Breve descripcion de los principios y fundamentos de corrosion

1. EN LOS últimos años se ha dado gran atención a los cada vez mayores
problemas que presenta la corrosión metálica, provocados por el progresivo
deterioro del medio ambiente. Numerosos trabajos han puesto de relieve la
influencia de la contaminación atmosférica, especialmente en zonas urbanas e
industriales, sobre la velocidad de corrosión de diferentes materiales. Los estudios
han incidido en la relación que la contaminación del medio ambiente ejerce sobre
la corrosión. En cambio, se ha dedicado mucha menos atención a la relación
inversa, el efecto que la corrosión tiene sobre el medio ambiente. Esto podría ser
debido a que la acción de la corrosión sobre el medio ambiente suele presentarse
de una manera menos general, con efectos más puntuales, tanto en su
localización como en el tiempo, si bien casi siempre revestidos de gravedad. Por
otra parte, la misma naturaleza de este tipo de problemas hace que en ellos se
encuentren comprometidos técnicos como ingenieros de proceso o jefes de
seguridad, la mayoría de las veces poco interesados en los fenómenos de
corrosión. Cabe señalar aquí las propuestas realizadas con anterioridad (1) con el
objeto de mejorar la formación de recursos humanos en corrosión.
Desarrollo
1.- Corrosión del agua.
La corrosión es una serie compleja de reacciones entre el agua y las superficies
de metal y materiales en los cuales el agua se guarda o se transporta. El proceso
de corrosión es una reacción de oxidación/reducción que devuelve metal refinado
o procesado a su estado de oro más estable. Con respecto al potencial de
corrosión de su agua de tomar, la inquietud primordial incluye el potencial de la
presencia de metales tóxicos, tales como plomo, cobre, deterioro y daños a la
tubería de la casa y problemas estéticos tales como lavado manchado, sabor
amargo y manchas azulejas-verdosas alrededor de los lavamanos y desagüe.
La inquietud primordial es el potencial de presencia de altos niveles de plomo y
cobre en el agua. La fuente primordial de plomo incluye las tuberías de plomo y los
tanques forrados de plomo y el uso de soldaduras de 50/50 plomo/hojalata. Por la
preocupación con el plomo, la EPA prohibió el uso de soldaduras altas en plomo
en el 1986. La fuente primordial de cobre es la presencia de cobre de la tubería de
la casa usado para transportar el agua a través de la casa. En algunos casos, el
agua es tan corrosiva que el sistema de tubería interior tuvo que ser cambiado y
reemplazado totalmente con tubería de PVC. Pena que, no evaluaron la rapidez e
instalaron un neutralizador antes de que la tubería se corroe y causa agujeros a
través de la casa.
2.- Corrosión del suelo.

2. Se designa químicamente corrosión por suelos, a los procesos de degradación
que son observados en estructuras enterradas. La intensidad dependerá de varios
factores tales como el contenido de humedad, composición química, pH del suelo,
etc. En la práctica suele utilizarse comúnmente el valor de la resistividad eléctrica
del suelo como índice de su agresividad; por ejemplo un terreno muy agresivo,
caracterizado por presencia de iones tales como cloruros, tendrá resistividades
bajas, por la alta facilidad de transportación iónica.
2.1.- Oxigenación.
Afortunadamente tenemos dos agentes oxidante en la mayoría de los problemas,
ellos son el ión hidrógeno y el óxido molecular. Las medidas para combatir la
corrosión dependen del sistema que participe en la celda, por lo tanto lo primero
que se debe hacer es definir las reacciones catódicas que participan.
2.2.- Temperatura.
Al igual que las reacciones químicas, la velocidad de corrosión aumenta
generalmente con la temperatura; la velocidad se duplica por cada diez grados
centígrados que aumenta la temperatura.
Una excepción de esto podría ser en un sistema abierto a la atmósfera la
velocidad de corrosión inicial aumenta disminuyendo posteriormente si la
temperatura se aumenta.
2.3.- PH.
La velocidad de corrosión del acero aumenta a medida que disminuye el ph, el
cual al ser muy altos suele ser muy corrosivo. La velocidad de corrosión con el ph.
está influenciada por la composición del electrolito.
Al aumentar la concentración del ión hidrógeno es más ácida la solución y es
menor el valor de ph. La magnitud de ph. nos indica la intensidad de acidez o
alcalinidad del medio. Esta magnitud se indica por medio de una escala la cual la
numero siete indica que la solución con ph. es neutra; los numerosa menores de
siete indican que es ácida y los mayores alcalinidad.
3.- Corrosión atmosférica.
De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor
cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de
metal de automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo

