Corrosión atmosférica--- Generalidades

1. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
INEGNIERIA DE LA CORROSION
CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
2017

2. CORROSIÓN
ATMOSFÉRICA

3. I. INTRODUCCIÓN
Deterioro de los materiales
metálicos cuando se encuentran en
contacto con el aire a temperatura
ambiente.
En ausencia de película húmeda
(ausencia de lluvias) puede
producirse deterioro a través de
corrosión directa.
Si la H.R es mayor al 40-50%
facilitará la condensación sobre la
superficie metálica expuesta,
propiciando la formación de una
película húmeda.
El electrolito esta constituido por
una película delgada que puede
contener agentes contaminantes
que aceleren el proceso de
corrosión.

4. A) FORMACIÓN DE PELÍCULA HÚMEDA
A.1) Condensación
por capilaridad
La H.R. es función
del radio de
curvatura por la
zona cóncava del
menisco que pueda
formar el líquido en
un capilar y crece al
disminuir este
radio.
A.2) Condensación
por adsorción:
Se da por la fijación
de moléculas de
agua en la superficie
como consecuencia
de las fuerzas físicas
de atracción.
A.3) Condensación
Química:
Puede producirse la
humidificación de la
superficie como
consecuencia de la
fijación e agua por
productos
microscópicos.

5. B) TIPOS DE CORROSIÓN
B.1) Corrosión seca
• En ausencia de humedad, muchos metales se corroen muy
lentamente a temperatura ambiente. Corrosión acelerada bajo
condiciones secas se logran a temperaturas altas.
• A temperatura ambiente ocurre sobre metales que tienen una
energía libre negativa de formación de óxidos y entonces forman
rápidamente una película estable termodinámicamente en presencia
de oxígeno.

7. B.2) Corrosión húmeda
• Cuando la humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por
encima del 80% de humedad relativa, una película de humedad
extremadamente delgada se formará en la superficie del metal,
proporcionando un electrolito para la transferencia de electrones.

9. B.3) Corrosión acuosa
Ocurre cuando una película de centenares de micrones
de espesor se forma en la superficie metálica, como
productos de gotas de rocío, lluvia o un spray marino.

10. C) MECANISMO DE LA CORROSIÓN
ATMOSFÉRICA
• Como el mecanismo de corrosión es electroquímico, su característica
principal es la presencia de un proceso anódico y otro catódico, con
un electrolito 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

11. • Reacción Anódica
𝑀𝑒 → 𝑀𝑒 𝑛+ + 𝑛𝑒−
• Reacción Catódica
𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 + 4𝑒− → 4𝑂𝐻−
Puesto que se trata de un medio
habitualmente totalmente neutro donde el
único oxidante presente es el O2

12. D) INFLUENCIA DE DISTINTOS FACTORES
SOBRE LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN
D.1) Espesor de la película húmeda
• En espesores pequeños, la corrosión se da difícilmente, pues la
resistencia óhmica de la capa del electrolito sobre la superficie
metálica es muy grande y la disolución del metal es difícil.
• Al aumentar el espesor, disminuyen la resistencia de la capa del
electrolito y la polarización catódica, lo que origina un aumento de la
velocidad de corrosión hasta que alcanza un nivel máximo, que
disminuye después con el aumento del espesor

14. D.2) Contaminación atmosférica
• Como se ha indicado, por debajo de un determinado nivel de
humedad relativa (HR < 80%) no es probable la corrosión, pues, no
existe película apreciable de electrolito sobre el metal (corrosión
seca). Generalmente, la corrosión del hierro y otros metales es
insignificante a humedad relativa (HR) por debajo 80%.
• El NaCl y el SO2 son los principales contaminantes corrosivos de la
atmósfera.

15. El NaCl y el SO2 son los principales contaminantes corrosivos de
la atmósfera.
Los cloruros se incorporan a
la atmósfera desde el mar, y
sus efectos son más notorios
cerca de la orilla, donde el
aire transporta grandes
cantidades de partículas
salinas, como resultado de la
“pulverización del agua” al
“romper” las olas.
El dióxido de azufre se encuentra
en las atmósferas que están
contaminadas con humos
industriales, y se origina al
quemar combustibles que
contienen azufre. Estas dos
sustancias químicas estimulan
grandemente la corrosión de las
superficies metálicas
humedecidas, ya que aumentan la
actividad de la película acuosa

17. • Los metales no ferrosos consumen SO2 en las reacciones de
corrosión, y sus productos principales son los sulfatos metálicos. En el
caso de la oxidación del hierro y del acero, los sulfatos ferrosos son
hidrolizados formando óxidos y generando ácido sulfúrico

18. D.3) Efecto de la Lluvia ácida
La atmósfera puede contener:
•HCl proveniente de la combustión de carbones ricos en cloruros.
•HNO3 formado a través de reacciones complejas a partir de
radicales libres, hidrocarburos.
•H2SO4
•Ácidos orgánicos,como fórmico y acético
El retorno a la superficie de la tierra de los contaminantes
atmosféricos se realiza de dos formas: por depósito seco y por
depósito húmedo .

