Corrosin

Oxidacin del metal.

Smbolos de sustancias corrosivas.

La corrosin se dene como el deterioro de un material aconsecuencia de un ataque electroqumico por su entorno.De manera ms general, puede entenderse como la ten-dencia general que tienen los materiales a buscar su formams estable o de menor energa interna. Siempre que lacorrosin est originada por una reaccin electroqumica(oxidacin), la velocidad a la que tiene lugar depende-r en alguna medida de la temperatura, de la salinidaddel uido en contacto con el metal y de las propiedadesde los metales en cuestin. Otros materiales no metlicostambin sufren corrosin mediante otros mecanismos. Elproceso de corrosin es natural y espontneo.La corrosin es una reaccin qumica (oxidorreduccin)en la que intervienen tres factores: la pieza manufactura-da, el ambiente y el agua, o por medio de una reaccinelectroqumica.Los factores ms conocidos son las alteraciones qumicasde los metales a causa del aire, como la herrumbre delhierro y el acero o la formacin de ptina verde en el cobrey sus aleaciones (bronce, latn).Sin embargo, la corrosin es un fenmeno mucho

ms amplio que afecta a todos los materiales (metales,cermicas, polmeros, etc.) y todos los ambientes (mediosacuosos, atmsfera, alta temperatura, etc.)Es un problema industrial importante, pues puede cau-sar accidentes (ruptura de una pieza) y, adems, repre-senta un costo importante, ya que se calcula que cadapocos segundos se disuelven cinco toneladas de aceroen el mundo, procedentes de unos cuantos nanmetroso picmetros, invisibles en cada pieza pero que, multipli-cados por la cantidad de acero que existe en el mundo,constituyen una cantidad importante.La corrosin es un campo de las ciencias de materialesque invoca a la vez nociones de qumica y de fsica (fsi-coqumica).

1 Deniciones bsicasLo que provoca la corrosin es un ujo elctrico masi-vo generado por las diferencias qumicas entre las piezasimplicadas. (la corrosin es un fenmeno electroqumi-co) Una corriente de electrones se establece cuando existeuna diferencia de potenciales entre un punto y otro. Cuan-do desde una especie qumica se ceden y migran electro-nes hacia otra especie, se dice que la especie que los emitese comporta como un nodo y se verica la oxidacin, yaquella que los recibe se comporta como un ctodo y enella se verica la reduccin.Para que esto ocurra entre las especies, debe existir un di-ferencial electroqumico. Si separamos una especie y susemireaccin, se le denominar semipar electroqumico;si juntamos ambos semipares, se formar un par electro-qumico. Cada semipar est asociado a un potencial dereduccin (antiguamente se manejaba el concepto de po-tencial de oxidacin). Aquel metal o especie qumica queexhiba un potencial de reduccin ms positivo procede-r como una reduccin y, viceversa, aqul que exhiba unpotencial de reduccin ms negativo proceder como unaoxidacin.Para que haya corrosin electroqumica, adems delnodo y el ctodo, debe haber un electrlito (por esta ra-zn, tambin se suele llamar corrosin hmeda, aunqueel electrlito tambin puede ser slido). La transmisinde cargas elctricas es por electrones del nodo al ctodo(por medio del metal) y por iones en el electrlito.Este par de metales constituye la llamada pila galvnica,en donde la especie que se oxida (nodo) cede sus electro-nes y la especie que se reduce (ctodo) acepta electrones.

1

2 2 TIPOS DE CORROSIN

Al formarse la pila galvnica, el ctodo se polariza nega-tivamente, mientras el nodo se polariza positivamente.En un medio acuoso, la oxidacin del medio se vericamediante un electrodo especial, llamado electrodo ORP,que mide en milivoltios la conductancia del medio. La co-rrosin metlica qumica es por ataque directo del medioagresivo al metal, oxidndolo, y el intercambio de elec-trones se produce sin necesidad de la formacin del pargalvnico.

Esquema de oxidacin del hierro, ejemplo de corrosin del tipopolarizada.

