Guía didáctica de la unidad 4 donde se describe el proceso corrosivo

1. Universidad Nacional experimental
Francisco de Miranda
Área de Tecnología
Programa de Ingeniería química.
Departamento de Energética.
Unidad Curricular: Corrosión.
Guía 4. Corrosión atmosférica.
Elaborado por:
Dr. Cornelio Martínez
Santa Ana de Coro, Abril de 2021

2. Unidad 3. Corrosión atmosférica.
2.1 Factores ambientales y sus efectos sobre la corrosión.
La corrosión atmosférica se puede definir como la corrosión de los materiales
expuestos al aire y sus contaminantes, en lugar de sumergirse en un líquido. La
corrosión atmosférica se puede clasificar en categorías secas y húmedas. Este
capítulo trata solo de los casos de películas de humedad y películas mojadas,
que están asociados, respectivamente, con la corrosión en presencia de
películas de electrolito microscópicas (o "humedad") y capas de electrolito
visibles en la superficie. Las películas de humedad se crean a un cierto nivel
crítico de humedad (en gran parte por la adsorción de las moléculas de agua),
mientras que las películas mojadas se asocian con rocío, rocío oceánico, agua
de lluvia y otras formas de salpicaduras de agua.
La corrosión atmosférica es una corrosión electroquímica en un sistema que
consiste en un material metálico, productos de corrosión y posiblemente otros

3. depósitos, una capa superficial de agua (a menudo más o menos contaminada)
y la atmósfera. La reacción catódica general es la reducción de oxígeno, que se
difunde a través de la capa superficial de agua y depósitos. Como se muestra
en la Sección 6.2.5, el espesor de la película de agua puede tener un gran
efecto, pero es más familiar relacionar la corrosión atmosférica con otros
parámetros. Los principales factores que generalmente determinan el efecto de
la corrosión acumulada son el tiempo de humedad, la composición del
electrolito de la superficie y la temperatura. La Figura 8.1 muestra el resultado
de la corrosión en condiciones que implican la condensación frecuente de
humedad en un ambiente relativamente limpio (aire húmedo y caliente en
contacto con metal frío).
Kucera y Mattson [8.1] han analizado los parámetros que determinan el tiempo
de humedad y la composición del electrólito de superficie. Presentan también
una descripción detallada del mecanismo, con aspectos termodinámicos y
cinéticos de la corrosión en diversos materiales. Por ejemplo, consideran los
diagramas Potencial vs pH (diagramas de Pourbaix) como una base
termodinámica útil para comprender la corrosión atmosférica
Los tres factores principales, es decir, el tiempo de humedad, la composición
del electrolito y la temperatura, dependen por una parte del tipo de atmósfera:
1. Rural (interior): ambiente seco con poca o ninguna contaminación.
Este tipo de atmósfera es generalmente la menos corrosiva y normalmente no
contiene contaminantes químicos, pero sí contiene partículas orgánicas e
inorgánicas. Los principales factores corrosivos son la humedad, el oxígeno y el
dióxido de carbono. Los tipos áridos y tropicales son casos extremos
especiales en la categoría rural
2. Marina: dentro y por el mar, con alta humedad y presencia de iones cloruros.
Las partículas finas de cloruro que se depositan en las superficies caracterizan
este tipo de atmósfera. Las atmósferas marinas suelen ser altamente
corrosivas, y la corrosividad tiende a depender significativamente de la
dirección del viento, la velocidad del viento y la distancia desde la costa. Cabe
señalar que se crea un entorno corrosivo equivalente mediante el uso de sales
de deshielo en las carreteras de muchas regiones frías del planeta.