19. • Por depósito seco se entiende el retorno del contaminante en forma
gaseosa o aerosol.
• Por depósito húmedo se entiende el retorno de estos ácidos a la
superficie de la tierra, principalmente por la acción de la lluvia, dando
lugar a lo que se conoce como lluvia ácida
• Estas formas de depósito se realizan, por lo general, en las
proximidades de las fuentes de emisión, pudiendo también realizarse
a centenares de kilómetros de ellas, rebasándose incluso los límites
geográficos del país causante de la contaminación

20. E) INFLUENCIA DE FACTORES CLIMÁTICOS
E.1) Humedad Relativa
• En los periodos de precipitación de humedad (rocío, lluvia, niebla,
etc) la superficie metálica se recubre de un depósito visible de agua.
• Cuando el aire se enfría a una temperatura ligeramente por debajo
del punto de rocío y el vapor empieza a condensarse en forma de
pequeñas gotas sobre el metal.
• La difusión de oxígeno a través de la capa acuosa suele ser el factor
controlante de la velocidad de corrosión. Esta velocidad se
incrementa al adelgazar la capa acuosa sobre el metal hasta alcanzar
un valor máximo a espesores intermedios.

21. E.2) Temperatura
• Un cambio de temperatura afecta directa e indirectamente a la
corrosión de un metal en la atmósfera. Al subir la temperatura
aumenta la velocidad de las reacciones electroquímicas pero, al
mismo tiempo se acelera la evaporación de la humedad depositada
sobre el metal, desciende la concentración de oxígeno y de otros
gases corrosivos disueltos en ella.

22. E.3) Vientos
• La dirección y velocidad del viento determina la acumulación de
partículas sobre la superficie del metal y la dispersión de
contaminantes. Aunque hay que tener en cuenta que la acción del
viento depende de la situación del foco contaminante con respecto al
lugar de exposición.

23. MAPAS DE CORROSIVIDAD
Las predicciones de corrosión o agresividad de las atmósferas, pueden servir como orientación
respecto a las medidas protectoras que deben adoptarse para la conservación de una estructura
metálica
Para la confección de estos mapas es posible utilizar dos enfoques distintos
a) La medida directa de la corrosividad de
las atmósferas por su acción sobre ciertos
metales, Fe, Zn, Al y Cu, generalmente.
Recurrir a este método nos obliga a
disponer de una vasta red de estaciones de
ensayo, que cubra prácticamente toda la
superficie de la región.
b) Determinación del efecto de los
principales parámetros de la corrosión
atmosférica, con el fin de trazar un mapa
de corrosividad en función de la variación
geográfica de aquéllos.
Exige fijar previamente la influencia de los
principales parámetros en la velocidad de
corrosión, y conocer, además, como varían
éstos parámetros a lo largo y ancho de la
geografía de un territorio

24. Siendo la corrosión atmosférica un proceso electroquímico que involucra cargas eléctricas, la velocidad de
corrosión se puede determinar midiendo la densidad de corriente de corrosión. Ésta es convertida a velocidad
de corrosión a través de la Ley de Faraday
VELOCIDAD DE CORROSIÓN
𝑽 𝒄𝒐𝒓𝒓 =
𝑱𝒎
𝝆
Así, la corriente puede ser medida en cualquier momento y obtener la velocidad de corrosión en
cualquier instante. Ahora solo se mostrará la velocidad de corrosión utilizando las ecuaciones por la
técnica de pérdida de masa que consiste en:
1. Tomar una muestra metálica con una masa inicial dada.
2. Exponer la muestra a la atmósfera durante un tiempo determinado.
3. Remover apropiadamente los productos de corrosión.
4. Determinar la pérdida de masa.
Con este valor y el tiempo de exposición se obtiene la velocidad de corrosión, utilizando las ecuaciones
que indica la norma ISO 9223
(a)
Donde:
• J : es la densidad de corriente (mA/cm2)
• m : es la masa equivalente (g)
• 𝜌 : es la densidad del metal (g/cm3)
• Vcorr : es la velocidad de corrosión (cm/s)

25. Donde:
• rcorr : velocidad de corrosión en μm/año
• m : masa perdida (g)
• A : área de la superficie (m2)
• T : tiempo de exposición (años)
• ρ : densidad del metal (g/cm3)
Método 1: Probetas en forma de placas
La velocidad de corrosión también se puede
expresar en g/cm2.año multiplicando la ecuación
(b) por la densidad del metal, ρ (g/cm3).
Método 2: Probetas en forma de espiral
Donde:
• rcorr : velocidad de corrosión en
μm/año
• d : diámetro del alambre (mm)
• mo : masa inicial, antes de la
exposición a la atmósfera (g)
• m : pérdida de masa (mg)
• t : tiempo de exposición (años)
(b) (c)

26. El aluminio es el segundo
metal más importante en las
aplicaciones prácticas y,
desde el punto de vista de su
resistencia a la corrosión, en
diferentes climas ofrece más
ventajas que el acero.
1. Cuando el
aluminio entra en
contacto con el
aire, éste se oxida.
2 Se forma
espontáneamente una
capa compacta, delgada
y amorfa de óxido de
aluminio o alúmina
(Al2O3); el espesor de
esta película varía entre
4 y 10nm
Esta capa, está
formada a su vez por dos
películas: una más
compacta próxima al
aluminio que hace de
barrera protectora, con un
espesor de 2 a 2,5nm, y
otra capa más externa y
permeable, que puede ser
bohemita (𝐴𝑙2 𝑂3. 𝐻2O) o
bayerita (𝐴𝑙(𝑂𝐻)3.3𝐻2 𝑂),
CORROSIÓN
ATMOSFÉRICA
DEL ALUMINIO
*Proceso:

27. LA CORROSIÓN
ATMOSFÉRICA DEL
ALUMINIO SE
MANIFIESTA CON
DOS MORFOLOGÍAS
DIFERENTES:
1. Corrosión uniforme con
empañamiento y pérdida de brillo
de la superficie.
La corrosión uniforme del
aluminio se explica por la
disolución de la capa de óxido
por ácidos u otros iones
reactivos, que conducen a la
formación de sales solubles,
tales como el 𝐴𝑙2(𝑆𝑂3)3, o sales
básicas que se incorporan a la
capa de productos de corrosión
2. Corrosión localizada y con
Formación de picaduras
El mayor daño lo ocasiona la
presencia de iones cloruros (𝐶𝑙−
)
en la atmósfera, que se absorben
en los defectos de la capa de
óxido y conducen a la formación
de complejos solubles 𝐴𝑙(𝑂𝐻)2 𝐶𝑙.
* *La difusión de las especies solubles lejos de la zona de reacción produce el adelgazamiento de la capa de óxido y el nacimiento de una picadura.

