Desde que el hombre comenzó a explotar los minerales y específicamente aquellos que por su naturaleza química requerían absorber energía para liberarlos del compuesto original, como es el caso de los metales, desde ese momento también descubrió la tendencia del metal en liberar esa energía para regresar a su estado inicial en forma de corrosión.
La corrosión afecta de muchas formas, desde el punto de vista de presentación visual, así como también, desde el punto de vista estructural, en la construcción de piezas, equipo y maquinaria, cuyos esfuerzos a los que son sometidos pueden en determinado momento representar un riesgo y ser causa de destrucción, accidentes y en fin pérdida de todo tipo de recursos invertidos.
De ahí que entender este fenómeno, conocer los medios donde se produce, los tipos y formas como se presenta, las alternativas de protección que existen para su control y mantenimiento preventivo son principalmente los motivos de estudio e investigación de este trabajo.
La corrosión es un fenómeno natural que afecta en distinto grado a los metales, cuya esencia electroquímica implica la donación de electrones por el metal que se corroe, por lo tanto una determinación eléctrica de la tendencia del metal a donar electrones puede servir como criterio básico de la facilidad de la corrosión.
En los ambientes corrosivos por las distintas variables que intervienen, ya sean químicas, físicas o mecánicas; no es posible encontrar un método único para solucionar los distintos casos de corrosión, por lo que a su vez se requiere disponer de distintos métodos anticorrosivos para prevenirla. La corrosión no se puede evitar, más el objetivo principal está en controlarla, ya sea en el metal, en la interfase o en el medio ambiente corrosivo.
Son muchos los métodos, para los distintos grados de protección que se pretenden; los cuales en grado de importancia están: el diseño evitando puntos sensibles de ataque en la estructura, utilizando recubrimientos protectores metálicos y no metálicos, especificando materiales resistentes a la corrosión, usando protección catódica, y alterando los medios por medio de inhibidores.
En la protección por medio de recubrimientos ya sean metálicos o no metálicos (Galvanizado y Pinturas protectoras), el aspecto más importante radica en la preparación de las superficies para lo cual se han desarrollado normas de limpieza.
El grabado en metal es un proceso controlado de corrosión, donde la oxidación del metal ocurre en las líneas del dibujo hecho sobre el barniz. El proceso puede acelerarse mediante electrólisis, siguiendo el principio de sacrificio metálico. Para este grabado se utiliza una placa de acero inoxidable, hierro o aluminio y se conecta al electrodo positivo de una fuente de corriente directa; el electrodo negativo se conecta a una placa de cobre y se utiliza agua con sal como electrolito.
La corrosión puede describirse en primer término como una reacción de oxidación, en realidad, la corrosión es la causa general de la alteración y destrucción de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. Si bien esta fuerza destructiva ha existido siempre, no se le ha prestado atención hasta los tiempos modernos, como efecto de los avances de la civilización en general y de la técnica en particular, donde aproximadamente un 25% de la producción anual de acero es destruida por la corrosión.
La corrosión de los metales constituye el despilfarro más grande en que incurre la civilización moderna y que las roturas en los tubos de escape y silenciadores de los automóviles, la sustitución de los calentadores de agua o boilers domésticos, a falla de un oleoducto del petróleo crudo, aparte de tener en cuenta el daño causado muchas veces irreversible, por las fugas de aceite derramado, así como el posible paro laboral de la refinería y los consiguientes problemas de desabastecimiento al público en general y lo que ello puede llegar a acarrear. Nada metálico parece ser inmune a este tipo de acontecimientos.
La corrosión forma parte del diario vivir. Pero por desgracia, hasta que sus efectos se hacen visibles nos damos cuenta de ello. Por ejemplo cuando existe la ruptura en una tubería de agua, al abrir la llave del agua, en vez de presentar su transparencia habitual tiene una cierta tonalidad o coloración obscura y al probarla, se percibe un sabor distinto, que se parece bastante a cuando nos llevábamos a la boca algunas monedas de cambio. En esos momentos, ha empezado a romperse el material de la tubería galvanizada o el acero de la red del agua potable.
Al cabo de poco tiempo, al abrir la llave del agua caliente del lavabo, empieza a salir bastante turbia y rojiza, con gran cantidad de partículas en suspensión. Algunas de éstas parecen ser de arcilla que estarían sedimentadas sobre la pared de las tuberías distribución y que se han incorporado al agua al pasar con presión por los conductos de agua. Otras partículas más, tienen un aspecto gelatinoso y una coloración pardo rojiza (característica del hidróxido férrico). Y cuando hacemos la misma comprobación con la llave del agua fría, sale limpia e incolora.