3. mismo se ven atacados por oxígeno y agua. La severidad de esta clase de
corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros
contaminantes atmosféricos están presentes. Para hablar de esta clase de
corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los ambientes atmosféricos son los
siguientes:
Industriales
Son los que contienen compuestos sulfurosos, nitrosos y otros agentes ácidos que
pueden promover la corrosión de los metales. En adición, los ambientes
industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas, lo que
produce un aumento en la corrosión.
Marinos
Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un ión
particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas
metálicos.
Rurales
En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica,
caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas.
Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. Ellos son la
Temperatura, la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad.
3.1.- Proceso de la corrosión atmosférica.
La corrosión atmosférica es la causa más frecuente de la destrucción de los
metales y aleaciones.
El mecanismo de corrosión es de naturaleza electroquímica. El electrolito es una
capa de humedad sobre la superficie del metal cuyo espesor varía desde capas
muy delgadas (invisibles) hasta capas que mojan perceptiblemente el metal. La
duración del proceso de corrosión depende sobre todo del tiempo durante el cual
la capa de humedad permanece sobre la superficie metálica.
Como el mecanismo de corrosión es electroquímico, su característica principal es
la presencia de un proceso anódico y otro catódico, con un electrólito de
resistencia óhmica determinada.
En el proceso anódico el metal se disuelve en la capa del electrolito, en la cual la
concentración se eleva hasta la precipitación de un compuesto poco soluble.
En el proceso catódico, bajo la capa de humedad, la mayoría de los metales

4. expuestos a la atmósfera se corroen por el proceso de reducción de oxígeno.
La resistencia óhmica entre las zonas anódica y catódica de las minúsculas pilas
de corrosión que se distribuyen sobre el metal es grande cuando el espesor de la
capa de humedad es pequeño.
La corrosión atmosférica puede ser clasificada en:
a) Corrosión seca: Se produce en los metales que tienen una energía libre de
formación de óxidos negativa.
b) Corrosión húmeda: Requiere de la humedad atmosférica, y aumenta cuando la
humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por encima del 70%.
c) Corrosión por mojado: Se origina cuando se expone el metal a la lluvia o a otras
fuentes de agua.
3.2.- Factores que afectan el proceso de la corrosión atmosférica.
La acción conjunta de los factores de contaminación y los meteorológicos
determinan la intensidad y naturaleza de los procesos corrosivos, y cuando actúan
simultáneamente, aumentan sus efectos. También es importante mencionar otros
factores como las condiciones de exposición, la composición del metal y las
propiedades del óxido formado, que combinados entre sí influyen en los procesos
de corrosión.
3.3.- Contaminación atmosférica.
Se puede definir la contaminación atmosférica como "la presencia en el aire de
sustancias extrañas, sean éstas gaseosas, sólidas o la combinación de ambas, en
cantidad y durante un tiempo de permanencia que puede provocar efectos nocivos
para la salud humana y un deterioro de los bienes de uso y del paisaje".
En relación a su toxicidad, los contaminantes producen efectos nocivos en el ser
humano y su medio ambiente, como irritación en los ojos, nariz y garganta.
Además, atacan a muchos metales y materiales de construcción, deterioran
equipo eléctrico, superficies pintadas, etcétera.
Los contaminantes atmosféricos de mayor importancia son: partículas
suspendidas totales, ozono, monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno y dióxido
de azufre.
4.- Tipos de atmósfera.
El estudio del comportamiento de los materiales de ingeniería a la corrosión en el

