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Nivel de corrosividad atmosférica y durabilidad del cobre y aluminio expuestos en la
atmósfera de la provincia de Trujillo durante 2007 - 2011.
Atmospheric corrosivity grade and durability of copper and aluminum exposed to the
atmosphere in the province of Trujillo during 2007-2011.
R. Donato Cárdenas1
, Alex F. Díaz1
, Santos D. Otiniano1
, Alberth Rodriguez2
, Jessica P. Alayo2
1,
Departamento de Ingeniería de Materiales, Universidad Nacional de Trujillo-Perú
2
Escuela de Ingeniería de Materiales, Universidad Nacional de Trujillo-Perú
RESUMEN
En el presente trabajo se determinó las categorías de corrosividad y durabilidad del aluminio y
cobre en las atmósferas de la provincia de Trujillo en el período 2007-2011. Las velocidades de
corrosión se midieron usando el método gravimétrico propuesto por las diferentes normas
internacionales ISO 8565, ISO 8403, ISO 8407, ISO 9226, ISO 9223. De los resultados se
concluye que las categorías de corrosividad atmosférica para el Cu en la franja de 0-4 km es de
extrema corrosividad (CX), de 4-8 km es de muy alta corrosividad (C5), de 8-12 km es de alta
corrosividad (C4) y de 12 km a mas es de corrosividad media (C3); con excepción de la zona
de Quirihuac, que tiene categoría C5 (muy alta corrosividad). La durabilidad del Cu en la
Provincia de Trujillo es de aproximadamente 14 años cerca al mar, de 30 a 50 años entre los 4-
8 km, y a partir de los 8 km supera los 100 años. Para el Al, entre 0-2 km presenta una extrema
corrosividad (CX), entre 2-8 km es de muy alta corrosividad (C5), entre 8-12 km es de alta
corrosividad (C4), y sobre los 12 km presenta una corrosividad media (C3); con excepción de
la zona de Quirihuac que presenta una categoría C5 (muy alta corrosividad). En cuanto a la
durabilidad del Al para la franja de 0-8 km se estima entre 20 - 38 años, y de 8 km a mas, tiene
una durabilidad aproximada de 40 años.
Palabras clave: Nivel de corrosividad, durabilidad.
ABSTRACT
In this research, the corrosivity categories and durability for copper and aluminum in the
atmosphere of the Province of Trujillo in the period 2007-2011 were determined. The corrosion
rates was measured by the gravimetric method proposed in the international standards ISO
8565, ISO 8403, ISO 8407, ISO 9226, and ISO 9223. From the results, it can be concluded that
the atmospheric corrosivity categories of Cu for 0-4 km is extreme corrosivity (CX), for 4-8 km
is very high corrosivity (C5), for 8-12 km is high corrosivity (C4) and for 12 km to more is
medium corrosivity (C3), with an exception for Quirihuac that has a category C5 (very high
corrosivity). The durability of Cu in the Province of Trujillo is approximately 14 years closed
the sea, 30 to 50 years between 4-8 km, and over 8 km is 100 years. For Al, has an extreme
corrosivity (CX) between 0-2 km, for 2-8 km is very high corrosivity (C5), between 8-12 km is
High Corrosivity (C4), and over 12 km has a medium corrosivity (C3), with an exception for
Quirihuac that has a category C5 (very high corrosivity). The durability of Al for 0-8 km is
approximately 20 - 38 years and over 8 km approximate 40 years.
Keywords: Corrosivity grade, durability.
1. INTRODUCCION
La corrosión atmosférica es, dentro de los diversos tipos de corrosión, la causante de las
mayores pérdidas económicas que este fenómeno genera, si se tiene en cuenta que la mayor
parte de equipos y estructuras metálicas están expuestas a la acción directa de la atmósfera
[1]. Debido a la gran cantidad de metal expuesto a la atmosfera, se estima que alrededor del
50% de las pérdidas económicas totales por corrosión se producen como consecuencia de
fenómenos de corrosión atmosférica [2]. La agresividad de una atmósfera depende de una
serie de factores que influyen en el proceso corrosivo tales como: la humedad ambiental, la
temperatura, los contaminantes, y otros como el viento y la radiación solar [3, 4]. La alta
agresividad de la atmósfera en Trujillo se refleja en diversas esferas del sector productivo, y
una de las más afectadas es el sector eléctrico. Se han realizado diversos esfuerzos en el país
con el objetivo de caracterizar el problema de la corrosión en este sector, siendo una de las
temáticas de mayor interés la relacionada con la corrosión en las líneas de transmisión y
distribución de energía eléctrica [2].
Las pérdidas económicas debido a la corrosión atmosférica se ha convertido en un problema
significativo para la empresa de distribución y comercialización de energía eléctrica en la
costa norte del Perú, por tal motivo buscan modular sus costos operativos con la posibilidad
de incrementar las tarifas eléctricas tanto para el sector residencial como para el sector
industrial [3]. Uno de los factores que determina primariamente la intensidad del fenómeno
corrosivo en la atmósfera es su composición química; siendo los principales agentes más
corrosivos el dióxido de azufre (SO2) y el cloruro de sodio (NaCl) que se incorpora a la
atmósfera desde el mar [4]. Los contaminantes seleccionados como indicadores prioritarios de
la calidad del aire son: anhídrido sulfuroso, partículas en suspensión, óxidos de nitrógeno,
ozono, plomo, monóxido de carbono, etc.
La gravedad de los efectos de estos contaminantes depende de la concentración y del tiempo
de exposición [3]. El viento es el medio de transporte y deposición eficaz de sólidos (polvo),
gases y vapores que forman la contaminación natural, artificial y la humedad del medio
ambiente [4]. Evidentemente, la corrosión es difícil de eliminar, pero a través del
conocimiento de sus mecanismos, es posible identificar los factores que influyen en la
corrosividad atmosférica para determinar el tiempo de vida útil de las instalaciones eléctricas
[5]. A pesar que hay publicaciones respecto a la corrosividad atmosférica del cobre y aluminio
para la atmósfera de Trujillo; sin embargo no hay datos actualizados de ello, no contando aún
con datos reportados de su durabilidad por franjas respecto a la orilla del mar. Entre algunos
estudios realizados se publicaron los resultados resumen de dieciséis lugares de ensayo
tropicales que participaron en el programa MICAT (Iberoamericana Mapa de Corrosividad
Atmosférica) [1]. La categoría de corrosividad del Cu en la ciudad de Trujillo en los años
1998-2004 se determinó de C5 (Muy alta corrosividad) y CX (extremadamente alta
corrosividad) [6]. En los estudios realizados en el año 2000 en la provincia de Trujillo se
concluyó que las categorías de corrosividad atmosférica para franja de 0-5 Km es C5 (muy
alta corrosividad), la franja de 5-10 Km una categoría de corrosividad C4 (alta corrosividad) y
en la franja de 10-15Km se tiene una categoría de corrosividad C3 (corrosividad media). [7]
2. MATERIALES Y METODOS
2.1. Universo muestral
En el presente trabajo se evaluó el nivel de corrosividad atmosférica de la Provincia de
Trujillo, en base a materiales expuestos de Cu y Al (tabla 1), la cual está situada en la parte
central y occidental del departamento de La Libertad. Esta provincia se encuentra a una altitud
de 34 metros sobre el nivel del mar, y cuenta con una superficie de 1 768,65 kilómetros
cuadrados. Según los resultados del censo de población y vivienda del año 2007; la población
de la provincia de Trujillo era de 820 979 habitantes, constituyéndose en la cuarta provincia
más poblada del Perú. Además, esta provincia consta de 11 distritos: Trujillo, El Porvenir,
Florencia de Mora, Huanchaco, La Esperanza, Laredo, Moche, Poroto, Salaverry, Simbal y
Víctor Larco Herrera.
2.2. Muestra
Estuvo constituida por la atmósfera de 21 estaciones de monitoreo en la Provincia de Trujillo,
comprendidas entre 0 y 22 Km con respecto al mar. Estas estaciones se detallan en la tabla 2.
