CORROSIN EN SUELOS

Dr. Santiago Flores Merino

ICP-PUCP

Naturaleza

del suelo

Tamao de partcula y

compacidadHumedad y

Filtraciones

Suelo: medio corrosivo

sumamente complejo

Factores qumicos:

Salinidad, pH,

materia orgnica

Factores

climticos: HR,

temperatura, lluvia

Otros factores:

MIC, corrientes

vagabundas,etc.

Estructuras metlicas enterradas en el suelo: tuberas de

conduccin de agua, gasoductos, oleoductos, cables

elctricos y telefnicos, etc.

Caractersticas del Proceso Corrosivo

Corrosin extremadamente variable.

Corrosin acuosa y mecanismo electroqumico.

Condiciones: atmosfrica inmersin (dependen de compacidad del suelo y condiciones de humedad).

Heterogeneidad: zonas con diferente potencial.

Aireacin diferencial, concentracin salina.

Conductividad o resistividad del suelo.

Textura y estructura de los suelos

Clasificacin de acuerdo al tamao de partcula.

Los suelos arenosos, limosos y arcillosos derivan su

nombre del rango predominante de tamao de sus

constituyentes inorgnicos.

Partculas arenosas: entre 0,07 y alrededor de 2mm

Partculas limosas: entre 0,005 y 0,07 mm.

Partculas arcillosas: entre 0,005 mm y tamao de

materia coloidal.

La composicin de los tres grupos determinar muchas

de las propiedades del suelo.

Aguas subterrneas

Algunos metros a cientos de metros.

Pocas estructuras.

Esencialmente, condiciones de inmersin.

Agua Gravitacional

Lluvias u otras fuentes.

Flujo dependiente de la porosidad.

Capas impermeables de arcilla: saturacin.

Usualmente, percola hasta las aguas

subterrneas.

Agua Capilar

Todos los suelos contienen cantidades de agua en

espacios capilares de partculas de limo y arcilla.

Tipos de suelo y condiciones ambientales.

Reservorio de agua para plantas y animales.

La capacidad de retencin de agua capilar es

mayor en arcillas que en arenas.

Mayor grado de corrosividad.

Tipos de

Humedad

de Suelos

Resistividad

Propiedad ms significativa.

No siempre existe necesariamente correlacin entre resistividad y corrosividad (aireacin, fluctuaciones de humedad, salinidad y estructura del suelo).

Proceso regido por actividad de macropilas.

F. O. Waters, Corrosion, 8 (1952), 407.

Medida de resistividad en campo

La medida de la resistvidadpuede realizarse bien en campo o en el laboratorio.

La medida in situ en colocar 4 barras metlicas separadas un distancia constante y que se hallan situadas en una lnea recta.

Se hace pasar una corriente elctrica a travs de los electrodos extremos, midiendo la diferencia de potencial entre los electrodos internos.

Mtodo de los 4 electrodos de Wenner

Los aparatos de este tipo miden la resistencia (V/I) siendo la

resistividad: = 2.pipipipi.a.Rdonde a es la separacin entre

los electrodos y R la resistencia.

Efecto del pH

Los suelos provienen de la disgregacin de rocas.

La acidez del suelo viene en parte de la formacin de cido carbnico (H2CO3) proveniente del CO2de origen biolgico y agua.

Otras fuentes: envejecimiento, prdida de alcalinidad o elementos bsicos, formacin de cidos orgnicos e inorgnicos por la actividad microbiana, segregaciones de plantas, actividad industrial (residuos industriales).

Si pH < 4: fuerte ataque corrosivo.

Terrenos pantanosos, suelos con gran proporcin de materia orgnica y suelos piritferos.

Efecto del pHDe ordinario en la inmensa mayora de los

suelos, el pH est comprendido entre 5 y 8, por lo que la corrosin no suele depender del pH.

En suelos muy alcalinos (pH > 8,5) puede darse el ataque de metales tipo anftero (Zn, Al y Pb).

Potencial REDOX Se ha encontrado que el potencial de oxido

reduccin cambia mucho al tratarse de un medio aireado a un medio desprovisto de oxgeno.

Riesgo de corrosin anaerbica (bacterias sulfato reductoras); pero no para dictaminar sobre otros tipos de corrosin.

Salinidad en suelos

Cl-: en concentraciones muy pequeas pueden romper la pasividad de los metales debido a su gran poder de penetracin.

Los sulfatos (SO42-) son

imprescindibles para que tenga lugar la corrosin microbiolgica por bacterias sulfato reductoras.

Corrientes vagabundas

Corrientes elctricas que circulan a travs de un electrlito fuera de los circuitos previstos.

Pequesima parte de la corriente principal (efectos corrosivos son muy acusados).

Las corrientes vagabundas se originan por defecto del aislamiento de los conductores.

Camino distinto al previsto.

Estas corrientes pueden llegar a producir corrosin perforante de una tubera de 9 mm de espesor despus de 1 ao.

Fuente: lneas elctricas de tranvas y trenes elctricos, instalaciones de galvanotecnia, equipos de soldadura, etc.

Corrosin por corrientes vagabundas de una chaqueta de plomo enterrada 19 aos y que

cubra un cable de 10 kV en una estacin de tren.

Este proceso corrosivo (electrlisis) puede ser extraordinariamente intenso con la corriente continua, en aquellas zonas en que la fraccin de corriente retorna al conductor negativo de la lnea electrificada, es decir, en las proximidades de la subestacin y de los puntos de alimentacin negativa del sector.

Estimacin del riesgo por corrosin

El desarrollo de tcnicas para estimar el riesgo por corrosin en suelos ha estado orientado principalmente a la industria de las lneas de tuberas.

La medida de algunos parmetros pueden identificar el riesgo de un tipo particular de corrosin.

Otras mediciones son ms generales.

No se ha encontrado un parmetro que pueda englobar todos los riesgos.