5. ambiente atmosférico se basa principalmente en ensayos de exposición directa de
los materiales en diferentes puntos o estaciones de un país, donde se mide la
velocidad de corrosión. Los diferentes materiales son expuestos en forma de
láminas o alambres. Por tiempos determinados que deben dar un índice promedio
de la velocidad de corrosión en la atmósfera. El modelo matemático de la
velocidad de corrosión en función del tiempo es propio de cada material.
4.1 atmósfera marina.
La característica de la atmósfera marina es la presencia de partículas finas de
agua de mar llevado por el viento para depositarse en las superficies expuestas.
La cantidad de sal (cloruros) decrece rápidamente, con la distancia del océano
hacia el interior del continente y la influencia de las corrientes del viento juega un
papel de importancia. La atmósfera marina también incluye el espacio sobre la
superficie del mar donde se produce el reventazón y la pulverización del agua de
mar. Algunas zonas de reventazón o salpicadura pueden ser clasificadas como
inmersión intermitente. Dentro de la mezcla atmosférica se da el caso de la
atmósfera marina industrial y atmósfera marino-rural.
4.2.- Atmósfera urbana.
Los procesos de urbanización e industrialización son responsables de alterar el
clima de las ciudades como consecuencia del reemplazo de las coberturas
naturales del suelo por superficies construidas, de la liberación de calor
antropogénico a la atmósfera y de la generación de residuos. De esta forma,
dentro de las ciudades se desarrollan procesos atmosféricos locales que son
propios de espacios construidos, así como alteraciones perceptibles con respecto
a las condiciones climáticas observadas en las regiones rurales adyacentes.
4.3.- Atmósfera industrial.
Caracterizado por la composición de contaminantes principalmente los
compuestos de azufre (SO2) que proviene del quemado del carbón, petróleo y
otros combustibles el cual es atrapado por la humedad en las partículas de polvo
como ácido sulfuroso; éste a su vez es oxidado por un proceso catalítico en las
partículas de polvo. Acido sulfúrico depositándose en gotas microscópicas en las
superficies expuestas y también ácido sulfuroso y dióxido de azufre.

6. El resultado es que los contaminantes en una atmósfera industrial más el rocío o
neblina produce una película húmeda ácida altamente corrosivo en las superficies
expuestas.
Existen plantas químicas que emiten compuestos que están en la forma de cloro,
lo que forma ácido clorhídrico (HCl) que en contacto con los metales la velocidad
de corrosión se incrementa, los compuestos de fosfatos y nitratos son menos
pronunciados a la corrosión de los metales.
Dentro de la mezcla atmosférica se da el caso de la atmósfera industrial rural.
5. Humedad.
La humedad atmosférica es la cantidad de vapor de agua existente en el aire.
Depende de la temperatura, de forma que resulta mucho más elevada en las
masas de aire caliente que en las de aire frío. Se mide mediante un aparato
denominado higrómetro, y se expresa mediante los conceptos de humedad
absoluta, específica, o relativa del aire.
La humedad absoluta es la masa total de agua existente en el aire por unidad de
volumen, y se expresa en gramos por metro cúbico de aire. La humedad
atmosférica terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.
La humedad específica mide la masa de agua que se encuentra en estado
gaseoso en un kilogramo de aire húmedo, y se expresa en gramos por kilogramo
de aire.
La humedad relativa del aire es la relación porcentual entre la cantidad de vapor
de agua real que existe en la atmósfera y la máxima que podría contener a
idéntica temperatura.
La fuente principal de la humedad del aire es la superficie de los océanos, de
donde se evapora el agua de forma constante. Pero también contribuyen a su
formación los lagos, glaciares, ríos, superficies nevadas, la evapotranspiración del
suelo, las plantas y los animales.
La humedad absoluta y la específica aumentan paralelamente a la temperatura,
mientras que la variación de la humedad relativa es inversamente proporcional a la
temperatura, al menos en las capas bajas de la atmósfera, donde su valor mínimo
corresponde a las horas de mayor calor, y el máximo a las madrugadas.

7. Como la atmósfera en sus capas altas está estratificada, la temperatura y la
humedad no son las mismas de una capa a otra y la humedad relativa varía
bruscamente.
5.1.- Influencia de la humedad en los procesos corrosivos.
Es difícil formular recubrimientos de superficies orgánicas que sean
completamente impermeables a la humedad. Las películas más delgadas de un
recubrimiento permiten el paso de más humedad que las películas más gruesas.
Las partes de la película de menor espesor o las roturas producidas
mecánicamente tienden a convertirse en ánodos en los cuales empieza la
oxidación. El óxido de hierro ocupa mucho más volumen que el metal puro a partir
del cual se forma, y se expansiona aún más cuando absorbe agua. La atracción
de agua es tan grande que la aspira a través de una película de pintura, de
manera que cuando hay óxido en el sustrato la transmisión de humedad es mayor
que la que pasa debido a la permeabilidad normal de la película. Las zonas de
óxido se extienden gradualmente y se hinchan bajo la capa de pintura hasta que
esta se rompe.
5.1.- Influencia de la humedad en los procesos corrosivos.
Es difícil formular recubrimientos de superficies orgánicas que sean
completamente impermeables a la humedad. Las películas más delgadas de un
recubrimiento permiten el paso de más humedad que las películas más gruesas.
Las partes de la película de menor espesor o las roturas producidas
mecánicamente tienden a convertirse en ánodos en los cuales empieza la
oxidación. El óxido de hierro ocupa mucho más volumen que el metal puro a partir
del cual se forma, y se expansiona aún más cuando absorbe agua. La atracción
de agua es tan grande que la aspira a través de una película de pintura, de
manera que cuando hay óxido en el sustrato la transmisión de humedad es mayor
que la que pasa debido a la permeabilidad normal de la película. Las zonas de
óxido se extienden gradualmente y se hinchan bajo la capa de pintura hasta que
esta se rompe.
5.2.- Métodos que se pueden utilizar para evitar la humedad.
BÁSICAMENTE todos los métodos que existen para lograr controlar la corrosión
de los materiales metálicos, son intentos para interferir con el mecanismo de
corrosión, de tal manera que se pueda hacer que éste sea lo más ineficiente
posible. Por ejemplo, disminuyendo el flujo de electrones entre los componentes
metálicos de la celda de corrosión por el aumento de la resistencia eléctrica del
metal, de alguna manera disminuiría la corriente de corrosión y, por tanto, la