4. 3. Urbano: contaminado por los gases de escape, el humo y el hollín. Este tipo
de atmósfera es similar al tipo rural en que hay poca actividad industrial.
Contaminantes adicionales son de la variedad SOx y NOx, de las emisiones de
vehículos de motor y combustible doméstico
4. Industrial: altamente contaminado por la industria que generan descargas
y precipitados. Estas atmósferas están asociadas con instalaciones de
procesamiento industrial pesado y pueden contener concentraciones de dióxido
de azufre, cloruros, fosfatos y nitratos.
Las condiciones climáticas también son importantes. Por ejemplo, las
condiciones de corrosión pueden ser severas en la zona tropical debido a la
alta temperatura y, especialmente en la costa, debido a la alta humedad. Sin
embargo, la imagen no es clara. También hay atmósferas marinas tropicales
que son moderadamente corrosivas, y en las áreas industriales típicas de los
países económicamente desarrollados se encuentran atmósferas más
corrosivas. El ranking también depende del material corrosivo [8.2]. Los efectos
de las condiciones climáticas y otros factores se describen en varios manuales,
recientemente por Roberge [8.3], que también presenta el sistema y la norma
de clasificación ISO.
Se han producido mapas para numerosas regiones geográficas, que ilustran
las variaciones macroscópicas en la corrosividad atmosférica. Dicho mapa de
América del Norte se presenta en la Fig. 2.1, basado en la corrosión de las
carrocerías de automóviles. En la Fig. 2.2 se muestra un mapa similar de
Sudáfrica, que representa esquemáticamente 20 años de pruebas de
exposición a la atmósfera. Las regiones costeras, que se extienden unos 4 a 5
km tierra adentro, tienden a tener las atmósferas más corrosivas debido al
efecto de los cloruros azotados por el viento. Los altos niveles de humedad
tienden a exacerbar los efectos perjudiciales de tales cloruros. Los efectos de
la lluvia tienden a ser más ambiguos. Podría decirse que la lluvia proporciona la
humedad necesaria para las reacciones de corrosión, pero, por otro lado,

5. tiende a tener un efecto de limpieza al lavar o diluir las especies de superficie
corrosivas.
Si las superficies metálicas están completamente limpias y lisas, y no hay
contaminación de la atmósfera, no se produce una corrosión significativa con

6. una humedad relativa inferior al 100%. Sin embargo, en realidad, materiales
como el acero, el cobre, el zinc y el níquel se corroen cuando la humedad
relativa supera el 50–70%. Esto se debe en parte a los productos de corrosión.
Un ejemplo se muestra en la Figura 8.2. Si la superficie además está
contaminada por partículas de cloruro, hollín o “polvo” (línea recta de la figura),
que son higroscópicas, la velocidad de corrosión es considerablemente más
alta cuando la humedad relativa supera el 60%.
El significado del término “polvo” que se mencionó anteriormente se refiere a
que las atmósferas industriales y urbanas contienen partículas más o menos
sólidas que consisten en carbono, hollín, arena, óxidos y sales, por ejemplo
cloruro y sulfato. Muchas de estas sustancias atraen la humedad del aire;
algunos de ellos también atraen gases contaminantes y corrosivos. Las sales
causan una alta conductividad y las partículas de carbono pueden conducir a
un gran número de pequeños elementos galvánicos porque las partículas
actúan como cátodos eficientes después de la deposición en la superficie.
La lluvia afecta la tasa de corrosión de maneras diferentes y opuestas. Algunos

7. efectos estimulan la corrosión, pero la lluvia también puede eliminar los
contaminantes y así reducir la velocidad de corrosión. El efecto total depende,
entre otros factores, de la frecuencia y la intensidad con que llueve, y del grado
de contaminación de la atmósfera. Raramente y las lluvias torrenciales son
beneficiosas. La lluvia directa sobre una superficie es más favorable en lugares
con atmósferas fuertemente contaminadas [8.1]
El contaminante más importante en forma de gas es el SO2, originado por la
combustión de petróleo, gas o carbón que contiene algo de azufre. Junto con el
agua, el SO2 forma ácido sulfúrico, H2SO4. Por lo tanto, los materiales
metálicos que se corroen fuertemente en ácidos no son adecuados sin un
recubrimiento en atmósferas industriales con altos contenidos de SO2 .
En atmósferas marinas, las velocidades de corrosión medidas están
relacionadas con las velocidades de deposición de cloruros. En la Tabla 8.1 se
muestra cómo el tipo de atmósfera y las velocidades de deposición de SO2 y
Cl-
en varios lugares de Europa afectan la velocidad de corrosión del acero al
carbono. Se ve que las velocidades de corrosión dentro de la zona climática
real se corresponden bien con las velocidades de deposición.