La manera de corrosin de los metales es un fenmenonatural que ocurre debido a la inestabilidad termodinmi-ca de la mayora de los metales. En efecto, salvo raras ex-cepciones (el oro, el hierro de origenmeteortico), los me-tales estn presentes en la Tierra en forma de xidos, enlosminerales (como la bauxita si es aluminio o la hematitasi es hierro). Desde la prehistoria, toda la metalurgia haconsistido en reducir los xidos en bajos hornos, luegoen altos hornos, para fabricar el metal. La corrosin, dehecho, es el regreso del metal a su estado natural, el xido.A menudo se habla del acero inoxidable:

Este tipo de acero contiene elementos de aleacin(cromo) en 11 % como mnimo lo cual le permiteser inoxidable al estar expuesto al oxgeno, ademsde ser un estabilizador de la ferrita.

El cromo hace que se contraiga la regin de la aus-tenita y en su lugar la regin de la ferrita disminuyesu tamao.

Existen mltiples variedades de aceros llamados inoxi-dables, que llevan nombres como 304, 304L,316N, etc., correspondientes a distintas composicionesy tratamientos. Cada acero corresponde a ciertos tipos deambiente; Acero inoxidable ferrtico, martenstico, auste-nticos, endurecidos por precipitacin (PH) y dplex.

2 Tipos de corrosinExisten muchos mecanismos por los cuales se verica lacorrosin, que tal como se ha explicado anteriormente esfundamentalmente un proceso electroqumico.

Corrosin en un ancla.

2.1 Corrosin qumica

En la corrosin qumica un material se disuelve en un me-dio corrosivo lquido y este se seguir disolviendo hastaque se consuma totalmente o se sature el lquido y demspara todos.Las aleaciones base cobre desarrollan una barniz verde acausa de la formacin de carbonato e hidrxidos de cobre,esta es la razn por la cual la Estatua de la Libertad se vecon ese color verduzco.

2.1.1 Ataque por metal lquido

Los metales lquidos atacan a los slidos en sus puntosms altos de energa como los lmites de granos lo cual ala larga generar varias grietas.

2.1.2 Lixiviacin selectiva

Consiste en separar slidos de una aleacin. La corrosingraftica del hierro fundido gris ocurre cuando el hierrose diluye selectivamente en agua o la tierra y desprendecascarillas de grato y un producto de la corrosin, lo cualcausa fugas o fallas en la tubera.

2.1.3 Disolucin y oxidacin de los materiales cer-micos

Pueden ser disueltos los materiales cermicos refractariosque se utilizan para contener el metal fundido durante lafusin y el renado por las escorias provocadas sobre lasupercie del metal.

2.1.4 Ataque qumico a los polmeros

Los plsticos son considerados resistentes a la corrosin,por ejemplo el ten y el vitn son algunos de los mate-riales ms resistentes, estos resisten muchos cidos, bases

3y lquidos orgnicos pero existen algunos solventes agre-sivos a los termoplsticos, es decir las molculas del sol-vente ms pequeas separan las cadenas de los plsticosprovocando hinchazn que ocasiona grietas.

2.2 Tipos de corrosin electroqumica2.2.1 Celdas de composicin

Se presentan cuando dos metales o aleaciones, tal es elcaso de cobre y hierro forma una celda electroltica. Conel efecto de polarizacin de los elementos aleados y lasconcentraciones del electrolito las series fem quiz no nosdigan que regin se corroer y cual quedara protegida.

2.2.2 Celdas de esfuerzo

La corrosin por esfuerzo se presenta por accin galvani-za pero puede suceder por la ltracin de impurezas en elextremo de una grieta existente. La falla se presenta co-mo resultado de la corrosin y de un esfuerzo aplicado,a mayores esfuerzos el tiempo necesario para la falla sereduce.

2.2.3 Corrosin por oxgeno

Este tipo de corrosin ocurre generalmente en superciesexpuestas al oxgeno diatmico disuelto en agua o al aire,se ve favorecido por altas temperaturas y presin elevada( ejemplo: calderas de vapor). La corrosin en las mqui-nas trmicas (calderas de vapor) representa una constanteprdida de rendimiento y vida til de la instalacin.