28. En el fondo de una picadura el medio es ácido y allí el aluminio actúa anódicamente, oxidándose según
la reacción:
Los bordes de las picaduras actúan de cátodos y en ellos el medio es alcalino, produciéndose la siguiente
reacción catódica:
Los iones 𝐴𝑙3+
, debido a que son prácticamente insolubles en agua, se combinan con los iones
oxhidrilos, que proceden de la disociación del agua, para formar hidróxidos de aluminio, 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3, según
la reacción:
El hidróxido de aluminio no es soluble y precipita en forma de una masa blanca gelatinosa, llamada
comúnmente alúmina (aunque puede ser bayerita), que es el producto de corrosión y recubre las
picaduras a modo de pústulas voluminosas, el cual se aprecia en la siguiente Figura I.9:
La corrosión por picaduras se produce cuando hay defectos de la capa del óxido natural (𝐴𝑙2 𝑂3), siendo los
cloruros el factor principal que permite la penetración de la capa protectora.

29. Figura I.9: Representación esquemática de la corrosión por picaduras de aluminio
La reacción de corrosión del
aluminio, provoca el
aumento de cargas positivas
en el interior de la picadura,
debido a que los electrones
migran hacia las áreas
catódicas, donde se irán
consumiendo en la reducción
del 𝑂2.
La neutralidad eléctrica se
mantiene por la migración de
iones 𝐶𝑙−
hacia el interior de
la picadura, causando un
aumento de su
concentración en ese lugar

30. En atmósferas industriales, donde el aluminio se encuentra expuesto a iones SO2, se ha
encontrado que el dióxido de azufre tiene pequeña afinidad con la superficie del aluminio. Pero
cuando estos materiales tienen una capa de
polvo sobre su superficie, es común la adsorción del SO2 sobre dicha capa. Esta capa
reacciona con el oxígeno para producir iones sulfato, 𝑆𝑂2
4−
, los que a su vez pueden provocar
una aceleración de la reacción anódica.
Se conoce que la concentración de iones sulfatos es de 3 a 7% en el polvo de atmósferas
industriales. Sin embargo, se han encontrado velocidades de corrosión y profundidades de
picaduras en muestras de aluminio expuestas a concentraciones de SO2 desde
30 mg/𝑚3
a 370 mg/𝑚3

31. SUSTANCIA FÓRMULA
Óxidos
• Alúmina
• Bohemita
• Bayerita
∝-𝐴𝑙2 𝑂3
𝛾-𝐴𝑙2 𝑂3
𝐴𝑙2 𝑂3. 𝐻2O
∝- 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3.3𝐻2 𝑂
𝛾-𝐴𝑙(𝑂𝐻)3.3𝐻2 𝑂
Cloruros
• Cloruro de aluminio 𝐴𝑙Cl3.6𝐻2 𝑂
Sulfatos
• Sulfatos básicos 𝐴𝑙 𝑥(𝑆𝑂4) 𝑦(𝑂𝐻)2
Sulfuros
• Sulfuro de aluminio 𝐴𝑙2 𝑆3
TABLA I.1: Productos de corrosión del aluminio y sus fórmulas
En la tabla I.1, se muestran los productos de corrosión del aluminio más comunes y sus
correspondientes fórmulas.

32. CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
DEL COBRE
El cobre es un
metal cuya
corrosión es
uniforme. En
una etapa inicial,
forma una capa
fina de color
marrón oscuro
de óxido de cobre
Las partículas más
próximas al material
base son de óxido de
cobre y, las exteriores
son de composición
compleja (sulfatos,
cloruros, carbonatos,
etc).
En su etapa
final, se forma
una pátina, la
que provee un
recubrimiento
protector al metal
*El primer producto de corrosión que se forma instantáneamente sobre la superficie del cobre es la
cuprita (Cu2O), esta película natural de cuprita es de 1.6 nm de espesor aproximadamente.

33. La corrosión del cobre en la atmósfera obedece a un mecanismo electroquímico, donde el metal
se disuelve anódicamente formando iones cuprosos o cúpricos de la siguiente forma:
El agua, así como los gases o elementos disueltos (SO2, 𝐶𝑙−) en la película de humedad, pueden
también actuar como reactivos catódicos.
Posteriormente la cuprita reacciona lentamente con los constituyentes de la atmósfera (SO2, 𝐶𝑙−
,
CO2) formándose sales básicas, siempre y cuando el pH de la película de humedad sea
suficientemente alto:
El oxígeno difundido a través de la película acuosa que recubre el metal, actúa como reactivo
catódico:

34. Las pátinas tienen una
composición compleja y
variada según las
condiciones de exposición.
Contienen sulfatos,
cloruros, carbonatos y
nitratos básicos.
El mecanismo por el cual
el SO2 ataca el cobre no se
conoce perfectamente aún.
Pero se sabe que el mismo
provoca el aumento de la
velocidad de corrosión del
cobre a altas humedades
relativa
En resumen, las capas más próximas al cobre base son de óxido de cobre y las exteriores son,
esencialmente, de sales básicas de sulfato de cobre.
PÁTINA

