QUE ES LA CORROSION?Con frecuencia la corrosin se confunde con un simple proceso de oxidacin siendo en realidad un proceso ms complejo, el cual puede puntualizarse como la gradual destruccin y desintegracin de los materiales debido a un proceso electro - qumico, qumico o de erosin debido a la interaccin del material con el medio que lo rodea.

COMO OCURRE LA CORROSION?Para el caso del fierro y del Acero, que son los materiales de construccin mas comunes, el proceso de corrosin considera la formacin de pequeas pilas galvnicas en toda la superficie expuesta, presentndose un flujo de electrones de las zonas andicas donde se disuelve el fierro hacia las zonas catdicas donde se desprende hidrogeno o se forman iones hidroxilo (lcali); para cerrar el circuito elctrico se requiere la presencia de un electrolito proporcionado por el medio. El siguiente diagrama muestra esta situacin.

Las zonas andicas y catdicas son ocasionadas por diferencias en la estructura cristalina, restos de escoria y oxido en general, as como a diferencias de composicin en la superficie de los Aceros comerciales. De acuerdo con la figura anterior, adems de los procesos en el metal tienen un papel preponderante la cantidad de oxigeno presente y la conductividad elctrica del medio.COMO CONTROLAR LA CORROSION?A la fecha se cuenta con varios mtodos que han resultado ser los ms prcticos para controlar la corrosin del Acero, cuya seleccin para cada caso depender de las condiciones del medio y de factores tcnico - econmicos. Estos mtodos pueden justificarse a travs de un anlisis del mecanismo de corrosin mostrado en la figura, en la siguiente forma:Proteccin catdica.El proceso de corrosin del Acero considera un flujo de electrones que abandonan la superficie metlica con la consecuente disolucin del Acero en forma de iones Fe++. Durante la proteccin catdica a travs de un circuito elctrico externo o sistema de nodos de sacrificio, se imprime corriente a la superficie metlica invirtiendo el sentido del flujo de electrones y evitando as la disolucin del fierro. Este mtodo se utiliza preferentemente en tuberas y estructuras enterradas o sumergidas.

Inhibidores de la corrosin.Este mtodo considera el uso de pequeas cantidades de compuestos orgnicos o inorgnicos capaces de formar una pelcula o barrera adherente en la superficie del Acero por atraccin elctrica o por una reaccin, evitando el acceso de los agentes corrosivos.Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas elctricas en los extremos de sus molculas capaces de ser atradas por la superficie a proteger; desafortunadamente esta atraccin no es permanente siendo necesarios una dosificacin constante en el medio. Este mtodo se utiliza preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculacin.Uso de recubrimientos anticorrosivos.Este mtodo al igual que el anterior considera la formacin de una barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosivos a la superficie metlica; no obstante, la barrera es formada a partir de la aplicacin de una dispersin liquida de una resina y un pigmento, con eliminacin posterior del solvente, obtenindose una pelcula slida adherida a la superficie metlica. Su durabilidad esta condicionada a la resistencia que presente esta pelcula al medio agresivo. Su uso esta muy generalizado en la proteccin de estructuras e instalaciones areas o sumergidas.Seleccin de materiales de construccinCuando las condiciones de presin y temperatura sean muy extremas o bien el medio sea excesivamente agresivo en tal forma que los mtodos anteriores no sean utilizables se puede recurrir a una seleccin adecuada de materiales (generalmente caros). La alta resistencia a la corrosin de estos materiales se basa en la formacin inicial de una capa delgada de oxido del metal y muy adherente e impermeable. A este fenmeno se le conoce como Pasivacin. Afortunadamente la frecuencia en el uso de este mtodo es menor en las instalaciones de la industria. Considerando el aspecto econmico de cada uno de estos mtodos as como sus limitaciones, las cuales necesariamente repercuten en su eficiencia de proteccin se concluye que la solucin a los problemas de corrosin esta enfocada a su control mas que a su eliminacin. Cada uno de los mtodos mencionados constituye una extensa rea de estudio dentro de la ingeniera de corrosin, existiendo gran cantidad de publicaciones y bibliografa en cada caso. En el presente seminario se considera nicamente lo concerniente a Recubrimientos Anticorrosivos.El uso de recubrimientos anticorrosivos para la proteccin de instalaciones industriales constituye una de las practicas mas comunes en el control de corrosin, tanto por su versatilidad de uso como por su bajo costo relativo. A la fecha se han desarrollado gran diversidad de recubrimientos caracterizados fundamentalmente por el tipo de resina y pigmento utilizados en su formulacin; generalmente un aumento de eficiencia va aunada a un aumento de costo, por lo que, la seleccin del tipo de recubrimiento para un caso especifico debe ser el resultado de un balance tcnico econmico. De lo anterior es posible inferir que la investigacinn actual en este campo esta orientada a recubrimientos anticorrosivos de alta eficiencia y bajo costo. TIPOS DE CORROSIN