2.2.4 Corrosin microbiolgica

Es uno de los tipos de corrosin electroqumica. Algunosmicroorganismos son capaces de causar corrosin en lassupercies metlicas sumergidas. La biodiversidad queest presente en ste tipo de corrosin ser:

Bacterias. Algas.

Hongos.

Se han identicado algunas especies hidrgeno-dependientes que usan el hidrgeno disuelto del agua ensus procesos metablicos provocando una diferencia depotencial del medio circundante. Su accin est asociadaal pitting (picado) del oxgeno o la presencia de cidosulfhdrico en el medio. En este caso se clasican lasferrobacterias. Es indispensable que el medio tengapresencia de agua. Las bacterias pueden vivir en unrango de pH de 0 a 10, dicho rango no implica que en unpH de 11 no pueda existir bacteria alguna.

2.2.5 Corrosin por presiones parciales de oxgeno

El oxgeno presente en una tubera por ejemplo, est ex-puesto a diferentes presiones parciales del mismo. Es de-cir una supercie es ms aireada que otra prxima a ella yse forma una pila. El rea sujeta a menor aireacin (me-nor presin parcial) acta como nodo y la que tiene ma-yor presencia de oxgeno (mayor presin) acta como unctodo y se establece la migracin de electrones, formn-dose xido en una y reducindose en la otra parte de lapila. Este tipo de corrosin es comn en supercies muyirregulares donde se producen obturaciones de oxgeno.

2.2.6 Corrosin galvnica

Es la ms comn de todas y se establece cuando dos me-tales distintos entre s actan como nodo uno de ellos yel otro como ctodo. Aquel que tenga el potencial de re-duccin ms negativo proceder como una oxidacin yviceversa aquel metal o especie qumica que exhiba unpotencial de reduccin ms positivo proceder como unareduccin. Este par de metales constituye la llamada pilagalvnica. En donde la especie que se oxida (nodo) cedesus electrones y la especie que se reduce (ctodo) aceptalos electrones.

2.2.7 Corrosin por heterogeneidad del material

Se produce en aleaciones metlicas, por imperfeccionesen la aleacin.

2.2.8 Corrosin por aireacin supercial

Tambin llamado Efecto Evans. Se produce en superciesplanas, en sitios hmedos y con suciedad. El depsito desuciedad provoca en presencia de humedad la existenciade un entorno ms electronegativamente cargado.

3 Proteccin contra la corrosin3.0.9 Diseo

El diseo de las estructuras puede parecer de poca im-portancia, pero puede ser implementado para aislar lassupercies del medio ambiente.

3.0.10 Los recubrimientos

Estos son usados para aislar las regiones andicas y ca-tdicas e impiden la difusin del oxgeno o del vapor deagua, los cuales son una gran fuente que inicia la corro-sin o la oxidacin. La oxidacin se da en lugares hme-dos pero hay mtodos para que el metal no se oxide, porejemplo: la capa de pintura.

4 7 ENLACES EXTERNOS

3.1 Eleccin del material

La primera idea es escoger todo un material que no se co-rroa en el ambiente considerado. Se pueden utilizar ace-ros inoxidables, aluminios, cermicas, polmeros (plsti-cos), FRP, etc. La eleccin tambin debe tomar en cuentalas restricciones de la aplicacin (masa de la pieza, resis-tencia a la deformacin, al calor, capacidad de conducirla electricidad, etc.).Cabe recordar que no existen materiales absolutamenteinoxidables; hasta el aluminio se puede corroer.En la concepcin, hay que evitar las zonas de conna-miento, los contactos entre materiales diferentes y las he-terogeneidades en general.Hay que prever tambin la importancia de la corrosin yel tiempo en el que habr que cambiar la pieza (manteni-miento preventivo).