35. Las capas de productos de corrosión del cobre
en atmósferas contaminadas por SO2 y Cl−,
suelen presentar muchas imperfecciones, por
lo que su poder protector es bastante exiguo.
Si la atmósfera no está muy contaminada, la
pátina se puede demorar cientos de años en
formarse, debido a la falta de aniones para la
formación de sales básicas de cobre, o por la
baja temperatura o condiciones secas de
exposición.
En la tabla I.2, se muestran los productos de
corrosión del cobre y sus
fórmulas.
Tabla I.2 Productos de corrosión del cobre y sus fórmulas

36. CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
DEL HIERRO
Quedan todavía por explicar algunos importantes
aspectos relativos a ellos. Se ha propuesto una serie
de esquemas de reacción para explicar los
mecanismos de corrosión atmosférica del Hierro.
Según éstos, las reacciones electroquímicas, en los
primeros estadios de la corrosión, son las siguientes:
En los instantes iniciales de corrosión, incluso en ausencia de humedad y contaminación, se forma una película
delgada (2 - 5nm) de óxido, consistente en una capa más externa de hematita, 𝛾-Fe2O3, y una capa interna de
magnetita, Fe3O4. La corrosión por lo general se inicia en una irregularidad de la superficie, por ejemplo, en la
vecindad de una inclusión, o debajo de una partícula depositada sobre la superficie

37. En atmósferas no contaminadas, los productos primarios de la corrosión del hierro son
principalmente hidróxidos ferrosos, Fe(OH)3. Sin embargo, los hidróxidos ferrosos no son estables
y en presencia de oxígeno se transforman en óxidos férricos hidratados (FeOOH), los cuales son
insolubles y frenan el proceso de corrosión
Así, cuando la corrosión del fierro se inicia, pequeñas cantidades de oxígeno y de agua dan lugar a la
formación de 𝛾 -FeOOH, la cual a su vez permite el inicio de la hidrólisis oxidativa, con la consecuente
formación de herrumbre.
*La herrumbre, sustancia que se
forma sobre el hierro metálico
expuesto a la humedad, es una
sustancia color marrón—cuya
tonalidad varía de amarillento a rojizo,
según la composición— que corroe su
superficie hasta llegar a perforarlo. Es
una mezcla en proporciones variables
de los siguientes hidróxidos y óxidos
de hierro (III):
 óxido hidratado Fe2O3·(H2O)n,
donde n es un número natural.
 hidróxido Fe(OH)3
 óxido - hidróxido FeO(OH)

38. • En las superficies anódicas se presenta la
disolución del metal originando
picaduras.
• En las áreas catódicas los iones fierro
están expuestos a la acción del oxígeno y
agua para producir óxido férrico
hidratado, 𝛾 - FeOOH, la cual
subsecuentemente forma magnetita de
cuerdo a la siguiente reacción
Posteriormente la magnetita se reoxida por el oxígeno del aire en presencia de humedad para producir
más herrumbre:

39. Según este mecanismo, el H2SO4 generado en la solución por oxidación del SO2, disuelto,
reacciona con el metal base para formar FeSO4, el cual, de acuerdo con el mecanismo
cíclico de generación de ácido, experimenta una hidrólisis oxidativa:
lo que explica las altas velocidades de corrosión atmosférica del hierro
encontradas en atmósferas con contenidos en SO2, relativamente
pequeños.

40. LOS NIDOS DE SULFATO
La hidrólisis del sulfato ferroso formado en
estos nidos controla su propagación. La
presión osmótica puede llegar a reventarlos,
aumentando así la velocidad de corrosión.
Los mencionados nidos están recubiertos de
una membrana que contiene FeOOH. Cuanto
mayor es el contenido de FeOOH amorfo,
tanto mayor es la estabilidad de esta
membrana y más difícil que se agriete por
efecto de la presión osmótica y de las
repetidas humectaciones y secados de la
capa de herrumbre
Es un mecanismo y propone que los iones
sulfatos son depositados en superficies
anódicas, lo que conducirá a la formación de
conglomerados de sulfatos llamados “nidos de
sulfatos”. Cuando la superficie se moja, los
“nidos de sulfatos” en combinación con el área
de los alrededores, forma una celda de
corrosión.
Representación esquemática de un nido de sulfato

41. EN LA CORROSIÓN DEL FIERRO
EXPUESTO A ATMÓSFERAS
CONTAMINADAS por cloruros no se
forman tales nidos. La presión osmótica
del cloruro sódico no influye en la
actividad corrosiva, sino que ésta está
determinada por otras causas, como la
facilidad de los cloruros ferrosos y férricos
para formar complejos. La hidrólisis
oxidante no da lugar a FeOOH sino al
complejo nFeOOHFeCl3, ó a una solución
de FeCl3, en FeOOH eforma de gel según
figura siguiente.
Esquema de un agregado de cloruros
Los iones cloruros y los sulfatos solubles
en agua, pueden ser encontrados junto
con los hidróxidos en la herrumbre
formada en atmósferas marinas e
industriales.

