Corrosión

1. CORROSIÓN

Razones termodinámicas motivan que los metales que se han obtenido a partir de sus minerales en la naturaleza, tiendan en su uso normal a volver al estado combinado. El fenómeno que conduce al deterioro progresivo de las propiedades metálicas queda designado por el término corrosión.

La corrosión es casi siempre de naturaleza electroquímica, o lo que es los mismo, una corriente eléctrica que circula entre determi-nadas zonas de la superficie del metal, conocidas con el nombre de ánodos y cátodos, a través de una solución llamada electrolito capaz de conducir dicha corriente. Este conjunto constituye micro o macro pilas en las que la zona anódica es la que sufre los efectos de la corrosión.

En este proceso, los átomos del ánodo se disuelven para formar iones. Los electrones pasan al cátodo a través de la masa metálica y allí neutralizan a los iones positivos. La corrosión, por tanto, es sostenida por procesos simultáneos anódicos y catódicos.

Para que exista corrosión, necesitaremos pues, que existan simultáneamente ánodos, cátodos y un electrolito.

Estos ánodos y cátodos son micro o macropilas con una diferencia de potencial entre sus dos semielementos.

Las micropilas pueden tener su origen en el metal o en el electrolito, siendo en cada caso provocadas por varios motivos.

Para que existan micropilas en el metal, es necesaria la presencia de heterogeneidades que pueden ser de varios tipos:

• De construcción: metales o aleaciones poligásicas.

• De estructura: fina, gruesa, deformada,…

• Mecánicas: creadas por tensiones externas o internas.

• Debidas a diferentes estados superficiales: grado de pulido, rayas, acoplamientos, óxidos.

Entre las causas de dicha corrosión, pueden encontrarse diferencias en la temperatura, pH, en la concentración de oxigeno… del medio en el que están estos materiales.

Entre éstos, cabe destacar por ejemplo, la existencia de gradientes de concentraciones de oxígeno, que da lugar a que las partes más aireadas funcionen como cátodos y las menos aireadas como ánodos (siendo estas últimas las atacadas por la corrosión).

Otro fenómeno importante de corrosión es el motivado por uniones metálicas con diferentes metales, o diferencias de resistividad en suelos o el efecto de corrientes vagabundas.

En definitiva, para luchar contra la corrosión debemos eliminar o separar de los otros dos, uno de los tres elementos siguientes: ánodo, cátodo, electrolito.

Si distinguimos entre corrosión atmosférica y corrosión de estructuras enterradas y sumergidas, podemos distinguir también diferentes métodos de protección.

En el caso de metales situados en una atmósfera agresiva, el electrolito es la zona húmeda cercana al metal, que no podemos modificar excepto en ciertos casos mediante inhibidores en fase vapor. No podemos tampoco emplear la protección catódica clásica. Nos queda pues, tan sólo el diseño y selección de metales y recubrimientos protectores que separen el electrolito de los ánodos y cátodos y que en algunos casos tengan además un carácter activo como el galvanizado.

Cuando se trata de estructuras enterradas, además de lo anterior podemos aplicar la protección catódica y raramente modificar el electrolito.

Finalmente, en estructuras sumergidas podemos actuar como en estructuras enterradas y en muchos casos, modificar el electrolito. Por ejemplo, en el tratamiento químico del agua de una caldera.

En definitiva, podemos subdividir los métodos a emplear del siguiente modo:

• Métodos de diseño.
• Recubrimientos protectores.
• Métodos electroquímicos.  
  1.1 MÉTODOS DE DISEÑO
  
  Al proyectar cualquier estructura metálica, se deberá seleccionar ante todo los materiales a emplear, teniendo la precaución en el caso de trabajar con materiales con potenciales electroquímicos distintos, de asilarlos eléctricamente.

Es fundamental que las tuberías metálicas enterradas no se conecten a metales enterrados más nobles como el cobre de las tomas de tierra o armaduras de hormigón armado.

Asimismo, el diseño debe hacerse evitando situaciones que propicie pilas de corrosión.

1.2. MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS

Pueden citarse los siguientes: protección anódica, protección catódica y canalización de corrientes vagabundas, lo que no es más que un caso particular de protección catódica.

De ellos, la protección catódica es el método más extendido y tiene un gran campo de aplicación en los metales enterrados o sumergidos y en los recipientes que contienen líquidos. Siendo la protección catódica un excelente complemento de los recubrimientos. 
 
 1.3  RECUBRIMIENTOS PROTECTORES

En el siguiente trabajo, nos centraremos en este método para evitar la corrosión. Concretamente en recubrimientos orgánicos tales como pinturas y barnices.

Entendemos pues, como recubrimiento protector, aquel que intenta evitar el contacto entre el electrolito y el metal.

Este recubrimiento puede ser metálico por inmersión, proyección, electrodeposición o deposición química; buscando recubrir el metal base con otro inatacable en el medio en cuestión o que forma con él productos de corrosión pasivantes.

Otro método consiste en variar la composición de la superficie metálica con un anodizado, fosfatado, cromatado, aplicación de un estabilizador de óxido…

Asimismo, pueden utilizarse recubrimientos inorgánicos como vitrificados, silicatos de zinc, cemento, o bien recubrimientos orgánicos aplicados como en frío o en caliente, siendo estos últimos lo más empleados en estructuras enterradas.

Los recubrimientos orgánicos, deberían reunir las condiciones siguientes para constituir una solución idónea a la corrosión:

Perfecta adherencia a la superficie metálica, tanto en el momento de la aplicación como durante toda la vida de la instalación.

• Ser compactos y no porosos.
• Poder dieléctrico elevado.
• No absorber humedad.
• Dureza para evitar su rotura (lo que ocasionaría que quedara la superficie metálica al descubierto)
• Elasticidad para absorber las dilataciones del metal base, sin fisurarse.
• Inalterabilidad frente a los agentes químicos.
• Inerte ante hongos y bacterias.

   En las tuberías enterradas, es imposible garantizar que el recubrimiento no ha sufrido daños durante la instalación.