3.2 Dominio del ambiente

Cuando se trabaja en ambiente cerrado (por ejemplo, uncircuito cerrado de agua), se pueden dominar los par-metros que inuyen en la corrosin; composicin qumi-ca (particularmente la acidez), temperatura, presin... Sepuede agregar productos llamados inhibidores de corro-sin. Un inhibidor de corrosin es una sustancia que,aadida a un determinadomedio, reduce demanera signi-cativa la velocidad de corrosin. Las sustancias utiliza-das dependen tanto del metal a proteger como del medio,y un inhibidor que funciona bien en un determinado sis-tema puede incluso acelerar la corrosin en otro sistema.

3.3 Inhibidores de la corrosin

Es el traslado de los productos fsicos que se agrega a unasolucin electroltica hacia la supercie del nodo o delctodo lo cual produce polarizacin.Los inhibidores de corrosin, son productos que actanya sea formando pelculas sobre la supercie metlica, ta-les como los molibdatos, fosfatos o etanolaminas, o bienentregando sus electrones al medio. Por lo general los in-hibidores de este tipo son azoles modicados que actansinrgicamente con otros inhibidores tales como nitritos,fosfatos y silicatos. La qumica de los inhibidores no es-t del todo desarrollada an. Su uso es en el campo delos sistemas de enfriamiento o disipadores de calor talescomo los radiadores, torres de enfriamiento, calderas ychillers. El uso de las etanolaminas es tpico en los al-gunos combustibles para proteger los sistemas de conten-cin (como tuberas y tanques). Se han realizado muchostrabajos acerca de inhibidores de corrosin como alter-nativas viables para reducir la velocidad de la corrosinen la industria. Extensos estudios sobre IC y sobre facto-res que gobiernan su eciencia se han realizado durantelos ltimos 20 aos. Los cuales van desde los ms simples

que fueron a prueba y error y hasta los ms modernos loscuales proponen la seleccin del inhibidor por medio declculos tericos.

4 Mtodos preventivos de protec-cin

Antes de dar una proteccin hay que preparar la super-cie del metal, limpindola de materiales ajenos (limpiezay desengrasado). Tambin el agregado de sustancias queeviten el paso del oxgeno, agua, etc.; por ejemplo la pin-tura impide el paso de la corrosin.

5 Vase tambin Corrosin galvnica Corrosin por Erosin Pintura anticorrosiva Sustancia corrosiva

6 Bibliografa [ASM96] : Corrosion 5 d., vol. 13 de ASM Hand-

book, d. ASM International (American Society forMaterials), 1996.

[Ben62] : L'Oxydation des mtaux, J. Bnard et coll.,d. Gauthier-Villars, 1962.

[Kof88] :High Temperature Corrosion in metallic su-perces, P. Kofstad, d. Elsevier, 1988.

[Lan93] : Corrosion et chimie de surfaces des m-taux, D. Landolt, vol. 12 de Trait des matriaux, d.Presses Polytechniques et Universitaires Romandes,1993.

[Now92] : Diusion in Solids and High TemperatureOxidation of Metals, diteur J. Nowotny, d. TransTech Publications, 1992.

[Phi98] : Mtallurgie : du minerai au matriau, J.Philibert et coll., d. Masson, 1998.

7 Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga contenido multi-media sobre corrosin. Commons