En cada estación de ensayo se ubicó 9 probetas espirales de cobre y 9 probetas espirales de
aluminio con dimensiones especificadas en la norma ISO 9226, para ser retirados al 1er, 2do
y 4to año.
Tabla 1. Dimensiones y densidad de las probetas espirales expuestas en la Provincia de
Trujillo.
Material
Longitud del
hilo (mm)
Diámetro del
hilo (mm)
Densidad
(g/cm3
)
Aluminio 1000 2.07 2.75
Cobre 1000 1.95 8.96
Tabla 2. Estaciones de monitoreo en la Provincia de Trujillo.
ESTACION UBICACIÓN
EE – TRU – 01
(VICTOR LARCO)
Av. Larco 509. Buenos Aires, Víctor Larco. Grifo Eserva S.A.C. Distancia al mar:
0.5 Km.
EE – TRU – 02
(HUANCHACO)
Calle Helechos 120, Huanchaco. El bastidor está ubicado en el tercer piso.
Distancia al mar: 0.31 Km.
EE – TRU – 03
(URB. LOS PINOS)
Pje. Los Cóndores 165, Urb. Los Pinos, Trujillo. Distancia al mar: 2.5 Km.
EE – TRU – 04
(MOCHE)
Panamericana Norte – Curva de Sun, Moche. Grifo Delfín Cabada II. Distancia al
mar: 2.8 Km.
EE – TRU – 05
(HUANCHAQUITO ALTO)
Vía de Evitamiento 575 – Huanchaquito Alto. Distancia al mar: 1.2 Km
EE – TRU – 06
(VILLA DEL MAR)
Av. Chan Chan 104 y 28 de Julio, Villa del Mar. Empresa de Transportes
E.T.H.S.A. Distancia al mar: 3.5 Km
EE – TRU – 07
(UNT)
Av. Juan Pablo II S/N, Trujillo. Universidad Nacional de Trujillo, Departamento
de Física. Distancia al mar: 4 Km.
EE – TRU – 08
(ÓVALO GRAU)
Av. La Marina 1160- Urb. La Perla, Trujillo. Grifo Delfín Cabada I. Distancia al
mar: 4.1 Km.
EE – TRU – 09
(SANTO DOMINGUITO)
Guzmán Barrón 658. Santo Dominguito, Trujillo. Distancia al mar: 6.7 Km.
EE – TRU – 10
(LAS QUINTANAS)
Pablo Tuch 550- Urb. Las Quintanas, Trujillo. Distancia al mar: 5.9 Km.
EE – TRU – 11
(LA ESPERANZA)
Av. Tahuantinsuyo 1890, La Esperanza. Distancia al mar: 6.8 Km.
EE – TRU – 12
(FLORENCIA DE MORA)
Los Laureles Mz. J Lt. 2, Florencia de Mora, Segunda Etapa. Bastidor ubicado en
el segundo piso de una casa particular. Distancia al mar: 7.8 Km.
EE – TRU – 13
(URB. MIRAFLORES)
Prolong. Miraflores 2325, Trujillo. Combustibles Cotralib. Distancia al mar: 7.9
Km
EE – TRU – 14
(MANUEL ARÉVALO)
Mz. “B29” Lt. 24 II Etapa Manuel Arévalo. Distancia al mar: 6.9 Km.
EE – TRU – 15
(EL MILAGRO)
Panamericana Norte Km. 570. El Milagro. Grifo Santa Julia. Distancia al mar: 7.8
Km.
EE – TRU – 16
(EL PORVENIR)
Juan Carbajal N° 644, El Porvenir. Distancia al mar: 9.4 Km.
EE – TRU – 17
(URB. LIBERTAD)
Mz. “V” Lt 9 – Urb. Libertad. Distancia al mar: 8.9 Km.
EE – TRU – 18
(EL PORVENIR II)
Sucre 2085 – Gran Chimú, El Porvenir. Distancia al mar: 10.6 Km.
EE – TRU – 19
(LAREDO)
Chalet E – 4, Laredo. Distancia al mar: 11.3 Km.
EE – TRU – 20
(LAREDO II)
Av. P. García 101 – Urb. Centenario, Laredo. Distancia al mar: 12.3 Km.
EE – TRU – 21
(QUIRIHUAC)
Carretera a Simbal Km. 20 – Quirihuac, Laredo. Grifo El Che II. Distancia al mar:
21.4 Km.
2.3. Parte experimental
A. Elección de las Estaciones de Ensayo
Se eligió 21 estaciones de monitoreo donde se instalaron los bastidores de exposición
conteniendo las muestras de ensayo (espirales de Cu y Al). Para esta elección se consideró:
• Distancia al mar.
• Distribución homogénea por toda la provincia de Trujillo.
• Accesibilidad a las estaciones de monitoreo.
B. Preparación de Bastidores
Se construyó 21 bastidores de ensayo con madera tornillo preservada y barnizada. Las
uniones de los distintos elementos se realizaron con cola (pegamento) y clavos galvanizados.
Fig. 1. Fabricación de bastidor según norma ASTM G 50-2003.
Las características de montaje fueron las siguientes:
• Inclinación: 45°
• Orientación: hacia el mar o fuente de contaminación
• Altura sobre el piso: 1-1.5 m aproximadamente
C. Corte y maquinado de probetas de cobre y aluminio
Tomando en cuenta la norma ISO 9226, se cortaron los alambres de Cu y Al a una longitud de
aproximadamente de 1m. Luego, con la ayuda de un torno se hizo la forma espiral. [8]
Espirales de Cu: Longitud = 1m, Diámetro = 1.95 mm
Espirales de Al: Longitud = 1m, Diámetro = 2.07 mm
D. Limpieza de superficies de las probetas:
Las superficies de las probetas se limpiaron según la Norma ISO 8407, la cual recomienda
realizar una limpieza química para la evaluación de la corrosión de especímenes por pérdida
de masa de las probetas. Este método permitió remover y eliminar grasa, suciedad, productos
corrosivos y otros contaminantes de las superficies de la muestra a evaluar. [9]
E. Pesaje inicial de probetas y codificación de la probetas
Se pesó la masa inicial de las probetas tanto de las probetas de Cobre como para las de
Aluminio en una balanza electrónica (exactitud ± 0.001 g), antes de realizar la exposición a la
atmósfera. Posteriormente se embolsó cada probeta de espiral con su respectiva codificación.
F. Exposición a la Atmósfera
Se colocó tanto las probetas de cobre como las de aluminio en el bastidor de dimensiones
según normalización y en la ubicación de acuerdo al esquema elaborado (Figura 2). Se dejó
expuestas las probetas por 4 años en la atmósfera de la Provincia de Trujillo.
Fig. 2. Plano de distribución de las probetas en el bastidor. Cobre de 43 a 51 y aluminio de 52
a 60.
G. Retiro de las Probetas
Pasado el tiempo establecido de exposición a la atmósfera (1, 2 y 4 años), se retiró las
probetas de manera adecuada y cuidadosa, teniendo en cuenta la codificación para luego
colocarlas en contenedores apropiados para su posterior limpieza.
H. Limpieza de las Probetas:
Se procedió a remover los productos de corrosión formados en la superficie de las probetas,
aplicando la limpieza química según la Norma ISO 8407. [9]
I. Pesaje y Pérdida de Peso
Después de remover cuidadosamente los productos corrosivos formados en la superficie de
las probetas, se volvió a pesar las probetas en una balanza electrónica (exactitud ± 0.001 g.
Luego se calculó la pérdida de peso y con este dato se calculó la velocidad de corrosión.
3. RESULTADOS Y DISCUSION
3.1. Categorías de Corrosividad del aluminio en la provincia de Trujillo.
En la Tabla 3 y la figura 3 se puede observar que las velocidades de corrosión atmosférica del
Al disminuye conforme se va alejando del mar. [7,10]
Tabla 3. Velocidades de corrosión y categorías de Corrosividad del Aluminio.