Corrosin Uniforme

La corrosin uniforme o general tiene como particularidad desarrollarse con la misma rapidez a lo largo de toda la superficie, y puede describirse como la corrosin causada por un cido en un medio acuoso, cuyas propiedades protectoras sean mnimas. Este tipo de corrosin permite ser medida envalorespromedios anuales, en largos tramos de superficies expuestas, as por ejemplo, el acero se corroe enel aguade mar a una velocidad relativamente uniforme e igual a 0.13 mm/ao. Corrosin por picaduraSe denomina as al tipo de ataque local formado cuando lavelocidadde lacorrosines mayor en unas zonas comparadas con otras. Si se produce ataque apreciable confinado en un rea fija del metal relativamente pequea, la cual se convierte en nodo, las picaduras resultantes se define como profundas. Si el rea de ataque es relativamente grande y no tan profundas, las picaduras se consideran superficiales. En ocasiones se expresa la profundidad de las picaduras por el trmino factor de picadura. Este factor es la relacin de la penetracin mxima producida en el metal a la penetracin media determinada por la prdida de peso de lamuestra. Cuando el factor de picadura es la unidad representa un ataque uniforme. Generalmente las perforaciones crecen endireccinde la gravedad, extendindose hacia abajo en superficies horizontales y con menor frecuencia en superficies verticales, requierentiempopara formarse antes de ser visibles.

Corrosin por Cavitacin

Es la formacin y colapso de burbujas de vapor en la superficie de contacto dinmico metal-lquido, como consecuencia de los cambios en las presiones del lquido. Ocurre cuando elvalorde lapresinabsoluta delfluido es menor a la presin de vaporizacin del mismo. Los objetos metlicos vecinos sufren daos mecnicos debido a las repetidasondasde choque producidas por el colapso de las burbujas dentro del fluido.

Corrosin Intergranular

Es un tipo de ataque localizado, producida en los espacios limitantes de los granos de un metal y produce prdida de laresistenciamecnicay de la ductilidad. El material del rea limitada atacada, donde estn los espacios intergranulares, acta como nodo, los cuales a su vez, estn en contacto con las superficies de los granos con un tamao de grano mayor y actan como ctodos. Este ataque suele ser, con frecuencia, rpido, penetra con profundidad en el metal y algunas veces causa averas catastrficas. Se da enprocesosdonde laestructuradel material es modificada; ejemplo, aceros inoxidables con tratamientos trmicos inadecuados.

Corrosin Galvnica

La corrosin galvnica o bimetlica es el resultado de laexposicinde dosmetalesdistintos en el mismoambiente, y ms notable cuando estn conectados elctricamente en forma directa; en base al potencial relativo de ambos metales. Aqu, el ms reactivo (nodo) se corroer a expensas del ms pasivo (ctodo), ofreciendo proteccin para el metal catdico. Este tipo de corrosin depende del potencial o tendencia a la corrosin de los metales expuestos, de la mayor o menor cercana entre los mismos, de la conductividad del ambiente donde se encuentran y del rea de contacto.

Corrosin por Fatiga

Este tipo de corrosin ocurre si un metal se agrieta cuando est sujeto a repetidos esfuerzos de traccin. La resistencia a la fatiga de un metal ser significativamente menor cuanto menor sean los esfuerzos cclicos en un ambiente corrosivo.

Agrietamiento por Corrosin bajo esfuerzos

El agrietamiento por corrosin bajo esfuerzo se produce, cuando un metal en un medio corrosivo especfico y a un esfuerzo de traccin constante, se agrieta de inmediato o despus de un tiempo dado. En elacerode laindustriadelgas natural, esto ocurre cuando el ambiente corrosivo es H2S y la resistencia baja avaloresmucho menores a cuando hay la presencia delgas.

Corrosin por Hendidura

Cuando se tiene alguna discontinuidad en lageometrade la superficie del metal en presencia de un medio corrosivo se puede desarrollar este tipo de corrosin. [5]

MTODOS CONTRA LA CORROSINLas medidas ms importantes para elcontrolde la corrosin, se toman desde eldiseomismo del equipo, en laseleccinde los materiales deconstruccinms apropiados y en las caractersticas ms convenientes del propio diseo.De manera adicional con enfoques particularmente a la operacin de planta losmtodosgenerales que se aplican son: Mtodos electroqumicos.-Se basan en el uso de corrientes naturales galvnicas o extremadamente aplicadas, que polarizan el metal a proteger, llevando a condiciones deimpunidado de pasividad. Estos son la proteccin catdica y andica Mtodos de barrera fsica.- Tienden a evitar permanentemente el contacto metal-ambiente mediante la aplicacin de recubrimientos; cuyoxitodepender de sus propiedades mecnicas, qumicas y electroqumicas en un ambiente dado Mtodos que disminuyen la agresividad del medio corrosivo.-Mediante la adiccin de sustancias inhibidores la corrosin, las cuales reducen laprobabilidady/o la velocidad de las reacciones del metal con su ambiente. [3]