8. velocidad de corrosión. Esto no es practicable generalmente, pero disminuir el flujo
de corriente en el componente electrolítico de la celda de corrosión produciría el
mismo efecto, y esto sí es practicable.
Dado que para que exista un proceso de corrosión, debe formarse una pila o celda
de corrosión y, por tanto, un ánodo, un cátodo, un conductor metálico y una
solución conductora, además de una diferencia de potencial entre los electrodos o
zonas anódicas y catódicas, la eliminación de alguno de los componentes
esenciales de la mencionada pila, podría llegar a detener el proceso.
En la práctica, existen tres maneras de lograr lo anterior y por tanto de luchar
contra la corrosión:
1) Aislamiento eléctrico del material. Esto puede lograrse mediante el empleo de
pinturas o resinas, depósitos metálicos de espesor suficiente o por aplicación de
recubrimientos diversos.
De esta forma, se puede lograr aislar el metal del contacto directo con el medio
agresivo (agua, suelo y atmósfera por lo general).
2) Cambiando el sentido de la corriente en la pila de corrosión.
Conectando eléctricamente, por ejemplo, el acero con un metal más activo (cinc o
magnesio) podemos llegar a suprimir la corrosión del acero, ya que dejará de
actuar como ánodo y pasará a comportarse como cátodo, dejando el papel de
ánodo al metal más activo (cinc o magnesio).
Este es el principio de la protección Catódica.
3) Polarización del mecanismo electroquímico.
Esto se puede lograr bien eliminando el oxígeno disuelto, bien mediante la adición
en el medio agresivo de ciertas sustancias llamadas inhibidores, las cuales
pueden llegar a polarizar uno de los electrodos de la pila de corrosión y por lo
tanto, llegar a detener o cuanto menos disminuir sus efectos. En la práctica, lo
anterior conlleva una modificación del entorno o medio ambiente, al cual está
expuesto el metal.
5.3.- Recomendaciones.
La corrosión de metales ha sido un tema sobre el cual se ha venido estudiando

9. para establecer sus causas y maneras como evitarla.
Entre los diversos factores que propician esta problemática, podríamos destacar
entre otros:
• Cambios bruscos de temperatura: la temperatura de circuitos cae debajo del
punto de condensación.
• Humedad relativa sobre 50%: este ítem acelera la corrosión, formando
soluciones conductivas que, posteriormente, se convierten en electrolitos.
• Gases corrosivos: tanto el ácido sulfhídrico, óxidos de azufre y de nitrógeno, así
como el cloro y el amoníaco, son elementos comunes en la industria y el comercio,
sin embargo, pocos conocen sus nocivos efectos.
Una vez que estos elementos afectan un sistema eléctrico o electrónico,
encontramos los primeros efectos de la corrosión que, por ejemplo, pueden
manifestarse con señales falsas, pérdida de la misma o interrupción inesperada de
procesos, los que dependiendo del grado de deterioro pueden traducirse en
consecuencias potencialmente muy costosas.
Otro aspecto importante es el desgaste de los poros, donde los gases ácidos
reaccionan con metales formando sales "no-conductivas" que son forzadas hacia
la superficie a través de los poros del recubrimiento anti-corrosivo, afectando
incluso los componentes electrónicos recubiertos en oro.
Algunas de sus principales recomendaciones son:
• Presurización de la sala: presurizar este espacio a 0.05-0.10 IWG con aire
químicamente limpio (con 3 a 6 cambios de aire/hora).
• Control de Humedad