Franja
(Km)
Estación de Ensayo
Veloc. de Corrosión
(g/m2
.año)
Categoría de Corrosividad
Velocidad de
Corrosión promedio
Categoría Promedio
0 – 2 EE-TRU-02 14.34 CX 14.22 CX
EE-TRU-01 16.79 CX
52
53
54
55
56
57
58
59
60
43
44
45
46
47
48
49
50
51
40
41
42
37
38
39
CP-31
CP-32
CP-33
AP-34
AP-35
AP-36
Z-10
Z-11
Z-12
Z-13
Z-14
Z-15
Z-16
Z-17
Z-18
F-1
F-2
F-3
F-4
F-5
F-6
F-7
F-8
F-9
EE-TRU-05 11.52 CX
2 – 4
EE-TRU-03 9.86 C5
8.35 C5
EE-TRU-04 9.46 C5
EE-TRU-06 8.72 C5
EE-TRU-07 5.34 C4
4 – 6
EE-TRU-08 9.13 C5
6.83 C5
EE-TRU-10 4.52 C4
6 – 8
EE-TRU-09 7.54 C5
6.04 C5
EE-TRU-11 5.33 C4
EE-TRU-14 4.91 C4
EE-TRU-15 4.46 C4
EE-TRU-12 7.12 C5
EE-TRU-13 6.87 C5
8 – 10
EE-TRU-17 3.62 C4
3.02 C4
EE-TRU-16 2.41 C3
10 - 12
EE-TRU-19 3.54 C4
2.85 C4
EE-TRU-18 2.16 C3
12 - 16 EE-TRU-20 1.99 C3 1.99 C3
16 - 22 EE-TRU-21 7.48 C5 7.48 C5
Fig. 3. Velocidad de Corrosión Atmosférica del Aluminio (en el primer año) vs franja de
corrosividad respecto al mar.
En la franja de 0 a 2 km, la velocidad de corrosión promedio es mayor (14.22 g/m2
.año) por
ser una zona cercana al mar, con una categoría de corrosividad extrema (CX). En la franja de
2 a 4 km, tiene una velocidad de corrosión promedio de 8.35 g/m2
.año, con una categoría de
corrosividad de C5 (muy alta corrosividad). En la Franja de 4 a 6 km, presenta una velocidad
de corrosión promedio de 6.83 g/m2
.año con una categoría de corrosividad de C5 (muy alta
corrosividad); pero a pesar que la distancia al mar es similar en las estaciones EE-TRU-08 y
EE-TRU-10, sus velocidades de corrosión son muy distintas. Esto se debe a que la estación
EE-TRU-08 estuvo ubicada en un grifo, existiendo gran flujo de vehículos en la zona donde la
contaminación debido a la quema de combustibles emite contaminantes tales como el SO2. En
cambio, la estación EE-TRU-10 (Urb. Las Quintanas), estaba rodeada de edificios, que
protegieron de los vientos fuertes que pudieron contener cloruros y otros contaminantes.
[7,10]
En la Franja de 6 a 8 km, las velocidades de corrosión para las estaciones EE-TRU-11 y EE-
TRU-14 (La Esperanza) fueron de 5.33 y 4.91 g/m2
.año respectivamente y la velocidad de
corrosión de la estación EE-TRU-15 (El Milagro) fue de 4.46 g/m2
.año, por lo tanto, las tres
estaciones presentaron categorías de corrosividad de C4 (alta corrosividad). En general, los
iones cloruro del polvo se depositaron sobre las superficies de las muestras acelerando el
proceso corrosivo de los metales resultando un incremento de la velocidad de corrosión en
comparación con las muestras de las tres estaciones de ensayo en la misma franja de 6 a 8 km,
lo que representa una perturbación del comportamiento general. Las estaciones EE-TRU-16 y
EE-TRU-18 (El Porvenir) tienen velocidades de corrosión similares de 2.41 y 2.16 g/m2
.año
respectivamente presentando una categoría de corrosividad de C3. [11,12]
Las estaciones EE-TRU-19 y EE-TRU-20 están ubicadas en Laredo a 1 km de distancia entre
ellas, presentando velocidades de corrosión distintas 3.54 y 1.99 g/m2
.año respectivamente.
Esto se debe a que en la estación EE-TRU-19 está más cerca a la empresa Agroindustrial
Laredo S.A.A., teniendo como uno de sus contaminantes el CO2 producto de la quema de
caña de azúcar. La estación EE-TRU-21 (Quirihuac), la más alejada del mar en comparación
con las demás, presenta una velocidad de corrosión de 7.48 g/m2
.año la cual se desvía
totalmente de la tendencia general. Esto se debe a que en sus alrededores hay abundancia de
sembríos los cuales utilizan fertilizantes nitrogenados conteniendo iones acompañantes como:
Ca2+
, Mg2+
, S-2
y Cl-
.
Estos fertilizantes luego de ser aplicados directamente al suelo son regados mediante goteo,
ganando humedad, pero experimentan un desprendimiento de vapores amoniacales (cloruro
de amonio y bicarbonato de amonio) especialmente cuando son expuestos al sol. Si a esto se
añade el gran flujo de vehículos a alta velocidad que esparcen los iones cloruros
depositándose sobre la superficie del metal aumentando la velocidad de corrosión. [13-15]
Tabla 4. Estimación de la Durabilidad del Aluminio en espiral en la Provincia de Trujillo.
Franja costera
(km)
Constantes de Durabilidad Masa Crítica, MC
(g/m2
)
Durabilidad (años)
A (g/m2
.año) n t=(Mc/A)^(1/n)
0-2 13.64 0.6008 90 23.12
2-4 8.1741 0.7032 90 30.31
4-6 6.6994 0.7116 90 38.50
6-8 5.9933 0.7458 90 37.81
8-10 3.0195 0.904 90 42.74
10-12 2.8189 0.9162 90 43.83
12-16 1.9797 0.9553 90 54.35
16-22 7.3564 0.6974 90 36.26
3.2. Categorías de corrosividad del cobre en la provincia de Trujillo.
De la Tabla 5 y Figura 4 se observa las velocidades de corrosión disminuyen conforme se va
alejando del mar siguiendo también una tendencia de forma potencial, esto quiere decir que la
atmosfera es menos agresiva conforme se aleja de la franja costera.
En la franja de 0 a 2 km, se puede observar que la estación EE-TRU- 01 (Buenos Aires)
presenta una velocidad de corrosión de 21.28 µm/año, superior a la estación EE-TRU-02
(Huanchaco) con 16.55 µm/año, a pesar que la estación de Huanchaco está más cerca al mar.
La explicación se debería a la zona geográfica donde estuvo ubicada cada estación (como se
explica para el Aluminio). [7,10]
En las franjas de 2 a 4, de 4 a 6 y de 6 a 8 km, como se muestra en la Figura 4, su velocidad
de corrosión promedio sigue la tendencia general. Sin embargo, en la Franja de 8 a 10 km, la
estación EE-TRU-16 (El Porvenir) presenta una velocidad de corrosión de 1.32 µm/año, lo
mismo sucede en la Franja de 10 a 12 km con la EE-TRU-18 (El Porvenir) con velocidad de
corrosión de 1.28 µm/año, alcanzando estas estaciones una categoría de corrosividad de C3.
La explicación a esto se debería a que en la zona de El Porvenir, presenta baja presencia de
los iones cloruros por estar muy alejada de la franja costera, el flujo vehicular es
relativamente bajo disminuyendo el efecto del SO2. [13-15]
De la Figura 4 se observa que la Franja de 16 a 22 km donde se encuentra la estación EE-
TRU-21 (Quirihuac), presenta una velocidad de corrosión muy por encima de la línea de
tendencia alcanzando una categoría de corrosividad de C5. La razón a ello se debe
principalmente a los fertilizantes que se utilizan en esta zona desprendiendo de estos vapores
amoniacales con contenido de iones Cl-
que se depositan sobre la superficie del cobre que
intensifica el proceso de corrosión debido a un aumento de la conductividad del electrolito y
las roturas de la película pasivante. [16-18]
Tabla 5. Velocidades de corrosión y categorías de corrosividad del Cobre.