8. La corrosividad de las atmósferas en otras partes del mundo varía
aproximadamente dentro de los mismos rangos que los mostrados para
Europa.
El caso de la corrosión de los automóviles por el efecto atmosférico preocupa a
un gran número de personas y tiene una gran importancia económica. Las
cavidades internas en puertas y secciones casi cerradas son lugares críticos.
Esto se debe a la variación de la temperatura y la mala ventilación de estos
espacios, lo que lleva a la formación y conservación del condensado, es decir,
a un tiempo prolongado de humedad. En una investigación llevada a cabo en
Gothenburgh, Suecia [8.6], se encontró que el SO2 desempeña un papel
considerable en las condiciones de corrosión en las cavidades internas,
mientras que el cloruro es más importante para la corrosión externa del
automóvil. Los depósitos están muy contaminados y atraen y preservan la
humedad. Por lo tanto, un auto sucio se corroe continuamente la mayor parte

9. del tiempo.
2.2 Teoría de la corrosión atmosférica.
Un requisito fundamental para los procesos de corrosión electroquímica es la
presencia de un electrolito. Los electrolitos "invisibles" de película delgada
tienden a formarse en superficies metálicas bajo condiciones de exposición
atmosférica después de alcanzar un cierto nivel crítico de humedad. Se ha
demostrado que para el hierro, la humedad crítica es del 60 por ciento en una
atmósfera libre de dióxido de azufre. El nivel crítico de humedad no es
constante y depende de la corrosión del material, la tendencia de los productos
de corrosión y los depósitos superficiales a absorber la humedad y la presencia
de contaminantes atmosféricos.
En presencia de electrolitos de película delgada, la corrosión atmosférica se
produce al equilibrar las reacciones anódicas y catódicas. La reacción de
oxidación anódica implica la disolución del metal, mientras que a menudo se
asume que la reacción catódica es la reacción de reducción de oxígeno. Para
el hierro, estas reacciones se ilustran esquemáticamente en la Fig. 2.4. Cabe
señalar que las concentraciones de contaminantes corrosivos pueden alcanzar
valores relativamente altos en las películas de electrolitos delgados,
especialmente en condiciones de humectación y secado alternativos. El
oxígeno de la atmósfera también se suministra fácilmente al electrolito en
condiciones de corrosión de película delgada.

10. El proceso catódico. Si se asume que el electrolito de la superficie en capas
extremadamente delgadas es neutro o incluso ligeramente ácido, entonces la
reacción de producción de hidrógeno [Eq. (2.1)] puede ignorarse para la
corrosión atmosférica de la mayoría de los metales y aleaciones
Las excepciones a este supuesto incluirían un ataque corrosivo bajo los
recubrimientos, cuando la producción de hidrógeno puede causar la formación
de ampollas en el recubrimiento y otras condiciones de corrosión de las grietas.
La reducción del oxígeno atmosférico es una de las reacciones más
importantes en las que se consumen los electrones. En presencia de
contaminantes gaseosos del aire, se deben considerar otras reacciones de
reducción que involucran ozono, azufre y nitrógeno. Para la corrosión

11. atmosférica en una solución de electrólito casi neutra, la reacción de reducción
de oxígeno es aplicable [Eq. (2.2)]
Dos pasos de reacción pueden estar realmente involucrados, con peróxido de
hidrógeno como intermedio, de acuerdo con las ecuaciones. (2.3) y (2.4).
Si el oxígeno de la atmósfera se difunde a través de la película de electrolito a
la superficie del metal, se debe aplicar una densidad de corriente limitada por
difusión. Se ha demostrado que un mecanismo de transporte de difusión de
oxígeno es aplicable solo a una capa de electrolito de aproximadamente 30 µm
de espesor en condiciones estrictamente isotérmicas. La densidad de corriente
limitante teórica prevista de la reducción de oxígeno en un espesor de capa de
electrolito de 30 µm excede significativamente las observaciones prácticas de
las velocidades de corrosión atmosférica. Se puede argumentar, por lo tanto,
que es probable que las velocidades generales de corrosión atmosférica estén
controladas no por el proceso de reducción de oxígeno catódico, sino por la (s)
reacción (es) anódica (s).
El proceso anódico. La ecuación (2.5) representa la reacción anódica
generalizada que corresponde al paso determinante de la velocidad de
corrosión atmosférica
La formación de productos de corrosión, la solubilidad de los productos de
corrosión en el electrolito de la superficie y la formación de películas pasivas