42. En la tabla I.3 se muestran los principales productos de corrosión del hierro y sus fórmulas
correspondientes.
Tabla I.3 Productos de corrosión del hierro y sus fórmulas [17]

43. El zinc se le usa ampliamente como recubrimiento o
galvanizado de los productos metálicos. La formación de una
capa protectora que cubre totalmente este metal, llamada
“pátina de zinc”, es la que le otorga una buena resistencia a
la corrosión atmosférica. La capa protectora está formada
por óxido de zinc e hidróxidos, u otros compuestos como
sales que dependen de la naturaleza del medio ambiente. Al
igual que sucede con otros materiales, el proceso corrosivo
del zinc en la atmósfera es de naturaleza discontinua.
Es decir que el zinc en la atmósfera se corroe durante los
períodos de humectación, en presencia de oxígeno y
humedad, dando lugar a la formación de hidróxido de zinc
(Zn(OH)2), de acuerdo con las siguientes reacciones
CORROSIÓN ATMOSFÉRICA DEL ZINC
GALVANIZADO

44. la corrosión del zinc progresa siempre que la superficie metálica está expuesta a películas de humedad
depositada o de humedad adsorbida. En presencia del anhídrido carbónico atmosférico (CO2), el zinc puede
también dar lugar a la formación de ZnCO3, un compuesto solo ligeramente soluble en disoluciones acuosas
neutra.
En atmósferas industriales (atmósferas fuertemente contaminadas por SO2, episodios de lluvia ácida,
atmósferas contaminadas por HCl, etc.), el pH de la película de humedad adquiere valores bajos. En este caso,
no tiene lugar la formación de hidróxidos y sales básicas de zinc y, en su lugar, se forman sulfato y cloruro de
zinc, según las siguientes reacciones:
Estudios realizados en muestras de zinc a exposiciones de larga duración en atmósferas contaminadas por
SO2 revelan que los productos de corrosión se disponen en una estructura de dos capas. Una interior estable,
sensible a la concentración de SO2, que controla la cinética de corrosión del zinc, y otra exterior,
relativamente no protectora, que crece de forma continua
Si el depósito de sulfato es mayor al de cloruros, primero se forma el hidroxicarbonato de zinc, seguido por el
hidroxisulfato de zinc. Es posible la formación de clorohidroxisulfato de zinc si el contenido de electrones es
apreciable.

45. En la tabla I.4 se muestran los principales productos de corrosión del zinc y sus fórmulas correspondientes.
Tabla I.4. Productos de corrosión del zinc y sus correspondientes
fórmulas

46. CLASIFICACIÓN DE LA CORROSIVIDAD
ATMOSFÉRICA SEGÚN NORMA ISO 9223
ISO 9223 establece un sistema de clasificación para la corrosión de ambientes atmosféricos. Eso Define las
categorías de corrosividad para los ambientes atmosféricos por la tasa de corrosión de primer año de los
especímenes estándar. Las categorías de corrosividad pueden evaluarse en función de los factores
atmosféricos más significativos que influyen en la corrosión de metales y aleaciones
La corrosividad atmosférica o habilidad de la atmósfera para causar corrosión depende de los factores
atmosféricos que influyen en el proceso corrosivo, y también de la naturaleza del metal. Es por esto que la
categoría de corrosividad atmosférica no se expresa en forma general, sino que para cada metal se indica una
categoría de corrosividad.
La norma ISO 9223 clasifica la
corrosividad atmosférica de 2
maneras:
Según los factores
meteorológicos y de
contaminación:
Según la velocidad
de corrosión de las
muestras metálicas:

47. 1. SEGÚN LOS FACTORES METEOROLÓGICOS Y DE CONTAMINACIÓN:
Según este procedimiento, se
determinan:
• Los niveles del tiempo de
humectación (τ),
• Velocidad de depósito de dióxido de
azufre (P), y
• Velocidad de depósito de cloruros (S);
Y en función de éstos, se determina la
categoría de corrosividad atmosférica
para el metal que se considere,
haciendo uso de las tablas I.5, I.6 y I.7,
y la tabla A-1.
Tabla I.5: Clasificación del tiempo de humectación

48. Tabla I.6: Categorías según contenido de cloruros
Tabla I.7: Categorías según contenido de
dióxido de azufre
• Velocidad de depósito de dióxido de azufre (P), y
• Velocidad de depósito de cloruros (S);

50. Para poder determinar la categoría de corrosividad es necesario exponer el metal durante un año y
determinar su velocidad de corrosión, haciendo uso de las ecuaciones (a) y/o (b). Este dato
permite determinar las categorías de corrosividad atmosférica para dicho metal, haciendo uso de
la tabla I.8 y la tabla I.9.
2 SEGÚN LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN DE LAS MUESTRAS METÁLICAS:

51. Tabla I.8: Categorías de corrosividad del Al, Cu, Fe y Zn,
según su velocidad de corrosión (norma ISO 9223)
Tabla I.9: Categoría de corrosividad
según norma ISO 9223

52. *ISO 9226: 2012 especifica los métodos que se pueden utilizar para la determinación de la
tasa de corrosión con los especímenes estándar. Los valores obtenidos de las mediciones (tasas
de corrosión durante el primer año de exposición) están destinados a ser utilizados como
criterios de clasificación para la evaluación de la corrosividad atmosférica de acuerdo con la
norma ISO 9223. También pueden utilizarse para la evaluación informativa de la corrosividad
atmosférica más allá del alcance de ISO 9223

53. Este trabajo presenta resultados obtenidos
después de un año de elaboración de un
mapa de corrosión y de agresividad
ambiental a nivel nacional, en términos de
velocidad de corrosión, tiempo de
humidificación y contaminantes en 31
estaciones de estudio en Chile.
Para el logro del objetivo, se instalaron 124
bastidores con muestras de acero al
carbono, cobre, acero galvanizado y
aluminio a lo largo del país preparadas
según normas ISO 9223 - 9226.
En las estaciones de ensayo se miden las
variables meteorológicas de temperatura,
humedad ambiental, agua caída, velocidad
y dirección de los vientos y radiación solar y
como contaminantes contenido de cloruro y
dióxido de azufre ambiental. La velocidad
de corrosión de cada material se determinó
por medidas de pérdida de masa. Los
resultados al año de exposición muestran
variaciones que permitirán confeccionar
modelos de comportamiento que harán
posible seleccionar el material más
adecuado.