Franja de
Corrosividad
(Km)
Estación de Ensayo
Velocidad de
Corrosión (µm/año)
Categoría de
Corrosividad
Promedio de la
Veloc. de
Corrosión
Categoría
Promedio
0 - 2
EE-TRU-02 16.55 > CX
16.43 > CXEE-TRU-01 21.28 > CX
EE-TRU-05 11.46 > CX
2 - 4
EE-TRU-03 8.74 CX
8.01 CX
EE-TRU-04 8.94 CX
EE-TRU-06 9.17 CX
EE-TRU-07 5.20 C5
4 - 6
EE-TRU-08 7.76 CX
5.16 C5
EE-TRU-10 2.56 C4
6 - 8
EE-TRU-09 5.58 C5
4.17 C5
EE-TRU-11 2.84 C4
EE-TRU-14 2.78 C4
EE-TRU-15 5.42 C5
EE-TRU-12 2.78 C4
EE-TRU-13 5.60 C5
8 - 10
EE-TRU-17 2.43 C4
1.88 C4
EE-TRU-16 1.32 C3
10 - 12
EE-TRU-19 2.56 C4
1.92 C4
EE-TRU-18 1.28 C3
12 - 16 EE-TRU-20 1.12 C3 1.12 C3
16 - 22 EE-TRU-21 4.30 C5 4.30 C5
Fig. 4. Velocidad de Corrosión Atmosférica del Cu (en el primer año) vs franja de
corrosividad respecto al mar.
Como se observa en la Tabla 6, la menor durabilidad la presenta la franja de 0 a 2 km (14
años aproximadamente), siendo la franja de 12 a 16 km la que presenta la mayor durabilidad
(194 años aproximadamente). Esto se debe que conforme se aleja de la superficie del mar,
existe una disminución de los iones cloruros provocando que la durabilidad del Cobre vaya en
aumento.
Tabla 6. Estimación de la Durabilidad del Cobre en espiral en la Provincia de Trujillo.
Franja costera
(km)
Constantes de Durabilidad Espesor Crítico,
EC (µm)
Durabilidad (años)
A (µm/año) N t=(Ec/A)^(1/n)
0-2 16.507 0.9401 200 14.20
2-4 7.969 0.9247 200 32.63
4-6 5.1319 0.9195 200 53.71
6-8 4.16 0.9469 200 59.74
8-10 1.8722 0.9835 200 115.53
10-12 1.9171 0.9835 200 112.78
12-16 1.1181 0.9845 200 194.09
16-22 4.2955 0.9835 200 49.66
Ahora bien, si se compara con la durabilidad obtenida para el Aluminio, el Cobre presenta
mayor durabilidad, debido a que la capa de productos de corrosión en la superficie del cobre
actúa como barrera de protección, es por ello que la velocidad de corrosión del Cobre
disminuye considerablemente al pasar el tiempo. Las probetas de Cobre presentan corrosión
generalizada uniforme.
Esto es debido a que el cobre en contacto con el aire se recubre instantáneamente de una capa
de óxido cuproso (Cu2O) que va aumentando su espesor volviéndose más compacta
dificultando la difusión de iones Cu+
. Algunos de los valores de durabilidad obtenidos no
coinciden con ninguno de los antecedentes, como por ejemplo en la Franjas de 8-10, 10-12 y
12-16, que se obtuvieron valores bastantes altos, esto se debe a que en estas zonas aparte de
contener bajos niveles de iones cloruros presenta una atmosfera baja en humedad que
compacta la capa protectora logrando una mejor adherencia al metal provocando que esta no
sufra daño o desprendimiento para que no haya ingreso de agentes agresivos que rompan esta
capa protectora. [19-23]
4. CONCLUSIONES
De los resultados estimados se puede concluir que las categorías de corrosividad y la
durabilidad para las muestras en espiral de Al y Cu para las franjas de corrosión en la
Provincia de Trujillo son las siguientes:
•Para el Aluminio:
De 0 - 2 km la corrosividad de la atmósfera es CX (Corrosividad extrema) y la durabilidad es
de 23 años. De 2 - 4 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de
30 años. De 4 - 6 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 38
años. De 6 - 8 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 37
años. De 8 - 10 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la durabilidad es de 42 años.
De 10 - 12 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la durabilidad es de 43 años. De 12
- 16 km la corrosividad es C3 (Corrosividad media) y la durabilidad es de 54 años. De 16 - 22
km la corrosividad de la atmósfera es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 36
años. [24-26]
•Para el cobre:
De 0 - 2 km la corrosividad de la atmósfera es >CX (Corrosividad muy extrema) y la
durabilidad es de 14 años. De 2 - 4 km la corrosividad es CX (Corrosividad extrema) y la
durabilidad es de 32 años. De 4 - 6 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la
durabilidad es de 53 años. De 6 - 8 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la
durabilidad es de 59 años. De 8 - 10 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la
durabilidad es de 115 años. De 10 - 12 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la
durabilidad es de 112 años. De 12 - 16 km la corrosividad de la atmósfera es C3
(Corrosividad media) y la durabilidad es de 194 años. De 16 - 22 km la corrosividad de la
atmósfera es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 49 años. [24-26]
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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Iberoamérica, Parte I: Mapas de Iberoamérica de Corrosividad Atmosférica. CYTED
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[24] International Standard ISO/WD 9223, Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of
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[25] International Standard ISO 9224, Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of
atmospheres – Guiding values for the corrosivity categories, Switzerland. (1992)
[26] International Standard ISO 9225. Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of
atmospheres – Measurement of pollution, Switzerland. (1992).
Correspondencia: Dr. Donato Cárdenas
Dirección: Av. Juan Pablo II S/N
Teléfono: 044-203510
E-mail: donatocar@hotmail.com

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  • 1. Nivel de corrosividad atmosférica y durabilidad del cobre y aluminio expuestos en la atmósfera de la provincia de Trujillo durante 2007 - 2011. Atmospheric corrosivity grade and durability of copper and aluminum exposed to the atmosphere in the province of Trujillo during 2007-2011. R. Donato Cárdenas1 , Alex F. Díaz1 , Santos D. Otiniano1 , Alberth Rodriguez2 , Jessica P. Alayo2 1, Departamento de Ingeniería de Materiales, Universidad Nacional de Trujillo-Perú 2 Escuela de Ingeniería de Materiales, Universidad Nacional de Trujillo-Perú RESUMEN En el presente trabajo se determinó las categorías de corrosividad y durabilidad del aluminio y cobre en las atmósferas de la provincia de Trujillo en el período 2007-2011. Las velocidades de corrosión se midieron usando el método gravimétrico propuesto por las diferentes normas internacionales ISO 8565, ISO 8403, ISO 8407, ISO 9226, ISO 9223. De los resultados se concluye que las categorías de corrosividad atmosférica para el Cu en la franja de 0-4 km es de extrema corrosividad (CX), de 4-8 km es de muy alta corrosividad (C5), de 8-12 km es de alta corrosividad (C4) y de 12 km a mas es de corrosividad media (C3); con excepción de la zona de Quirihuac, que tiene categoría C5 (muy alta corrosividad). La durabilidad del Cu en la Provincia de Trujillo es de aproximadamente 14 años cerca al mar, de 30 a 50 años entre los 4- 8 km, y a partir de los 8 km supera los 100 años. Para el Al, entre 0-2 km presenta una extrema corrosividad (CX), entre 2-8 km es de muy alta corrosividad (C5), entre 8-12 km es de alta corrosividad (C4), y sobre los 12 km presenta una corrosividad media (C3); con excepción de la zona de Quirihuac que presenta una categoría C5 (muy alta corrosividad). En cuanto a la durabilidad del Al para la franja de 0-8 km se estima entre 20 - 38 años, y de 8 km a mas, tiene una durabilidad aproximada de 40 años. Palabras clave: Nivel de corrosividad, durabilidad. ABSTRACT In this research, the corrosivity categories and durability for copper and aluminum in the atmosphere of the Province of Trujillo in the period 2007-2011 were determined. The corrosion rates was measured by the gravimetric method proposed in the international standards ISO 8565, ISO 8403, ISO 8407, ISO 9226, and ISO 9223. From the results, it can be concluded that the atmospheric corrosivity categories of Cu for 0-4 km is extreme corrosivity (CX), for 4-8 km is very high corrosivity (C5), for 8-12 km is high corrosivity (C4) and for 12 km to more is medium corrosivity (C3), with an exception for Quirihuac that has a category C5 (very high corrosivity). The durability of Cu in the Province of Trujillo is approximately 14 years closed the sea, 30 to 50 years between 4-8 km, and over 8 km is 100 years. For Al, has an extreme corrosivity (CX) between 0-2 km, for 2-8 km is very high corrosivity (C5), between 8-12 km is High Corrosivity (C4), and over 12 km has a medium corrosivity (C3), with an exception for Quirihuac that has a category C5 (very high corrosivity). The durability of Al for 0-8 km is approximately 20 - 38 years and over 8 km approximate 40 years. Keywords: Corrosivity grade, durability.