12. afecta la velocidad general del proceso de disolución del metal anódico y
causan desviaciones con respecto a las ecuaciones de velocidad simple. Las
películas pasivas se distinguen de los productos de corrosión, en el sentido de
que estas películas tienden a ser más adherentes, tienen un espesor menor y
proporcionan un mayor grado de protección contra ataques corrosivos. El
ataque corrosivo a la atmósfera en una superficie protegida por una película
pasiva tiende a ser de naturaleza localizada. Las picaduras en la superficie y el
agrietamiento por corrosión bajo tensión en aluminio y aleaciones inoxidables
son ejemplos de este tipo de ataque.
Se han propuesto secuencias de reacción relativamente complejas para los
procesos de formación y descomposición de productos de corrosión para
explicar las velocidades de corrosión atmosférica observadas para diferentes
clases de metales. Fundamentalmente, el modelo cinético en lugar de las
evaluaciones de equilibrio parece ser apropiado para las condiciones dinámicas
de humedecimiento y secado alternativos de las superficies que corroen la
atmósfera. Graedel ha presentado un marco para tratar los fenómenos de
corrosión atmosférica sobre una base teórica, basada en seis regímenes
diferentes (Fig. 2.5). Los regímenes en este llamado modelo tipo GILDES son
la región gaseosa (G), la interfaz de gas a líquido (I), el líquido de superficie (L),
la capa de deposición (D), la capa electródica (E) , y el sólido corrosivo (S).

13. Para los efectos de la capa gaseosa, como el arrastre y el desentrenamiento de
especies a través de la interfaz líquida, las transformaciones químicas en la
fase gaseosa, los efectos de la radiación solar en las reacciones atmosféricas
fotosensibles y los efectos de la temperatura en la fase gaseosa, la cinética de
la reacción es importante. En el régimen de interfaz, se estudia la transferencia
de moléculas a la capa líquida antes de su interacción química en la capa
líquida. No solo el régimen líquido "recibe" especies de la fase gaseosa, sino

14. que las especies del líquido también se volatilizan en la fase gaseosa. Las
variables importantes en el régimen líquido incluyen el espesor de la película
acuosa y su efecto sobre la concentración de especies, las transformaciones
químicas en el líquido y las reacciones que involucran iones metálicos que se
originan de las reacciones de corrosión electroquímica.
En la zona de deposición, los productos de corrosión se acumularán, luego de
su nucleación en el sustrato. Los productos de corrosión formados en
condiciones atmosféricas de película delgada están estrechamente
relacionados con la formación de minerales naturales. Durante largos períodos
de tiempo, las especies más termodinámicamente estables tenderán a
dominar. La naturaleza de los productos de corrosión encontrados en
diferentes metales expuestos a la atmósfera se muestra en la Fig. 2.6. La
solución conocida como el "electrolito interno" puede quedar atrapada dentro o
debajo de los productos de corrosión formados. Las capas de producto de
corrosión depositadas pueden verse así como membranas, con diversos
grados de resistencia al transporte iónico. Las películas pasivantes tienden a
representar fuertes barreras para el transporte iónico.