55. Tabla I.9: Categoría de
corrosividad según norma ISO
9223

56. Predicción de datos de corrosión atmosférica
ALCANCE DE LA CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
La velocidad de corrosión de los metales en la atmósfera puede ser decenas e incluso centenares de
veces mayor en unos lugares que en otros, lo que justifica el interés en conocer las variables
fundamentales que actúan en la corrosión atmosférica y que originan esta gran dispersión de
resultados .
TABLA I- Corrosión anual del acero al carbono, zinc, cobre y aluminio en atmósferas de la Región
Iberoamericana
http://revistademetalurgia.revistas.csic.es

57. Los modelos tienen su utilidad para conocer la durabilidad de las estructuras metálicas, para determinar los costes
económicos de los daños asociados con la degradación de los materiales, para el conocimiento científico del efecto de las
variables ambientales en la cinética del proceso de corrosión atmosférica, etc. Sin embargo, las predicciones de corrosión
constituyen un problema complejo por mediar en ellas múltiples factores.
CORROSIÓN ATMOSFERICA ANUAL
Feliu y Morcillo proponen un aproximación para estimar el valor de corrosión en
el primer año, en función de una serie de parámetros.
A la hora de realizar predicciones de la corrosión anual, el conocimiento de los
parámetros meteorológicos en una determinada región no suele presentar
grandes inconvenientes, habida cuenta de la existencia en los diferentes países de
bancos de datos meteorológicos.
Cuando se trata de estimar la contaminación atmosférica por S02 y cloruros. Para
el primero de esos contaminantes, la información a nivel mundial es cada vez más
amplia.
La información disponible en cuanto a salinidad atmosférica es muy escasa ,lo que
dificulta enormemente las predicciones de corrosión anual si no es posible
realizar determinaciones in situ del contenido de Cl" en el aire atmosférico. La
dificultad es todavía mayor al intentar realizar predicciones de la salinidad
atmosférica en zonas próximas a la costa.

58. Está basado en estimar la corrosión a través de las ecuaciones de regresión, que resultan del tratamiento estadístico de datos
meteorológicos y de contaminación atmosférica, de un conjunto de estaciones en diferentes atmósferas. Este enfoque ensaya la
siguiente forma lineal :
C = a1 + a2HR + a3P + a4T + a5TDH + a6S + a7Cl
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TABLA II.- Funciones de daño
para la corrosión
atmosférica anual (2 y 7-11)

59. CORROSIÓN ATMOSFÉRICA A LARGO PLAZO
El conocimiento del dato de corrosión atmosférica a largo plazo (10, 20 ó más años) constituye una
información de enorme interés para los ingenieros de diseño y expertos en corrosión a la hora de realizar
distintos cálculos de ingeniería de la estructura metálica y dictaminar las medidas más adecuadas de
protección anticorrosiva.
Se presentan dos formas de realizar las estimaciones de corrosión atmosférica para largos períodos de
tiempo, una basada en la norma ISO 9224 , y otra en la aplicación de una función potencial (ley
bilogarítmica), comúnmente empleada por los investigadores en corrosión atmosférica.
ISO, en su norma 9224 , ha establecido unos valores guía de corrosión basados en la experiencia que se
tiene de estudios de corrosión atmosférica de larga duración realizados en distintos países.
Por otro lado, se admite generalmente, que la variación de la corrosión atmosférica con el tiempo sigue una
ecuación del tipo:
C = Atn
C :es la magnitud de la corrosión al cabo de t años
A: es la corrosión después del primer año de exposición (corrosión anual)
n: un exponente, generalmente inferior a la unidad, función a su vez del tipo de atmósfera y composición
del metal.

60. Esta ecuación exponencial explica la velocidad de corrosión atmosférica como un proceso difusional. En tal
sentido, la velocidad depende de las propiedades difusionales de la capa de los productos de corrosión existentes
entre el metal base y el ambiente atmosférico.
A partir de una recopilación bibliográfica a nivel mundial de datos de exposición de hasta 3 años, se muestra
en la tabla III, donde se presentan los rangos de n obtenidos para las distintas atmósfera.
TABLA III- Rangos de n en la ec. obtenidos en exposiciones de larga duración (10-20 años)
Así, n = 0,5, nos indica que el proceso tiene lugar mediante un mecanismo ideal controlado por difusión del
reactante en contacto con la superficie del metal.
Con un valor de n menor de 0,5, la difusión disminuye con el tiempo, con la disminución de la porosidad de la
capa, aglomeraciones, etc.
Si n excede a 0,5, nos indica que el proceso difusional está acelerado como resultado de la remoción total o
parcial de los productos de corrosión debido a la disolución, erosión, ruptura, etc.

61. SISTEMAS DE PROTECCIÓN – RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS
Recubrimientos protectores orgánicos
Una pintura es una sustancia orgánica en estado líquido, pastoso o
en forma de polvo. Al aplicarse sobre un material, con fines de
protección, decoración, estéticos u otras funciones específicas, se
transforma en una película (capa) sólida, adherente y continua. El
recubrimiento orgánico o pintura se aplica en estado líquido. En el
proceso de secado ocurre la transformación de sustancia líquida a
capa sólida. El secado puede hacerse por medios físicos (secado al
aire) o por medios químicos
Sistemas de pinturas
Para la protección contra la corrosión no se suele usar una sola
pintura, sino un sistema de pinturas. Normalmente, un sistema de
pinturas está constituido por una pintura base (primer o anticorrosivo)
y una pintura de acabado.

