedidas de potencial. ♦ Gedidas de p5. ♦ Gedidas de la intensidad de corriente. ♦ Gedidas de potencial > corriente. ♦ Gedidas en el contacto de materiales diferentes. O*t$nción d$ o" r$"ut!do" d$ o" $n"!Bo" d$ corro"ión & os resultados de los ensayos de corrosión se establecen a partir de las variaciones de la superficie del material, del material mismo y del agente corrosivo. -dem!s, muchas veces es deseable conocer la composición y calidad de los productos de corrosión." L! "u%$r#ici$ d$ ($t!& a observación a ojo desnudo de la superficie del metal que se corroe es el método m!s racional y sencillo, y , por tanto el mas frecuentemente empleado para juzgar sobre la corrosión. 1on tal observación se establece, la forma y la cantidad en que los productos de la corrosión se han depositado sobre la superficie, si la corrosión transcurre sin formación de productos sólidos o si los da(os producidos sobre la superficie son grietas, etc. 1omo es natural hay que fijarse si el ataque es uniforme o localizado con picaduras. 1uando la corrosión es localizada es posible estimar el grado de corrosión por la magnitud y distribución de los lugares corroídos." In/$"ti+!cion$" (icro"có%ic!" d$ ! "u%$r#ici$& En las investigaciones modernas se han empleado las observaciones en campo claro y en campo oscuro, la iluminación oblicua y el contraste de fase. 2uede ser de mucha utilidad el empleo de luz polarizada o ultravioleta." In/$"ti+!ción d$ !" "u%$r#ici$" con (icro"co%io $$ctrónico& El microscopio electrónico es de gran utilidad para casos de eigencias grandes y para reconocer las mas peque(as diferencias locales de la calidad superficial. El método que se ha empleado con éito especial para el estudio de los procesos de oidación." R$conoci(i$nto d$ d$#$cto" "u%$r#ici!$" +ri$t!"& En la corrosión se producen con frecuencia defectos superficiales cuyo reconocimiento es importante para juzgar el proceso de ataque. os defectos resultan mas perjudiciales en el uso, por lo que respecta al las solicitaciones mec!nicas, las grietas que muchas veces no se descubren a ojo desnudo." 2ara comprobar su eistencia se han desarrollado una serie de ensayos no destructivos. 1omo los mas conocidos citaremos el de lechada de cal, humectación con líquidos f!cilmente vol!tiles , el empleo de materiales fluorescentes, el de los polvos magnéticos, el de los indicadores radiactivos y los ultrasónicos." 5$t$r(in!ción d$ !" /!ri!cion$" d$ %$"o&
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En la mayoría de los ensayos de corrosión se mide la magnitud de esta por las variaciones de peso en las probetas. 2ara ello es necesario conocer el peso y las dimensiones de las probetas cubiertas por los productos de corrosión, y puede ser de importancia conocer el peso de la probeta con estos productos adheridos. 2ara encontrarlo se secan las probetas a 48/01 y se enfrían luego en el desecador, después se pesan. Solo una vez hecho esto se eliminan la capa de los productos de corrosión. En este desprendimiento hay que tener cuidado que no se ataque el metal y como control se someten al mismo tratamiento las probetas que sufrieron el ensayo de corrosión y otras no corroídas." 5$t$r(in!ción d$ ! di"(inución d$ $"%$"or& a característica mas sencilla de determinar, y m!s segura para el empleo pr!ctico, es la disminución del espesor. En el caso de ataque uniforme esta disminución se puede calcular a partir de la pérdida de peso. a tabla incluye relaciones entre la pérdida de peso en g>m por día y disminución de espesor en mm > a(o." 5$t$r(in!ción d$ ! n!tur!$
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3 Zndice de ataque3 log. decimal de las milésimas de mm. perdidas por a(o." aloración de los resultados de los ensayos de corrosión
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ILIOGRA?IA& • • • • • • • • • •
Corro"ion !nd corro"ion contro. Ui+. 1:8= L!" r$!ccion$" $$ctro)u'(ic!". C!rot. 1:7: rot$cción contr! ! corro"ión. G!B(!n. M!nu! d$ !nticorro"ión. M!ur'n. R$cu*ri(i$nto d$ o" ($t!$". Mo$r! "o;. Corro"ión B %rot$ctor$" t$(%or!rio". Introducción ! ! corro"ión (icro*ioó+ic!. Corro"ión B oJid!ción. K$"t. 1:83. R$cu*ri(i$nto" $$ctro'tico" *ri!nt$". S!/!dó Corro"ión B %rot$cción. ?rit< Todt. 1::