  • 2. 1. INTRODUCCION La corrosión atmosférica es, dentro de los diversos tipos de corrosión, la causante de las mayores pérdidas económicas que este fenómeno genera, si se tiene en cuenta que la mayor parte de equipos y estructuras metálicas están expuestas a la acción directa de la atmósfera [1]. Debido a la gran cantidad de metal expuesto a la atmosfera, se estima que alrededor del 50% de las pérdidas económicas totales por corrosión se producen como consecuencia de fenómenos de corrosión atmosférica [2]. La agresividad de una atmósfera depende de una serie de factores que influyen en el proceso corrosivo tales como: la humedad ambiental, la temperatura, los contaminantes, y otros como el viento y la radiación solar [3, 4]. La alta agresividad de la atmósfera en Trujillo se refleja en diversas esferas del sector productivo, y una de las más afectadas es el sector eléctrico. Se han realizado diversos esfuerzos en el país con el objetivo de caracterizar el problema de la corrosión en este sector, siendo una de las temáticas de mayor interés la relacionada con la corrosión en las líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica [2]. Las pérdidas económicas debido a la corrosión atmosférica se ha convertido en un problema significativo para la empresa de distribución y comercialización de energía eléctrica en la costa norte del Perú, por tal motivo buscan modular sus costos operativos con la posibilidad de incrementar las tarifas eléctricas tanto para el sector residencial como para el sector industrial [3]. Uno de los factores que determina primariamente la intensidad del fenómeno corrosivo en la atmósfera es su composición química; siendo los principales agentes más corrosivos el dióxido de azufre (SO2) y el cloruro de sodio (NaCl) que se incorpora a la atmósfera desde el mar [4]. Los contaminantes seleccionados como indicadores prioritarios de la calidad del aire son: anhídrido sulfuroso, partículas en suspensión, óxidos de nitrógeno, ozono, plomo, monóxido de carbono, etc. La gravedad de los efectos de estos contaminantes depende de la concentración y del tiempo de exposición [3]. El viento es el medio de transporte y deposición eficaz de sólidos (polvo), gases y vapores que forman la contaminación natural, artificial y la humedad del medio ambiente [4]. Evidentemente, la corrosión es difícil de eliminar, pero a través del conocimiento de sus mecanismos, es posible identificar los factores que influyen en la corrosividad atmosférica para determinar el tiempo de vida útil de las instalaciones eléctricas [5]. A pesar que hay publicaciones respecto a la corrosividad atmosférica del cobre y aluminio para la atmósfera de Trujillo; sin embargo no hay datos actualizados de ello, no contando aún con datos reportados de su durabilidad por franjas respecto a la orilla del mar. Entre algunos estudios realizados se publicaron los resultados resumen de dieciséis lugares de ensayo tropicales que participaron en el programa MICAT (Iberoamericana Mapa de Corrosividad Atmosférica) [1]. La categoría de corrosividad del Cu en la ciudad de Trujillo en los años 1998-2004 se determinó de C5 (Muy alta corrosividad) y CX (extremadamente alta corrosividad) [6]. En los estudios realizados en el año 2000 en la provincia de Trujillo se concluyó que las categorías de corrosividad atmosférica para franja de 0-5 Km es C5 (muy alta corrosividad), la franja de 5-10 Km una categoría de corrosividad C4 (alta corrosividad) y en la franja de 10-15Km se tiene una categoría de corrosividad C3 (corrosividad media). [7] 2. MATERIALES Y METODOS 2.1. Universo muestral En el presente trabajo se evaluó el nivel de corrosividad atmosférica de la Provincia de Trujillo, en base a materiales expuestos de Cu y Al (tabla 1), la cual está situada en la parte central y occidental del departamento de La Libertad. Esta provincia se encuentra a una altitud de 34 metros sobre el nivel del mar, y cuenta con una superficie de 1 768,65 kilómetros cuadrados. Según los resultados del censo de población y vivienda del año 2007; la población de la provincia de Trujillo era de 820 979 habitantes, constituyéndose en la cuarta provincia
  • 3. más poblada del Perú. Además, esta provincia consta de 11 distritos: Trujillo, El Porvenir, Florencia de Mora, Huanchaco, La Esperanza, Laredo, Moche, Poroto, Salaverry, Simbal y Víctor Larco Herrera. 2.2. Muestra Estuvo constituida por la atmósfera de 21 estaciones de monitoreo en la Provincia de Trujillo, comprendidas entre 0 y 22 Km con respecto al mar. Estas estaciones se detallan en la tabla 2. En cada estación de ensayo se ubicó 9 probetas espirales de cobre y 9 probetas espirales de aluminio con dimensiones especificadas en la norma ISO 9226, para ser retirados al 1er, 2do y 4to año. Tabla 1. Dimensiones y densidad de las probetas espirales expuestas en la Provincia de Trujillo. Material Longitud del hilo (mm) Diámetro del hilo (mm) Densidad (g/cm3 ) Aluminio 1000 2.07 2.75 Cobre 1000 1.95 8.96 Tabla 2. Estaciones de monitoreo en la Provincia de Trujillo. ESTACION UBICACIÓN EE – TRU – 01 (VICTOR LARCO) Av. Larco 509. Buenos Aires, Víctor Larco. Grifo Eserva S.A.C. Distancia al mar: 0.5 Km. EE – TRU – 02 (HUANCHACO) Calle Helechos 120, Huanchaco. El bastidor está ubicado en el tercer piso. Distancia al mar: 0.31 Km. EE – TRU – 03 (URB. LOS PINOS) Pje. Los Cóndores 165, Urb. Los Pinos, Trujillo. Distancia al mar: 2.5 Km. EE – TRU – 04 (MOCHE) Panamericana Norte – Curva de Sun, Moche. Grifo Delfín Cabada II. Distancia al mar: 2.8 Km. EE – TRU – 05 (HUANCHAQUITO ALTO) Vía de Evitamiento 575 – Huanchaquito Alto. Distancia al mar: 1.2 Km EE – TRU – 06 (VILLA DEL MAR) Av. Chan Chan 104 y 28 de Julio, Villa del Mar. Empresa de Transportes E.T.H.S.A. Distancia al mar: 3.5 Km EE – TRU – 07 (UNT) Av. Juan Pablo II S/N, Trujillo. Universidad Nacional de Trujillo, Departamento de Física. Distancia al mar: 4 Km. EE – TRU – 08 (ÓVALO GRAU) Av. La Marina 1160- Urb. La Perla, Trujillo. Grifo Delfín Cabada I. Distancia al mar: 4.1 Km. EE – TRU – 09 (SANTO DOMINGUITO) Guzmán Barrón 658. Santo Dominguito, Trujillo. Distancia al mar: 6.7 Km. EE – TRU – 10 (LAS QUINTANAS) Pablo Tuch 550- Urb. Las Quintanas, Trujillo. Distancia al mar: 5.9 Km. EE – TRU – 11 (LA ESPERANZA) Av. Tahuantinsuyo 1890, La Esperanza. Distancia al mar: 6.8 Km. EE – TRU – 12 (FLORENCIA DE MORA) Los Laureles Mz. J Lt. 2, Florencia de Mora, Segunda Etapa. Bastidor ubicado en el segundo piso de una casa particular. Distancia al mar: 7.8 Km. EE – TRU – 13 (URB. MIRAFLORES) Prolong. Miraflores 2325, Trujillo. Combustibles Cotralib. Distancia al mar: 7.9 Km EE – TRU – 14 (MANUEL ARÉVALO) Mz. “B29” Lt. 24 II Etapa Manuel Arévalo. Distancia al mar: 6.9 Km. EE – TRU – 15 (EL MILAGRO) Panamericana Norte Km. 570. El Milagro. Grifo Santa Julia. Distancia al mar: 7.8 Km. EE – TRU – 16 (EL PORVENIR) Juan Carbajal N° 644, El Porvenir. Distancia al mar: 9.4 Km. EE – TRU – 17 (URB. LIBERTAD) Mz. “V” Lt 9 – Urb. Libertad. Distancia al mar: 8.9 Km. EE – TRU – 18 (EL PORVENIR II) Sucre 2085 – Gran Chimú, El Porvenir. Distancia al mar: 10.6 Km. EE – TRU – 19 (LAREDO) Chalet E – 4, Laredo. Distancia al mar: 11.3 Km. EE – TRU – 20 (LAREDO II) Av. P. García 101 – Urb. Centenario, Laredo. Distancia al mar: 12.3 Km.
