1.2.- Factores que propician la Corrosión

Introducción: A excepción de algunos metales nobles como oro, plata y platino, todos los demás metales están expuestos al deterioro provocado por la corrosión. Los barcos, máquinas y automóviles expuestos al ambiente con frecuencia sufren corrosión, la cual los vuelve inservibles. La corrosión también puede crear condiciones peligrosas en edificios, puentes y aviones debido a que las estructuras metálicas de sus soportes se carcomen por corrosión y se debilitan, lo que puede provocar accidentes. En esta presentación se busca exponer aquellos factores que propician la corrosión de los materiales.

Energía de Oxidación: La tendencia de muchos materiales a reaccionar con el oxígeno es en base a la energía necesaria para que se produzca la reacción: Si esta energía es positiva, el material es estable y si es negativa, el material se oxidará.

Energías de Formación de Óxido a 273 K en KJ/mol de O2:

Mecanismo de Corrosión: Explicar de manera asertiva el mecanismo de corrosión, no es sencillo y matemáticamente es complejo porque involucra conceptos como Densidad, Viscosidad, Difusividad y Turtuosidad.

Factores que Influyen en la Corrosión: Los siguientes factores son los más generales que se consideran para que un material comience a oxidarse, se tienen que son: Potencial Eléctrico de los Metales. Formación de Películas y Biopelículas. Temperatura. Velocidad. Agentes Oxidantes pH del medio ambiente (Alcalino o Ácido).

1) Potencial Eléctrico del Metal: Cuando dos metales están en contacto a través de un líquido se produce una corrosión galvánica o electrolítica. El grado de corrosión depende fundamentalmente de la diferencia de potencial eléctrico existente entre los dos metales en contacto. Cuanto más bajo (negativo) sea el potencial de un metal, más fácil resultara corroído; del mismo modo cuando mayor sea la diferencia de potencial entre los dos metales en contacto, tanto mayor será la corrosión galvánica producida entre ambos, siempre en perjuicio del de menor potencial.

Tabla de Potenciales: Sodio Magnesio Aluminio Manganeso Zinc Cromo -2.71 Magnesio -2.38 Aluminio -1.67 Manganeso -1.05 Zinc -0.76 Cromo -0.71 Hierro -0.44 Cadmio -0.40 Níquel -0.25 Estaño -0.14 Plomo -0.13 Hidrógeno Cobre +0.35 Plata +0.80 Mercurio +0.85

Formación de Película y Biopelícula: Los productos insolubles de la corrosión pueden ser completamente impermeables al liquido corrosivo, por eso son totalmente protectores, o impermeables y permitir la corrosión local y general sin obstáculos. Las películas formadas por microorganismos (Biofilm) pueden tener tendencia a absorber la humedad o retenerla, incrementando la corrosión resultante de la exposición a la atmosférica o los vapores corrosivos.

Temperatura: La corrosión tiende a aumentar al elevar la temperatura ya que esta posee efectos secundarios mediante su influencia en la solubilidad del aire, que es la sustancia más común que influye en la corrosión.

Velocidad: Un aumento en la velocidad del movimiento relativo entre una solución corrosiva y una superficie metálica tiende a acelerar la corrosión, ocasionando que las sustancias oxidantes (oxigeno), lleguen a la superficie y a la mayor rapidez con que los productos de la corrosión misma, se retiran.

Agentes Oxidantes: Los agentes oxidantes que aceleran la corrosión de algunos materiales pueden retrasar la corrosión de otras, mediante la formación en sus superficies de óxidos o capas de oxigeno absorbidos que los hacen mas resistentes a los ataques químicos. Algunos agentes oxidantes enérgicos son: Agua Oxigenda Nitritos y Nitratos Percarbonatos Boratos Ácido Nítrico y Permanganatos

pH del Medio Ambiente: La velocidad de corrosión de la gran parte de los metales es afectada por el pH. En metales solubles en ácido como el hierro, el nivel de pH medio (aprox. 4 a 10) controla la velocidad de corrosión y ésta a su vez controla la velocidad de transporte del oxidante (generalmente oxigeno disuelto) a la superficie metálica. A temperaturas altas, la velocidad de corrosión aumenta con el incremento de la basicidad.

Otros Factores: Existen otros factores además de los antes mencionados que en sí están contenidos en los antes expuestos. Aire y humedad (El aire seco es poco agresivo). Agua Agua salada Atmósfera rural (CO2, O2, CO, H2S) Atmósfera urbana (CO2, O2, SO2, NO2) Atmósfera industrial (CO2, SO2, NO2, Cl2, F2) Vapor (H2O a una temperatura entre 200 a 400 ºC) Otros gases (Como los CFC, NH3, Ácidos Orgánicos, etc.)

Otros Factores Físicos: Presencia de poros, grietas, esfuerzos internos, estado superficial, elementos aleantes para los diferentes tipos de acero. Composición y naturaleza de los iones atmosféricos, concentración de partículas activas, frecuencia de renovación del electrolito, lluvia, radiación solar, humedad relativa.

Corrosión Bacteriana: Recientemente los estudios de la corrosión abarcan la corrosión inorgánica con la orgánica, en específico con los productos generados por grupos de bacterias. Ejemplos de ello se presentan en la tabla Nº 4 siguiente.

Medidas básicas para evitar la corrosión: Para evitar lo anterior, las estructuras metálicas deben de ser protegidas ya sea con pinturas que contengan plomo, recubrirse con polímeros plásticos o darles un depósito electroquímico con otros metales como el zinc. Las condiciones ambientales son muy importantes para el control de corrosión. Bajando la temperatura se consigue disminuir la velocidad de reacción, por tanto se disminuye el riesgo de corrosión.

Medidas para evitar la Corrosión: Disminuyendo la velocidad de un fluido corrosivo se reduce la corrosión por erosión. Sin embargo, para metales y aleaciones que se pasivan, es más importante evitar las disoluciones estancadas. Eliminar el oxigeno de las soluciones acuosas reduce la corrosión especialmente en las calderas de agua. La reducción de la concentración de iones corrosivos en una solución que esta provocando corrosión en un metal puede hacer que disminuya la velocidad de corrosión, se utiliza principalmente en aceros inoxidables.

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