La aparición de lugares húmedos en las paredes o las goteras son una consecuencia inmediata. Al inspeccionar con más detalle la zona en que ha aparecido la gotera, en algunas ocasiones existe la sorpresa de que la aparición de la humedad, que se creía era debida a la perforación de la tubería por el lado del agua, ha tenido lugar en cambio en la parte exterior del tubo. Cuando el fontanero arreglar el tubo que presentaba la perforación, se puede observar que el ataque perforante provenía del exterior, pero el responsable de la desperfecto en la tubería, no era el agua transportada, sino el material de construcción que se hallaba en estrecho contacto con el exterior del tubo.
Al analizar con más cuidado, se puede observar que la zona afectada coincidía con la existencia de "restos" de yeso que por descuido pusieron los albañiles en la tierra durante la etapa de fijación de los tubos.
El yeso (CaSO4), tiene la particularidad ser corrosivo por sí mismo frente a materiales metálicos como el hierro y el acero galvanizado, es higroscópico, (absorbe el agua), por lo cual tiene bastante tendencia a captar y retener la humedad y con estas reacciones prosigue la corrosión hasta sus últimas consecuencias.
Otro caso de corrosión que se presenta con frecuencia es en la lavadora automática. Cierto día, al hacer funcionar la máquina lavadora, se escucha que hace algunos ruidos extraños. Al inspeccionar detenidamente, se encuentra con la sorpresa de que el tambor, con tiene una fisura. No había ni rastro de herrumbre, solamente unos ruidos extraños.
El tambor, a pesar de ser de acero inoxidable, sufrió un cierto tipo de corrosión, conocido por los especialistas como corrosión fisurante, precisamente por el tipo de daño provocado que es imperceptible hasta que se produce la falla.
En los autos, la corrosión empieza con unas pequeñas manchitas y picaduras minúsculas en la defensa del carro, que si bien no afectan su resistencia mecánica, sí estropean su presentación. Luego, es posible que se localicen puntos aislados de ataque en las partes cubiertas por molduras que iban fijas en agujeros de la carrocería; cada vez que lavamos el carro se observa la acumulación de herrumbre que sale de debajo de tales molduras.
Éste efecto de agentes corrosivos sobre la carrocería se agrava en las zonas costeras, por la influencia de la brisa marina que llega a ponerse en contacto gotitas cargadas de cloruro de sodio (NaCl). La corrosión aumenta con el grado de humedad y la temperatura, el contenido de gases sulfurosos en la atmósfera. Por ello, frecuentemente se pueden ver en ciudades costeras e industriales un verdadero enjambre de auténtica chatarra rodante.
Cualquier buen observador puede haber notado, en las grandes ciudades o en las zonas costeras, la aparición de manchas de herrumbre en las estructuras de concreto, por ejemplo, en un estacionamiento subterráneo, un puente o en los postes de las líneas de distribución de corriente eléctrica.
Estas estructuras están reforzadas interiormente con varillas de acero, las cuales se cubren de concreto (mezcla de cemento Portland, arena, agua y agregado de pH alto, aproximadamente 12) con el objeto de proporcionar una adecuada resistencia mecánica a la estructura. En condiciones normales de una atmósfera limpia, no debe ocurrir nada que afecte a la estructura, ya que el concreto es un medio perfectamente compatible con el acero, precisamente por el alto valor del pH. Sin embargo, debido a su propia constitución, el concreto contiene una gran cantidad de poros, los cuales pueden estar interconectados y son permeables a líquidos y gases. Esto es de gran importancia para el proceso de corrosión del acero de refuerzo, pues tanto el oxígeno como el agua pueden difundirse hacia el acero a través de la estructura de concreto. Por ejemplo, cuando está en frecuente contacto con agua de mar, a través de la propia porosidad del concreto la sal puede llegar a las varillas de acero.
Cuando guardamos una lata de conserva de alimentos durante mucho tiempo, podemos tener la sorpresa de encontrarlo con un hinchamiento anormal, de tal manera que la desechamos. Esta deformación abombada es debida a la acumulación de gas hidrógeno y es una manifestación extrema de la corrosión. Significa el final de la vida útil de la conserva y ocurre, por lo general, tras un prolongado período de almacenamiento.