58 Text and image sources, contributors, and licenses8.1 Text

Corrosin Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n?oldid=82237766 Colaboradores:Moriel, Sanbec, Trujaman, Tony Ro-tondas, Bermiego, Dodo, Sms, Rsg, Cookie, Tano4595, El Moska, Dianai, Balderai, Boticario, Soulreaper, Petronas, Xuankar, Taichi,Rembiapo pohyiete (bot), RobotQuistnix, Francosrodriguez, Caiserbot, BOT-Superzerocool, FlaBot, Varano, Vitamine, YurikBot, Knigh-tRider, Eloy, Eskimbot, Maldoror, Shant, Ll33ee, BOTpolicia, Mampato, CEM-bot, Laura Fiorucci, F.A.A, Eli22, Ugur Basak Bot~eswiki,Davius, Rastrojo, Mcetina, Dorieo, Montgomery, Thijs!bot, Alvaro qc, Tortillovsky, Ninovolador, Leonel Caraccioli, Chuck es dios, Han-jin, JAnDbot, Kved, Gaius iulius caesar, TXiKiBoT, Humberto, Netito777, Rulo86, Nioger, Chabbot, Idioma-bot, Plux, Fcr, MarisaLR,VolkovBot, Technopat, Pedrotonda, Matdrodes, BlackBeast, AlleborgoBot, Muro Bot, Edmenb, J.M.Domingo, SieBot, Mario Soto, Monicaplancarte, Ctrl Z, Ensada, Gurgut, Correogsk, Greek, BuenaGente, Mafores, Tirithel, Choga, XalD, HUB, Superchili, Eduardosalg, Leon-polanco, Botito777, Osado, SilvonenBot, Camilo, UA31, Shalbat, MARC912374, AVBOT, Lapera, Angel GN, MarcoAurelio, Diegusjai-mes, Bethan 182, Luckas Blade, Arjuno3, Luckas-bot, Centroamericano, Dangelin5, Mcapdevila, ArthurBot, Cantojordi, SuperBraulio13,Manuelt15, Xqbot, Jkbw, Ricardogpn, Ahambhavami, Macucal, nforas, Botarel, Panderine!, BOTirithel, Hprmedina, DixonDBot, Si-sosb46, PatruBOT, Ganmedes, Mr.Ajedrez, TjBot, Alph Bot, Foundling, GrouchoBot, Edslov, EmausBot, Savh, AVIADOR, HRoestBot,Sergio Andres Segovia, Africanus, Grillitus, Rubpe19, Mecamtico, Roloro82, Emiduronte, Tintorro de verano, WikitanvirBot, Tokvo,Antonorsi, MerlIwBot, AvicBot, Elkingkapo, UAwiki, Julianatonta, DerKrieger, RealG4lifemillonesrecordsfull, Triple h26, Helmy oved,Jochduran123, Armonizador, EduLeo, Neloangelo004, Syum90, JaviP96, Addbot, Balles2601, Jarould, Ludmii marotti, AugustTheWolf,Macacc, Ulisesby11 y Annimos: 479

8.2 Images Archivo:Anchor{}s_Away.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/Anchor%27s_Away.jpg Licencia:CCBY

2.0 Colaboradores: Flickr Artista original: Jan Tik Archivo:Commons-emblem-question_book_orange.svg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/

Commons-emblem-question_book_orange.svg Licencia: CC BY-SA 3.0 Colaboradores: + Artista original: GNOME icon artists, Jorge 2701

Archivo:Commons-logo.svg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Licencia: Public domainColaboradores: This version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features. (Former versions used to be slightlywarped.) Artista original: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version, created byReidab.

Archivo:Corrosion.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/97/Corrosion.jpg Licencia: CC BY-SA 2.5 Colabo-radores: ? Artista original: Rafal Konkolewski

Archivo:Corrosion_symbols.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Corrosion_symbols.jpg Licencia: CCBY 3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: nforas

Archivo:Fe_corrosion.PNG Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/Fe_corrosion.PNG Licencia: Public domainColaboradores: ? Artista original: ?

8.3 Content license Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Definiciones bsicas Tipos de corrosin Corrosin qumica Ataque por metal lquido Lixiviacin selectiva Disolucin y oxidacin de los materiales cermicos Ataque qumico a los polmeros

Tipos de corrosin electroqumica Celdas de composicin Celdas de esfuerzo Corrosin por oxgeno Corrosin microbiolgica Corrosin por presiones parciales de oxgeno Corrosin galvnica Corrosin por heterogeneidad del material Corrosin por aireacin superficial

Proteccin contra la corrosin Diseo Los recubrimientos

Eleccin del material Dominio del ambiente Inhibidores de la corrosin

Mtodos preventivos de proteccin Vase tambin Bibliografa Enlaces externos Text and image sources, contributors, and licensesTextImagesContent license