  • 4. EE – TRU – 21 (QUIRIHUAC) Carretera a Simbal Km. 20 – Quirihuac, Laredo. Grifo El Che II. Distancia al mar: 21.4 Km. 2.3. Parte experimental A. Elección de las Estaciones de Ensayo Se eligió 21 estaciones de monitoreo donde se instalaron los bastidores de exposición conteniendo las muestras de ensayo (espirales de Cu y Al). Para esta elección se consideró: • Distancia al mar. • Distribución homogénea por toda la provincia de Trujillo. • Accesibilidad a las estaciones de monitoreo. B. Preparación de Bastidores Se construyó 21 bastidores de ensayo con madera tornillo preservada y barnizada. Las uniones de los distintos elementos se realizaron con cola (pegamento) y clavos galvanizados. Fig. 1. Fabricación de bastidor según norma ASTM G 50-2003. Las características de montaje fueron las siguientes: • Inclinación: 45° • Orientación: hacia el mar o fuente de contaminación • Altura sobre el piso: 1-1.5 m aproximadamente C. Corte y maquinado de probetas de cobre y aluminio Tomando en cuenta la norma ISO 9226, se cortaron los alambres de Cu y Al a una longitud de aproximadamente de 1m. Luego, con la ayuda de un torno se hizo la forma espiral. [8] Espirales de Cu: Longitud = 1m, Diámetro = 1.95 mm Espirales de Al: Longitud = 1m, Diámetro = 2.07 mm D. Limpieza de superficies de las probetas: Las superficies de las probetas se limpiaron según la Norma ISO 8407, la cual recomienda realizar una limpieza química para la evaluación de la corrosión de especímenes por pérdida de masa de las probetas. Este método permitió remover y eliminar grasa, suciedad, productos corrosivos y otros contaminantes de las superficies de la muestra a evaluar. [9] E. Pesaje inicial de probetas y codificación de la probetas Se pesó la masa inicial de las probetas tanto de las probetas de Cobre como para las de Aluminio en una balanza electrónica (exactitud ± 0.001 g), antes de realizar la exposición a la atmósfera. Posteriormente se embolsó cada probeta de espiral con su respectiva codificación.
  • 5. F. Exposición a la Atmósfera Se colocó tanto las probetas de cobre como las de aluminio en el bastidor de dimensiones según normalización y en la ubicación de acuerdo al esquema elaborado (Figura 2). Se dejó expuestas las probetas por 4 años en la atmósfera de la Provincia de Trujillo. Fig. 2. Plano de distribución de las probetas en el bastidor. Cobre de 43 a 51 y aluminio de 52 a 60. G. Retiro de las Probetas Pasado el tiempo establecido de exposición a la atmósfera (1, 2 y 4 años), se retiró las probetas de manera adecuada y cuidadosa, teniendo en cuenta la codificación para luego colocarlas en contenedores apropiados para su posterior limpieza. H. Limpieza de las Probetas: Se procedió a remover los productos de corrosión formados en la superficie de las probetas, aplicando la limpieza química según la Norma ISO 8407. [9] I. Pesaje y Pérdida de Peso Después de remover cuidadosamente los productos corrosivos formados en la superficie de las probetas, se volvió a pesar las probetas en una balanza electrónica (exactitud ± 0.001 g. Luego se calculó la pérdida de peso y con este dato se calculó la velocidad de corrosión. 3. RESULTADOS Y DISCUSION 3.1. Categorías de Corrosividad del aluminio en la provincia de Trujillo. En la Tabla 3 y la figura 3 se puede observar que las velocidades de corrosión atmosférica del Al disminuye conforme se va alejando del mar. [7,10] Tabla 3. Velocidades de corrosión y categorías de Corrosividad del Aluminio. Franja (Km) Estación de Ensayo Veloc. de Corrosión (g/m2 .año) Categoría de Corrosividad Velocidad de Corrosión promedio Categoría Promedio 0 – 2 EE-TRU-02 14.34 CX 14.22 CX EE-TRU-01 16.79 CX 52 53 54 55 56 57 58 59 60 43 44 45 46 47 48 49 50 51 40 41 42 37 38 39 CP-31 CP-32 CP-33 AP-34 AP-35 AP-36 Z-10 Z-11 Z-12 Z-13 Z-14 Z-15 Z-16 Z-17 Z-18 F-1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 F-7 F-8 F-9
  • 6. EE-TRU-05 11.52 CX 2 – 4 EE-TRU-03 9.86 C5 8.35 C5 EE-TRU-04 9.46 C5 EE-TRU-06 8.72 C5 EE-TRU-07 5.34 C4 4 – 6 EE-TRU-08 9.13 C5 6.83 C5 EE-TRU-10 4.52 C4 6 – 8 EE-TRU-09 7.54 C5 6.04 C5 EE-TRU-11 5.33 C4 EE-TRU-14 4.91 C4 EE-TRU-15 4.46 C4 EE-TRU-12 7.12 C5 EE-TRU-13 6.87 C5 8 – 10 EE-TRU-17 3.62 C4 3.02 C4 EE-TRU-16 2.41 C3 10 - 12 EE-TRU-19 3.54 C4 2.85 C4 EE-TRU-18 2.16 C3 12 - 16 EE-TRU-20 1.99 C3 1.99 C3 16 - 22 EE-TRU-21 7.48 C5 7.48 C5 Fig. 3. Velocidad de Corrosión Atmosférica del Aluminio (en el primer año) vs franja de corrosividad respecto al mar. En la franja de 0 a 2 km, la velocidad de corrosión promedio es mayor (14.22 g/m2 .año) por ser una zona cercana al mar, con una categoría de corrosividad extrema (CX). En la franja de 2 a 4 km, tiene una velocidad de corrosión promedio de 8.35 g/m2 .año, con una categoría de corrosividad de C5 (muy alta corrosividad). En la Franja de 4 a 6 km, presenta una velocidad de corrosión promedio de 6.83 g/m2 .año con una categoría de corrosividad de C5 (muy alta corrosividad); pero a pesar que la distancia al mar es similar en las estaciones EE-TRU-08 y EE-TRU-10, sus velocidades de corrosión son muy distintas. Esto se debe a que la estación EE-TRU-08 estuvo ubicada en un grifo, existiendo gran flujo de vehículos en la zona donde la contaminación debido a la quema de combustibles emite contaminantes tales como el SO2. En cambio, la estación EE-TRU-10 (Urb. Las Quintanas), estaba rodeada de edificios, que protegieron de los vientos fuertes que pudieron contener cloruros y otros contaminantes. [7,10] En la Franja de 6 a 8 km, las velocidades de corrosión para las estaciones EE-TRU-11 y EE- TRU-14 (La Esperanza) fueron de 5.33 y 4.91 g/m2 .año respectivamente y la velocidad de corrosión de la estación EE-TRU-15 (El Milagro) fue de 4.46 g/m2 .año, por lo tanto, las tres estaciones presentaron categorías de corrosividad de C4 (alta corrosividad). En general, los iones cloruro del polvo se depositaron sobre las superficies de las muestras acelerando el proceso corrosivo de los metales resultando un incremento de la velocidad de corrosión en comparación con las muestras de las tres estaciones de ensayo en la misma franja de 6 a 8 km, lo que representa una perturbación del comportamiento general. Las estaciones EE-TRU-16 y