Las consecuencias prácticas de la corrosión, que afectan tanto al envase como al producto envasado, incidiendo más o menos desfavorablemente sobre la calidad de la conserva, como: En los cambios de los atributos sensoriales (color, olor, sabor), y características nutritivas del producto envasado; (desestañado de la hojalata con pérdida de su aspecto brillante, o bien un desestañado intenso localizado en los envases barnizados, que puede originar el rechazo del consumidor por presentación inadecuada); (incorporación de iones metálicos, como estaño (SN+2), hierro (Fe+2) y plomo Pb+2), al producto envasado).
Los materiales de uso más frecuente en la fabricación de los envases son el aluminio, hojalata latas cromadas, aunque la hojalata sigue siendo el material de mayor utilización.
En presencia de un medio acuoso, la corrosión es de naturaleza electroquímica. Tal corrosión es un proceso espontáneo que denota la existencia de una zona anódica (que sufre la corrosión), una zona catódica y un electrolito, siendo imprescindible la presencia de estos tres elementos para que este tipo de corrosión pueda existir (se requiere asimismo de contacto eléctrico entre la zona anódica y la catódica).
El término ánodo se emplea para describir aquella porción de una superficie metálica en la que tiene lugar la corrosión (disolución) y en la cual se liberan electrones como consecuencia del paso del metal en forma de iones, al electrolito. La reacción que sucede en el ánodo, por ejemplo para el caso del zinc, es una reacción de oxidación:
Zn° ----> Zn +² (electrolito) + 2e-
Como los electrones, en un conductor metálico, se mueven en sentido compuesto al convencional, en el ánodo la corriente eléctrica sale del metal para entrar a la solución. El término cátodo se aplica a la porción de una superficie metálica en la cual los electrones producidos en el ánodo se combinan con determinados iones presentes en el electrolito.
2H+ + 2 e- ---> H2 (g)
Estos recubrimientos se utilizan para aislar el metal del medio agresivo. En primer lugar existen recubrimientos metálicos y no-metálicos que se pueden aplicar al metal por proteger, sin una modificación notable de la superficie metálica.
Recubrimientos no-metálicos: Como las pinturas, barnices, lacas, resinas naturales o sintéticas., grasas, ceras, aceites, empleados durante el almacenamiento o transporte de materiales metálicos ya manufacturados y que proporcionan una protección temporal.
Recubrimientos orgánicos de materiales plásticos: Esmaltes vitrificados resistentes a la intemperie, al calor y a los ácidos.
Recubrimientos metálicos: Pueden lograrse recubrimientos metálicos mediante la electrodeposición de metales como el níquel, zinc, cobre, cadmio, estaño, cromo, entre otros.
Proyección del metal fundido mediante una pistola atomizadora. Metalizaciones al zinc, aluminio, estaño, plomo, etc.
Reducción química (sin paso de corriente): electroles. Por ese procedimiento se pueden lograr depósitos de níquel, cobre, paladio, etc. Recubrimientos formados por modificación química de la superficie del metal. Los llamados recubrimientos de conversión consisten en el tratamiento de la superficie del metal con la consiguiente modificación de la misma. Entre las modificaciones químicas de la superficie del metal podemos distinguir tres tipos principales:
Recubrimientos de fosfato: El fosfatado se aplica principalmente al acero, pero también puede realizarse sobre zinc y cadmio. Consiste en tratar al acero en una solución diluida de fosfato de hierro, zinc o manganeso en ácido fosfórico diluido. Los recubrimientos de fosfato proporcionan una protección limitada, pero en cambio resultan ser una base excelente para la pintura posterior.
Recubrimiento de cromato. Se pueden efectuar sobre el aluminio y sus aleaciones, magnesio y sus aleaciones, cadmio y zinc. Por lo general, confieren un alto grado de resistencia a la corrosión y son una buena preparación para la aplicación posterior de pintura.
Recubrimientos producidos por anodizado. El anodizado es un proceso electrolítico en el cual el metal a tratar se hace anódico en un electrolito conveniente, con el objeto de producir una capa de óxido en su superficie. Este proceso se aplica a varios metales no-ferrosos, pero principalmente al aluminio y a sus aleaciones. Proporciona una buena protección y también resulta un buen tratamiento previo para la pintura posterior.
Se pueden incluir también entre los recubrimientos con modificación de la superficie del metal los procesos de cementación. En este proceso, se convierte la superficie externa de la porción metálica que se quiere proteger, en una aleación de alta resistencia a la corrosión. El proceso consiste en calentar la superficie metálica en contacto con polvo de zinc (sherardizado), polvo de aluminio (calorizado) o un compuesto gaseoso de cromo (cromado). Se obtienen capas de un considerable espesor.
¡excelente blog profesora!
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