CORROSIÓN
La corrosión es la interacción de un metal con el medio que lo rodea,
produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicas como
químicas. La característica fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre en
presencia de un electrolito, ocasionando regiones plenamente identificadas,
llamadas anódicas y catódicas: una reacción de oxidación es una reacción
anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones
catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal(corrosión)
y, consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal.
La naturaleza electro
química de la corrosión puede entenderse como el incremento de la valencia química
o producción de electrones de un elemento, conocido como ánodo, que interactúa
con otro elemento llamado cátodo, el cual presenta simultáneamente una
disminución en la valencia o un consumo de electrones. Esto también es conocido
como oxido-reducción. Esto se ilustra por la interacción química que sucede entre
el Zinc y el Ácido Clorhídrico.
Aquí un átomo de Zinc se transforma
en un ión de Zinc más dos electrones (El átomo de Zinc libera dos electrones) y
estos electrones, los cuales permanecen en el metal, son inmediatamente
consumidos durante el proceso de reducción de iones del hidrógeno.
Las ecuaciones que
describen la reacción electroquímica son:
Zn
Zn2 + 2e Oxidación (Reacción anódica)
2H+
2e + H2 Reducción (Reacción Catódica)
En el caso de los aceros que en su estado
natural es óxido de hierro, evidentemente trata de volver a su “estado natural”
combinándose con el oxígeno del ambiente y comenzando el proceso de oxidación
natural si este no se protege convenientemente. Los enlaces metálicos tienden a
convertirse en enlaces iónicos, los favorece que el metal puede en cierto
momento transferir y recibir electrones, creando zonas catódicas y zonas
anódicas en su estructura. La velocidad a que un material se corroe es lenta y
continua todo dependiendo del ambiente donde se encuentre, a medida que pasa el
tiempo se va creando una capa fina de material en la superficie, que van
formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a aparecer imperfecciones
en la superficie del metal.
Este mecanismo indica que el metal tiende a
retornar al estado primitivo o de mínima carga, siendo la corrosión por tanto
la causante de grandes perjuicios económicos en instalaciones enterradas o en
superficie.
Tipos de corrosión:
Se clasifican de acuerdo a la apariencia del metal corroído, las más
comunes son:
1.
Corrosión uniforme: donde la corrosión química o
electrolítica actúa uniformemente sobre toda la superficie del metal.
2.
Corrosión galvánica: ocurre cuando metales
diferentes se encuentran en contacto, ambos metales poseen potenciales
eléctricos diferentes lo cual favorece la aparición de un metal como ánodo y
otro como cátodo, a mayor diferencia de potencial el material con más activo
será el ánodo.
3.
Corrosión por picaduras: aquí se producen hoyos o
agujeros por agentes químicos. Corrosión intergranular: es la que se encuentra localizada
en los limites de grano, esto origina perdidas en la resistencia que
desintegran los bordes de los granos.
4.
Corrosión por esfuerzo: se refiere a las tensiones
internas luego de una deformación en frío.
Celda de
Corrosión
La corrosión es un proceso electroquímico
relacionado con el flujo de electrones e iones. La pérdida de metal (corrosión)
ocurre en el ánodo. En el cátodo no se pierde metal (el cátodo está protegido).
La corrosión electroquímica se relaciona con la
transferencia de electrones a través de las interfases metal/electrolito. La
corrosión tiene lugar dentro de una celda (o pila) de corrosión, que consiste
en cuatro partes, como se ilustra en la figura 1.
• Ánodo
(A): lugar donde ocurre la reacción de oxidación, normalmente es el metal que
se corroe.
• Cátodo
(C): lugar donde ocurre la reacción de reducción, puede ser otro metal, o parte
del mismo que se corroe.
• Electrolito
(solución que contiene los compuestos químicos disueltos, que se disocian para
formar iones)
• Paso
metálico (conductor eléctrico): lugar a través del cual la corriente eléctrica
producida por oxidación y reducción circula.
Fuerza
Impulsora de la Corrosión
La corrosión es un proceso en el cual una corriente
eléctrica circula desde una superficie metálica, el ánodo, hacia un
electrolito, y desde éste a una segunda superficie metálica, el cátodo. Ahora
la pregunta es: ¿Qué hace que circule la corriente?
Por principios básicos de electricidad se sabe que
la corriente circulará de un punto a otro si existe una diferencia de potencial
(voltaje) entre estos. Esta diferencia de potencial puede presentarse por
reacciones naturales o reacciones producidas por corrientes parasitas
(corrientes eléctricas no deseadas). Para que la corriente circule en una celda
de corrosión, tiene que haber una diferencia de potencial entre el ánodo y el
cátodo.
Por esta razón es necesario la utilización de la
técnica de
Protección Catódica.
La protección catódica es un método electroquímico
cada vez más utilizado hoy en día, el cual aprovecha el mismo principio
electroquímico de la corrosión, transportando un gran cátodo a una estructura
metálica. Para este fin será necesaria la utilización de fuentes de energía
externa mediante el empleo de ánodos galvánicos, que difunden la corriente
suministrada por un transformador-rectificador de corriente.
El mecanismo implicara una migración de electrones
hacia el metal a proteger, los mismos que viajarán desde ánodos externos que
estarán ubicados en sitios plenamente identificados, cumpliendo así su función.