  • 7. EE-TRU-18 (El Porvenir) tienen velocidades de corrosión similares de 2.41 y 2.16 g/m2 .año respectivamente presentando una categoría de corrosividad de C3. [11,12] Las estaciones EE-TRU-19 y EE-TRU-20 están ubicadas en Laredo a 1 km de distancia entre ellas, presentando velocidades de corrosión distintas 3.54 y 1.99 g/m2 .año respectivamente. Esto se debe a que en la estación EE-TRU-19 está más cerca a la empresa Agroindustrial Laredo S.A.A., teniendo como uno de sus contaminantes el CO2 producto de la quema de caña de azúcar. La estación EE-TRU-21 (Quirihuac), la más alejada del mar en comparación con las demás, presenta una velocidad de corrosión de 7.48 g/m2 .año la cual se desvía totalmente de la tendencia general. Esto se debe a que en sus alrededores hay abundancia de sembríos los cuales utilizan fertilizantes nitrogenados conteniendo iones acompañantes como: Ca2+ , Mg2+ , S-2 y Cl- . Estos fertilizantes luego de ser aplicados directamente al suelo son regados mediante goteo, ganando humedad, pero experimentan un desprendimiento de vapores amoniacales (cloruro de amonio y bicarbonato de amonio) especialmente cuando son expuestos al sol. Si a esto se añade el gran flujo de vehículos a alta velocidad que esparcen los iones cloruros depositándose sobre la superficie del metal aumentando la velocidad de corrosión. [13-15] Tabla 4. Estimación de la Durabilidad del Aluminio en espiral en la Provincia de Trujillo. Franja costera (km) Constantes de Durabilidad Masa Crítica, MC (g/m2 ) Durabilidad (años) A (g/m2 .año) n t=(Mc/A)^(1/n) 0-2 13.64 0.6008 90 23.12 2-4 8.1741 0.7032 90 30.31 4-6 6.6994 0.7116 90 38.50 6-8 5.9933 0.7458 90 37.81 8-10 3.0195 0.904 90 42.74 10-12 2.8189 0.9162 90 43.83 12-16 1.9797 0.9553 90 54.35 16-22 7.3564 0.6974 90 36.26 3.2. Categorías de corrosividad del cobre en la provincia de Trujillo. De la Tabla 5 y Figura 4 se observa las velocidades de corrosión disminuyen conforme se va alejando del mar siguiendo también una tendencia de forma potencial, esto quiere decir que la atmosfera es menos agresiva conforme se aleja de la franja costera. En la franja de 0 a 2 km, se puede observar que la estación EE-TRU- 01 (Buenos Aires) presenta una velocidad de corrosión de 21.28 µm/año, superior a la estación EE-TRU-02 (Huanchaco) con 16.55 µm/año, a pesar que la estación de Huanchaco está más cerca al mar. La explicación se debería a la zona geográfica donde estuvo ubicada cada estación (como se explica para el Aluminio). [7,10] En las franjas de 2 a 4, de 4 a 6 y de 6 a 8 km, como se muestra en la Figura 4, su velocidad de corrosión promedio sigue la tendencia general. Sin embargo, en la Franja de 8 a 10 km, la estación EE-TRU-16 (El Porvenir) presenta una velocidad de corrosión de 1.32 µm/año, lo mismo sucede en la Franja de 10 a 12 km con la EE-TRU-18 (El Porvenir) con velocidad de corrosión de 1.28 µm/año, alcanzando estas estaciones una categoría de corrosividad de C3. La explicación a esto se debería a que en la zona de El Porvenir, presenta baja presencia de los iones cloruros por estar muy alejada de la franja costera, el flujo vehicular es relativamente bajo disminuyendo el efecto del SO2. [13-15] De la Figura 4 se observa que la Franja de 16 a 22 km donde se encuentra la estación EE- TRU-21 (Quirihuac), presenta una velocidad de corrosión muy por encima de la línea de tendencia alcanzando una categoría de corrosividad de C5. La razón a ello se debe principalmente a los fertilizantes que se utilizan en esta zona desprendiendo de estos vapores
  • 8. amoniacales con contenido de iones Cl- que se depositan sobre la superficie del cobre que intensifica el proceso de corrosión debido a un aumento de la conductividad del electrolito y las roturas de la película pasivante. [16-18] Tabla 5. Velocidades de corrosión y categorías de corrosividad del Cobre. Franja de Corrosividad (Km) Estación de Ensayo Velocidad de Corrosión (µm/año) Categoría de Corrosividad Promedio de la Veloc. de Corrosión Categoría Promedio 0 - 2 EE-TRU-02 16.55 > CX 16.43 > CXEE-TRU-01 21.28 > CX EE-TRU-05 11.46 > CX 2 - 4 EE-TRU-03 8.74 CX 8.01 CX EE-TRU-04 8.94 CX EE-TRU-06 9.17 CX EE-TRU-07 5.20 C5 4 - 6 EE-TRU-08 7.76 CX 5.16 C5 EE-TRU-10 2.56 C4 6 - 8 EE-TRU-09 5.58 C5 4.17 C5 EE-TRU-11 2.84 C4 EE-TRU-14 2.78 C4 EE-TRU-15 5.42 C5 EE-TRU-12 2.78 C4 EE-TRU-13 5.60 C5 8 - 10 EE-TRU-17 2.43 C4 1.88 C4 EE-TRU-16 1.32 C3 10 - 12 EE-TRU-19 2.56 C4 1.92 C4 EE-TRU-18 1.28 C3 12 - 16 EE-TRU-20 1.12 C3 1.12 C3 16 - 22 EE-TRU-21 4.30 C5 4.30 C5 Fig. 4. Velocidad de Corrosión Atmosférica del Cu (en el primer año) vs franja de corrosividad respecto al mar. Como se observa en la Tabla 6, la menor durabilidad la presenta la franja de 0 a 2 km (14 años aproximadamente), siendo la franja de 12 a 16 km la que presenta la mayor durabilidad (194 años aproximadamente). Esto se debe que conforme se aleja de la superficie del mar, existe una disminución de los iones cloruros provocando que la durabilidad del Cobre vaya en aumento. Tabla 6. Estimación de la Durabilidad del Cobre en espiral en la Provincia de Trujillo. Franja costera (km) Constantes de Durabilidad Espesor Crítico, EC (µm) Durabilidad (años) A (µm/año) N t=(Ec/A)^(1/n) 0-2 16.507 0.9401 200 14.20
  • 9. 2-4 7.969 0.9247 200 32.63 4-6 5.1319 0.9195 200 53.71 6-8 4.16 0.9469 200 59.74 8-10 1.8722 0.9835 200 115.53 10-12 1.9171 0.9835 200 112.78 12-16 1.1181 0.9845 200 194.09 16-22 4.2955 0.9835 200 49.66 Ahora bien, si se compara con la durabilidad obtenida para el Aluminio, el Cobre presenta mayor durabilidad, debido a que la capa de productos de corrosión en la superficie del cobre actúa como barrera de protección, es por ello que la velocidad de corrosión del Cobre disminuye considerablemente al pasar el tiempo. Las probetas de Cobre presentan corrosión generalizada uniforme. Esto es debido a que el cobre en contacto con el aire se recubre instantáneamente de una capa de óxido cuproso (Cu2O) que va aumentando su espesor volviéndose más compacta dificultando la difusión de iones Cu+ . Algunos de los valores de durabilidad obtenidos no coinciden con ninguno de los antecedentes, como por ejemplo en la Franjas de 8-10, 10-12 y 12-16, que se obtuvieron valores bastantes altos, esto se debe a que en estas zonas aparte de contener bajos niveles de iones cloruros presenta una atmosfera baja en humedad que compacta la capa protectora logrando una mejor adherencia al metal provocando que esta no sufra daño o desprendimiento para que no haya ingreso de agentes agresivos que rompan esta capa protectora. [19-23] 4. CONCLUSIONES De los resultados estimados se puede concluir que las categorías de corrosividad y la durabilidad para las muestras en espiral de Al y Cu para las franjas de corrosión en la Provincia de Trujillo son las siguientes: •Para el Aluminio: De 0 - 2 km la corrosividad de la atmósfera es CX (Corrosividad extrema) y la durabilidad es de 23 años. De 2 - 4 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 30 años. De 4 - 6 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 38 años. De 6 - 8 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 37 años. De 8 - 10 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la durabilidad es de 42 años. De 10 - 12 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la durabilidad es de 43 años. De 12 - 16 km la corrosividad es C3 (Corrosividad media) y la durabilidad es de 54 años. De 16 - 22 km la corrosividad de la atmósfera es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 36 años. [24-26] •Para el cobre: De 0 - 2 km la corrosividad de la atmósfera es >CX (Corrosividad muy extrema) y la durabilidad es de 14 años. De 2 - 4 km la corrosividad es CX (Corrosividad extrema) y la durabilidad es de 32 años. De 4 - 6 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 53 años. De 6 - 8 km la corrosividad es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 59 años. De 8 - 10 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la durabilidad es de 115 años. De 10 - 12 km la corrosividad es C4 (Alta corrosividad) y la durabilidad es de 112 años. De 12 - 16 km la corrosividad de la atmósfera es C3 (Corrosividad media) y la durabilidad es de 194 años. De 16 - 22 km la corrosividad de la atmósfera es C5 (Muy alta corrosividad) y la durabilidad es de 49 años. [24-26]