62. En ciertos casos, el sistema incluye una pintura de pre-pintado y/o una pintura intermedia. En la figura I, se representa
esquemáticamente un recubrimiento de pintura con todas las capas posibles.
Figura I. Las diferentes capas de un sistema de recubrimiento por pintura
La capa de pre-pintado, es
opcional, tiene como función
acondicionar la superficie a pintar
para asegurar una buena adhesión
a la siguiente capa de pintura.
La capa de pintura primer o
base, debe proporcionar
protección contra la corrosión y
buena adherencia al metal y a la
siguiente capa de pintura.
La capa de pintura intermedia, es
opcional y está diseñada para
contribuir al espesor total del
recubrimiento, y para proporcionar
una adecuada adherencia entre la
capa de pintura base y la capa de
pintura de acabado.
La capa de pintura de acabado, debe
ofrecer protección a la capa base,
tener buena adherencia con las capas
intermedias, brindar resistencia a las
condiciones de trabajo (acción de la
luz solar, ácidos, sales, solventes, agua,
oxidación, abrasión, incrustaciones,
etc.), estética y duración del color de
la pintura.

63. FALLAS COMUNES EN RECUBRIMIENTOS POR PINTURA EXPUESTOS A LA ATMÓSFERA
Se considera falla o defecto a cualquier alteración de los recubrimientos por pintura.
Estas fallas pueden presentarse por la pérdida de algunas propiedades que deben necesariamente poseer los
recubrimientos de pintura.
Entre estas propiedades están: la adherencia del recubrimiento al sustrato, la flexibilidad para soportar
tensiones de tracción y compresión debido a las variaciones térmicas del medio o a las condiciones de
trabajo, resistencia a las condiciones de exposición atmosférica, etc.
Deslaminación o pérdida de adherencia
Es un tipo de falla que puede ocurrir por
diversas razones, siendo el resultado, la
pérdida de adherencia de las capas de los
recubrimientos. Las fallas pueden ocurrir de
diferentes formas: directamente del
sustrato, entre capas de pinturas, y en
algunos casos, debido a fallas cohesivas de
algunas pinturas.
Figura II Representación esquemática de fallas de adherencia en sistemas de pinturas

64. Las causas probables de la deslaminación son:
• la preparación deficiente de la superficie del
sustrato
• la presencia de contaminantes en la superficie al
aplicar la capa siguiente
• la incompatibilidad entre capas de los sistemas de
pinturas, entre otras.
La deslaminación puede ocurrir con o sin orientación
preferencial, ver figura I.1.
Figura I.1 Deslaminación en recubrimientos por pintura:
a) con orientación preferencial, y b) sin orientación.
PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE
Comprende:
1)Pre –Limpieza: remover contaminantes de la superficie
metálica
2)Limpieza: Superficie metálica al nivel deseado
3)Rugosidad: Textura d el superficie metálica adecuada
para una buena adhesión

65. Ampollamiento
El ampollamiento consiste en la formación de bolsas en el
recubrimiento por pintura.
Las ampollas son áreas localizadas en las que la pintura
pierde su adherencia al sustrato, facilitando la
acumulación de agua y, en consecuencia, generando
zonas donde empezarán a desarrollarse procesos de
corrosión.
Las causas que pueden producir el ampollamiento son muy diversas. Dentro de las más comunes, tenemos:
 La presencia de contaminantes en la superficie del sustrato antes de la aplicación de la pintura.
 La retención de solventes, durante la formación de las capas de los sistemas de pinturas.
 También puede ser la presencia de pigmentos solubles en agua en la capa base de los sistemas de pintura
expuestos en condiciones de inmersión o altas humedades, entre otras.
Figura I.2 Ampollamiento en recubrimientos por pintura

66. Oxidación o herrumbre
La oxidación consiste en la aparición de productos de corrosión del
sustrato en el recubrimiento de pintura.
Por tanto, la oxidación, en realidad, no es una falla o defecto de la
pintura sino mas bien una consecuencia de la deficiente
especificación o aplicación de la pintura.
La oxidación puede presentarse debido al envejecimiento natural
del recubrimiento por pintura, pero, cuando ocurre de forma
prematura, las causas probables son:
 La especificación inadecuada de los recubrimientos de pintura.
 La preparación deficiente de la superficie del sustrato.
 La incompatibilidad de las pinturas con las condiciones de
operación de los equipos y estructuras metálicas (temperatura,
impacto, abrasión, etc.)

67. Agrietamiento
Este tipo de falla se caracteriza por la presencia de fisuras en los recubrimientos por pintura, los cuales, en ciertos
casos, pueden observarse a simple vista y en otros por medio de una lente de aumento. Las fisuras pueden
presentarse en tres formas:
Tipo a: Fisuras que se producen en la capa de acabado, sin alcanzar las capas intermedias.
Tipo b: Fisuras que penetran las capas intermedias, pero no llegan al sustrato.
Tipo c: Fisuras que penetran todas las capas y llegan al sustrato.
Además de la forma, las fisuras pueden ocurrir en
diferentes dimensiones y orientaciones. En general,
éstas pueden presentarse con determinada
orientación o sin una orientación preferencial.
Figura I.3 Agrietamiento en recubrimientos por pintura: a) con
orientación preferencial y b) sin orientación