CORROSIN ELECTROQUMICALa corrosin electroqumica es un proceso espontneo que denota siempre la existencia de una zona andica (la que sufre la corrosin), una zona catdica y un electrolito, y es imprescindible la existencia de estos tres elementos, adems de una buena unin elctrica entre nodos y ctodos, para que este tipo de corrosin pueda tener lugar. La corrosin ms frecuente siempre es de naturaleza electroqumica y resulta de la formacin sobre la superficie metlica de multitud de zonas andicas y catdicas; el electrolito es, en caso de no estar sumergido o enterrado el metal, el agua condensada de la atmsfera, para lo que la humedad relativa deber ser del 70%.El proceso de disolucin de un metal en un cido es igualmente un proceso electroqumico. La infinidad de burbujas que aparecen sobre la superficie metlica revela la existencia de infinitos ctodos, mientras que en los nodos se va disolviendo el metal. A simple vista es imposible distinguir entre una zona andica y una catdica, dada la naturaleza microscpica de las mismas (micropilas galvnicas). Al cambiar continuamente de posicin las zonas andicas y catdicas, llega un momento en que el metal se disuelve totalmente.Las reacciones que tienen lugar en las zonas andicas y catdicas son las siguientes:nodo: MeMen++ ne-ctodo: 2H++ 2e-H2

O2+2H2O + 4e-4OH-(medio cido)}(oxidacin)

(medio neutro y alcalino)(reduccin)

Ya que la corrosin de los metales en ambientes hmedos es de naturaleza electroqumica, una aproximacin lgica para intentar parar la corrosin sera mediante mtodos electroqumicos. Los mtodos electroqumicos para la proteccin contra la corrosin requieren de un cambio en el potencial del metal para prevenir o al menos disminuir su disolucin.La proteccin catdica, en este sentido, es un tipo de proteccin (electroqumico) contra la corrosin, en el cual el potencial del electrodo del metal en cuestin se desplaza en la direccin negativa. Los principios de la proteccin catdica pueden ilustrarse mediante un diagrama termodinmico potencial- pH, como se muestra en la figura 10, en el caso del hierro (Fe).

Consideremos un espcimen de acero al carbono sumergido en cido clorhdrico (HCl) de concentracin 0.1 M. El acero se disolver con desprendimiento de hidrgeno (H2). El potencial de corrosin del espcimen quedar entre los potenciales de equilibrio correspondientes al electrodo de H2 y Fe (puntos A y B en la figura 10).De acuerdo con el diagrama, hay un camino para prevenir la corrosin mediante un cambio de potencial. Aplicando una corriente catdica, el potencial del espcimen de acero se desplazar en la direccin negativa, hacia la zona de inmunidad, en la cual el metal, termodinmicamente, se encuentra estable (no se puede corroer). Para lograr este desplazamiento del potencial en la direccin negativa, el objeto que se corroe se une elctricamente a un metal ms negativo en la serie electroqumica, un nodo, formando una celda galvnica en la que actuar como ctodo. Para que el metal est protegido catdicamente, el valor de su potencial de electrodo tiene que quedar por debajo de su potencial de corrosin en la solucin mencionada. Su disolucin ser as prevenida totalmente (proteccin catdica completa) o al menos disminuir (proteccin catdica incompleta). Como consecuencia de la corriente que circule en la celda galvnica formada, en el metal protegido catdicamente tendr lugar el desprendimiento de hidrgeno o la reduccin de oxgenoCorrosin en pilas de combustibleLos procesos de degradacin a elevada temperatura en pilas de combustible de carbonato fundido (MCFC) utilizan un electrolito que est constituido por una mezcla de carbonatos fundidos a 650C, en los cuales se verifican las reacciones electroqumicas de obtencin de energa elctrica en una pila de combustible.Precisamente en ese electrolito fundido es donde se localizan los graves problemas de corrosin que hay en una pila de carbonato fundido. Se va a producir una corrosin electroqumica a elevada temperatura en presencia de carbonatos fundidos. Los estudios que se desarrollan en la UCM consisten en: Determinacin y caracterizacin del proceso de corrosin electroqumica en sales fundidas por mtodos de corriente continua y por el mtodo de Impedancia Electroqumica (EIS). Diseo de recubrimientos protectores tanto para los materiales en contacto con el electrolito fundido, como para las placas separadoras. Determinacin de circuitos equivalentes y de mecanismos de corrosin para estimacin de vida remanente en servicio.

Medidas de defensa contra la corrosin.Recubrimientos:Estos son usados para aislar las regiones andicas y catdicas e impiden la difusin del oxgeno o del vapor de agua, los cuales son una gran fuente que inicia la corrosin o la oxidacin.Proteccin catdicanodo:genera electrones y es, donde la corrosin ocurre.Ctodo:recibe electrones y est protegido de la corrosinElectrolito:conductor a travs del cual viaja la corriente de electrones, ejemplo:agua, cidos y basesVa de retorno de la corriente:lnea metlica que conecta al nodo y el ctodo metal fundamental