  • 10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS [1] M. Morcillo, E. Almeida y col, Corrosión y Protección de Metales en las atmosferas de Iberoamérica, Parte I: Mapas de Iberoamérica de Corrosividad Atmosférica. CYTED (1999). [2] Genescá J, Más allá de la herrumbre III. Corrosión y medio ambiente. Capítulo III: Corrosión Atmosférica. [On line]. Fecha de Consulta: 02 de Agosto del 2013. Disponible en: [http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/121/htm/sec_6.htm] [3] Proyecto Corrosión [On line]. Fecha de consulta: 21 de Junio 2013. Disponible en: [http://clubensayos.com/imprimir/Proyecto-Corrosion/18185.html] [4] Programa de Investigación y Energía (PRIEN)- Universidad de Chile, Estudio de mercado de los conductores de cobre en los sistemas de distribución rural. Fecha de consulta: 1 de Julio del 2013. Disponible en: [http://es.scribd.com/doc/49678984/17/EFECTO-DE-LA-CORROSION-EN- CONDUCTORES-DE-COBRE-Y-DE-ALUMINIO] [5] Peralta R, Efecto del tiempo de humectación y contaminación atmosférica en la corrosividad de la ciudad de Chimbote. Tesis para optar el título de Ingeniero Metalurgista – Universidad Nacional de Trujillo (1998). [6] Aguilar P. y Cárdenas D., Evaluación y control de los sistemas de transmisión de energía eléctrica en la empresa HIDRANDINA S.A. Trujillo. Universidad Nacional de Trujillo. Perú (1998). [7] Otiniano D. y Díaz A, Efectos del tiempo de Humectación y contaminantes atmosféricos en la corrosividad de la ciudad de Trujillo. Tesis para optar el título de Ingeniero de Materiales – Universidad Nacional de Trujillo. (2000). [8] International Standard ISO 9226, Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres – Determination of corrosión rate of standard specimens for the evaluation of corrosivity, Switzerland. (1992) [9] International Standard ISO 8407: Procedimiento para la eliminación de los productos de corrosión de probetas de ensayo, Philadelphia. USA. [10] Moreno L. Determinación de las velocidades de corrosión del Fe, Zn, Al y Cu y de la intensidad de degradación de algunos recubrimientos de pintura expuestos a la atmósfera de Huanchaco y Buenos Aires, período Junio 2001 – Mayo 2002. Tesis para optar el grado académico Maestro en Física – Universidad Nacional de Trujillo. (2002). [11] Cabrera H. y Sánchez L, Influencia de las variables climáticas y de contaminación sobre la velocidad de corrosión en el aluminio 6201 – T81, en las zonas de los Balnearios de Buenos Aires y Salaverry, los distritos de Santiago de Cao, el Porvenir y la Esperanza y la Zona Sur de Trujillo. Tesis para obtener el título de Ingeniero Metalurgista -Universidad Nacional de Trujillo. (1999). [12] Castillo W. y Valle R., Corrosividad atmosférica en Virú, La esperanza y Paijan en función de factores meteorológicos y de contaminación. Tesis para optar el título de Ingeniero Metalurgista – Universidad Nacional de Trujillo. (2003). [13] Chávez M., Velocidad de corrosión del Al, Cu, Fe y Zn y degradación de algunos recubrimientos de pintura anticorrosiva en dependencia del tiempo de exposición a la atmósfera de el Porvenir y Buenos Aires, período Junio 2001 – Mayo 2002”. Tesis para optar el grado académico Maestro en Física – Universidad Nacional de Trujillo. (2003).
  • 11. [14] Cabrera J, Velocidad de corrosión del Fe, Al, Cu y Zn y degradación de algunos recubrimientos de pinturas como función del tiempo de exposición a la atmósfera en Victor Larco, período Junio 2001 – Mayo 2002. Tesis para optar el grado académico Maestro en Física – Universidad Nacional de Trujillo. (2002). [15] Díaz J. y Charcape R., Corrosividad atmosférica en la zona costera del departamento de la libertad en función de las variables atmosféricas y probetas de alambre – tornillo, año 2003. Tesis para optar el título de Ingeniero Metalurgista – Universidad Nacional de Trujillo. (2005). [16] Paz C. Efecto de la velocidad de corrosión en pares galvánicos y las variables ambientales sobre la corrosividad de la ciudad de Trujillo. Universidad Nacional de Trujillo. (2001) [17] Gonzales J., Comportamiento del aluminio tanto descubierto y cuando está protegido con una película anódica. Universidad Nacional de Trujillo. (2002) [18] Cruz, K. y Quevedo, M., Relación existente entre la polución atmosférica y la susceptibilidad a la corrosión acuosa del cobre electrolítico y zinc expuestos en la atmósfera de Trujillo-Perú durante el 2008. Tesis para obtener el título de Ingeniero de Materiales – Universidad Nacional de Trujillo. (2009). [19] Kucera V. and Mattsson E., Atmospheric Corrosion Mechanisms. Mansfeld, F. (Ed.). Marcel Dekker, New York. (1987). [20] Cook D., Van Orden, y col., Atmospheric Corrosion in Marine Environments along the Gulf of México. Marine Corrosion in Tropical Environments. American Society for Testing and Materials. (2000). [21] Sheir L., Jarman R. and Burstein G., Corrosion, Metal and Environment Reactions Third edition (1994). Vol. 1-2. [22] Genescá J., Más allá de la herrumbre III. Corrosión y medio ambiente. Capítulo II: Efecto del medio ambiente en la conservación de bienes y equipos metálicos. [On line]. Fecha de Consulta: 05 de Julio del 2013. Disponible en: [http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/121/htm/sec_5.htm] [23] Otero E., Corrosión y Degradación de Materiales. Editorial Síntesis S.A. Madrid (1997) 198 - 199. [24] International Standard ISO/WD 9223, Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres – Classification, determination and estimation. (1992) [25] International Standard ISO 9224, Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres – Guiding values for the corrosivity categories, Switzerland. (1992) [26] International Standard ISO 9225. Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres – Measurement of pollution, Switzerland. (1992). Correspondencia: Dr. Donato Cárdenas Dirección: Av. Juan Pablo II S/N Teléfono: 044-203510 E-mail: donatocar@hotmail.com