68. APLICACIONES INDUSTRIALES
ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN EN LLUVIA ÁCIDA SIMULADA DE LAS ALEACIONES Zn-Sn
El zinc y el estaño, junto con las aleaciones Zn-Sn, son empleados en la industria como recubrimientos del acero
frente a la corrosión. Uno de sus usos más frecuentes es el galvanizado para exteriores, el cual es afectado por la
corrosión debido a la lluvia ácida.
El objetivo del trabajo es evaluar el comportamiento electroquímico que presentan las aleaciones Zn-Sn, con
respecto a los metales puros, en una solución acuosa de lluvia ácida simulada compuesta por concentraciones de
(H2SO4, HNO3, NaNO3 , , NaCl etc,) con un pH entre 3,5 y 4,0, a temperatura ambiente (25ºC).
Para ello, se emplearon probetas de aleaciones con diferentes porcentajes en peso de estaño (6, 10 y 50), y de los
metales puros, solidificadas horizontalmente.
La lluvia no solamente moja la superficie metálica y aporta los electrolitos que provocan la corrosión, sino que
también se encarga de renovar constantemente a los electrolitos presentes y lavar los productos de la disolución del
metal. Además, la lluvia aporta un efecto significativo en la formación y retención de los productos sólidos que se
forman durante el proceso de corrosión y que afectan fuertemente al comportamiento del metal frente a la
corrosión

69. MATERIALES Y MÉTODOS
Preparación de las probetas
Para llevar a cabo el análisis de la resistencia a la corrosión presentado se prepararon probetas de las aleaciones en
estudio, de las cuales se muestra su composición en la Tabla 1, y de los metales puros.
ELEMENTO PROBETA
I II III IV V
Zn 100 94 90 50 0
Sn 0 6 10 50 100
Tabla 1: Composición de las probetas (% m/m).
Figura 1: Modelo de probetas ensayadas. (a) Macroestructura revelada de la probeta
de Zn-6%Sn ; (b) Seccionamiento de las probetas.

70. Medidas de polarización potenciodinámicas
Como ensayos electroquímicos se efectuaron medidas de polarización potenciodinámicas en una celda
electroquímica convencional de tres electrodos de vidrio Pyrex (ASTM G-5), con un electrodo de Calomel
saturado (ECS) como electrodo de referencia y un alambre de platino con forma de espiral como contraelectrodo,
en una solución acuosa de lluvia ácida simulada, cuya composición se detalla en la Tabla 2 tomada de , con un pH
entre 3,5 y 4,0, a temperatura ambiente (25º C), tal como se observa en la Figura 2.
COMPONENTE CONCENTRACIÓN (mg/L)
H2SO4 31,85
HNO3 15,75
NaNO3 21,25
(NH4)2SO4 46,20
Na2SO4 31,95
NaCl 84,85
Tabla 2: Composición de solución acuosa de lluvia ácida simulada
Figura 2: Celda electroquímica convencional de tres electrodos

71. Pérdida de masa por inmersión y velocidad de corrosión
Seguidamente, las muestras fueron inmersas en 150 mL de solución acuosa de lluvia ácida simulada, a partir de
agua destilada, cuya composición se muestra en la Tabla 1, de pH entre 3,5 y 4,0, a temperatura ambiente (25ºC).
Las muestras fueron inmersas en la solución por 1, 8, 15 y 30 días. Para cada periodo de tiempo de inmersión se
empleó una sola muestra de cada material.
RESULTADOS
Microestructura
En la Figura 3 (a) - (c), se observan las microestructuras correspondientes a las aleaciones estudiadas,
obtenidas luego del ataque químico.
Figura 3: Fotografías de la microestructura de las probetas: (a) Zn-6%Sn;
(b) Zn-10%Sn; (c) Zn-50%Sn
A partir de la Figura 3 (a)-(c), se
denotó que a medida que se
incrementa el contenido de estaño
en la aleación, aumenta el
espaciamiento que se encuentra
entre las fases formadas durante el
proceso de solidificación de las
probetas.

72. Una vez realizadas las medidas potenciodinámicas, se analizó la superficie de cada una de las probetas
ensayadas mediante un microscopio óptico. En la Figura 4, se muestran las micrografías obtenidas.
Figura 4: Micrografias: (a) Zn100% TCE, transversal; (b) Zn-6%Sn TCE, transversal; (c) Zn-10%Sn C, transversal; (d) Zn-50%Sn C,
transversal; (e) Sn-100% C, transversal
Figura 4, el zinc presenta corrosión
generalizada, mientras que el estaño
presenta picaduras más pronunciadas
dispersas en la superficie de las probetas.
También, se puede apreciar que a medida
que aumenta el contenido de estaño en las
aleaciones, aumenta la susceptibilidad a la
corrosión por picado,

73. En las Figuras 5-7, se muestran las micrografías tomadas al finalizar los ensayos de inmersión
Figura 5: Micrografías de Zn-6%Sn: (a) C, 1 día;
(b) C, 8días; (c) E, 15 días; (d) C, 30días.
Figura 6: Micrografías de Zn-10%Sn: (a) C, 1día; (b) C, 8
días; (c) E, 15 días; (d) E, 30 días

74. Figura 6: Micrografías de Zn-50%Sn: (a) C, 1 día; (b)
E, 8 días; (c) C, 15 días; (d) E, 30 días
Al mismo tiempo, se evidenció que a mayor contenido de
estaño en la aleación, menor es el número de picaduras y
mayor es la coloración de la superficie de las probetas, la
cual podría deberse a la presencia de una capa de óxido.
A diferencia de las medidas de polarización, en las cuales
se trabaja a potenciales distintos al de equilibrio.
A los 30 días de inmersión, se observaron depósitos sobre
la superficie de las probetas de zinc y de las aleaciones
estudiadas.
Cuanto mayor es el porcentaje de estaño en la aleación,
menor es la pérdida de masa
El zinc es el material que presenta mayor pérdida de
masa para las tres estructuras de granos