Corrosión en Superficies Metálicas

Los metales, incluyendo las aleaciones, son susceptibles al ataque por soluciones acuosas, agua y componentes atmosféricos. Esta acción química se denomina corrosión, y su naturaleza es principalmente electroquímica.

Proceso Electroquímico

En la corrosión electroquímica, el metal se oxida, cediendo electrones. Simultáneamente, en otra zona del metal o aleación, ocurre la reducción por parte de los agentes que atacan el metal.

Deterioro de Materiales No Metálicos

El deterioro de materiales no metálicos, como plásticos, se manifiesta como hinchamiento, resquebrajamiento, agrietamiento y ablandamiento. Este proceso es de naturaleza físico-química, a diferencia de la corrosión electroquímica de los metales. Su resistencia química no se evalúa por pérdida de peso.

Definición de Herrumbre

La herrumbre es el resultado de la oxidación del hierro al reaccionar con el oxígeno presente en el agua. El hierro metálico se oxida a catión ferroso (FeO), mientras que el oxígeno se reduce a ion hidroxilo (OH–). El producto final es óxido férrico (III) hidratado (Fe2O3).

Efectos de la Corrosión

Corrosión Intergranular

Este tipo de corrosión ataca selectivamente los límites de grano del metal o aleación, sin afectar significativamente los granos mismos. Puede causar pérdida de resistencia y ductibilidad.

Corrosión por Picaduras

Debido a la heterogeneidad de las superficies metálicas y del medio, la corrosión puede concentrarse en pequeñas zonas, formando picaduras u hoyos que penetran en el metal. Esto puede resultar en perforación, aunque solo una pequeña parte del metal esté afectada.

Corrosión por Fatiga

La fatiga por corrosión se produce por la acción simultánea del medio y tensiones cíclicas. Se caracteriza por fracturas transcristalinas en la mayoría de los metales, excepto el plomo, y está asociada con bandas de deslizamiento.

Contactos Galvánicos

En la protección por sacrificio, se previene la corrosión del componente anódico para proteger el catódico. Sin embargo, al unir metales diferentes, como latón y hierro, no siempre se previene la corrosión. La serie galvánica indica qué metal será anódico en un medio dado. El elemento anódico sufre corrosión normal y corrosión galvánica adicional. La ley de Faraday relaciona la cantidad de metal corroído en el ánodo con la corriente galvánica.

Si la pila está bajo control catódico o mixto, cualquier factor que reduzca el sobrevoltaje de hidrógeno o la polarización catódica aumentará la corriente galvánica. El aumento de la resistencia en el circuito disminuye la corriente.

Un electrolito de alta resistencia disminuye la corriente, pero puede causar un ataque localizado en la línea de contacto entre los metales. Si la resistividad del electrolito es baja, la corriente es mayor y la corrosión está más uniformemente distribuida. Para reducir la corrosión galvánica, se deben elegir metales con mínima diferencia de potencial.

Se puede aislar los elementos anódicos y catódicos con juntas no metálicas y revestimientos. Los inhibidores, tanto anódicos como catódicos, disminuyen la corrosión galvánica.

Corrosión por Esfuerzo

La corrosión puede acelerarse por esfuerzos residuales internos o aplicados externamente. Los esfuerzos residuales se producen por deformación durante la fabricación, enfriamiento desigual y reordenamientos estructurales.

Factores que Influyen en la Corrosión

Acidez

En disoluciones con ácido carbónico, se deposita carbonato ferroso, que ofrece protección inicial. Luego, el carbonato ferroso se oxida a óxido férrico hidratado, que es poco adherente y permite que la corrosión continúe.

pH de la Solución

La velocidad de corrosión se ve afectada por el pH. Metales solubles en ácido, como el hierro, muestran una relación específica. En pH medio (4 a 10), la velocidad de corrosión depende del transporte de oxígeno a la superficie. Metales anfóteros, como aluminio y zinc, se disuelven rápidamente en soluciones ácidas o básicas. Metales nobles, como oro y platino, no se ven afectados por el pH.

Agentes Oxidantes

Los agentes oxidantes pueden acelerar la corrosión en algunos casos y retrasarla en otros, formando óxidos protectores. El aire disuelto puede acelerar o retrasar la corrosión dependiendo del material.

Temperatura

La velocidad de corrosión generalmente aumenta con la temperatura. La temperatura también influye en la solubilidad del oxígeno.

Formación de Películas

La formación de películas pasivas, como las de óxido en aceros inoxidables, puede controlar el avance de la corrosión. Las películas pueden ser protectoras o permeables, y pueden influir en la localización de la corrosión.

Agua

Dureza del Agua

La dureza del agua se refiere a la concentración de sales minerales, principalmente de calcio y magnesio. Se expresa como equivalente de carbonato de calcio (CaCO3).

Tipos de Dureza

Dureza Temporal: Causada por bicarbonatos, se elimina al hervir el agua.

Dureza Permanente: Causada por sulfatos y cloruros, no se elimina al hervir.

Impurezas del Agua

El agua siempre contiene impurezas, algunas inofensivas y otras perjudiciales. La contaminación proveniente de actividades humanas puede convertir el agua en no potable.