15. Cualquier superficie corrosiva tiene una distribución de carga compleja,
produciendo en el electrolito adyacente una capa microscópica con
propiedades químicas y físicas que difieren de las del electrolito nominal. Este
régimen electródico influye en la cinética general de la reacción en los procesos
de corrosión atmosférica. En el régimen sólido, los pasos mecanicistas
detallados (secuencias) en la disolución del sólido y sus características
cinéticas son relevantes.
Se requieren conocimientos especializados de diferentes campos científicos
para formular matemáticamente los procesos de transición y transformación en
estos regímenes:
 Capa gaseosa: Química atmosférica.
 Capa de interfaz: Ingeniería de transporte de masa y ciencia de
interfases.
 Capa liquida: Química del agua dulce, marina y salmuera.
 Capa de deposición: Química coloidal y mineralogía.
 Capa electródica: Electroquímica.
 Capa sólida: Química del estado sólido.
2.3 . Corrosión atmosférica sobre diferentes materiales.
Como se ha señalado en las secciones anteriores, la velocidad de corrosión del
acero depende en gran medida del tipo de atmósfera. Algunos elementos de
aleación también tienen un gran efecto sobre la velocidad de corrosión. Por
ejemplo, pequeñas cantidades de Cu, Cr y Ni hacen que la capa de óxido
formada durante el servicio sea más densa, de modo que la velocidad de
corrosión se vuelve relativamente baja después de algún tiempo. Los aceros
aleados de esta manera son los llamados aceros de desgaste, de los cuales el
acero Cor-Ten es un producto bien conocido. La capa de óxido a menudo es
decorativa con bonitos colores, y tales aceros se usan en paneles frontales
para edificios. La Figura 8.3 muestra mediciones de corrosión en diferentes
aceros en cuatro lugares de Inglaterra, a saber, un sitio rural (a), uno con
atmósfera marina (b) y dos sitios industriales (c y d, el último más

16. contaminado). Se ve en la Figura 8.3 que el uso de acero resistente a la
intemperie es más beneficioso en una atmósfera industrial agresiva. También
debe tenerse en cuenta que los aceros resistentes a la intemperie son más
resistentes a la corrosión que los aceros estructurales ordinarios solo en la
atmósfera.
Varias aleaciones de aluminio muestran muy buena resistencia a la corrosión
en diversas atmósferas. Se producen algunas picaduras, pero los hoyos
permanecen pequeños. La profundidad máxima rara vez supera los 0,5 mm
durante 6–20 años de exposición; generalmente es del orden de 0.1 mm. Sin
embargo, algunas aleaciones pueden ser atacadas por corrosión intergranular
o corrosión por exfoliación. Puede producirse una corrosión galvánica extensa
en aluminio en contacto con cobre, acero dulce (en atmósfera marina) y grafito,
menos en contacto con acero inoxidable, mientras que el aluminio es
compatible con zinc.

17. El acero inoxidable se comporta principalmente de acuerdo con su nombre en
condiciones atmosféricas.
La velocidad de corrosión del zinc depende más del tipo de atmósfera, como se
muestra en la Tabla 8.2. A modo de comparación, las velocidades de corrosión
en diferentes aguas también se muestran en la tabla. Las bajas velocidades de
corrosión en el zinc se deben a la protección de películas superficiales de
cloruro de zinc básico y carbonato.
El cobre y las aleaciones de cobre son altamente resistentes a la corrosión
atmosférica debido a las películas superficiales compuestas principalmente de
sales de cobre básicas. La velocidad de corrosión es inferior a 2–3 μm / año
[8.9]. El estaño y el níquel y las aleaciones de níquel también se corroen a

18. tasas similares. El plomo posee una excelente resistencia a la corrosión en
atmósferas debido a las películas protectoras de superficie (sulfato, sulfuro,
carbonato y óxido insolubles).
Los métodos más importantes para prevenir la corrosión atmosférica son:
1) Seleccionar un material estructural resistente a la corrosión.
2) Usar un recubrimiento resistente a la corrosión (metálico, inorgánico,
orgánico o compuesto).
3) Cerrar las cavidades internas para evitar acceso de aire húmedo, o por el
contrario, asegurarse de que haya suficiente ventilación y drenaje.
4). Suministrar aceite, grasa o sustancias especiales como tectyle a las
cavidades.
2.4 variables prácticas de importancia en la corrosión atmosférica.
Tiempo de humedad: Según la teoría GILDES, debería ser evidente que el
tiempo de humedad (presencia de electrolitos en la superficie corrosiva) es un
parámetro clave, que determina directamente la duración de los procesos de
corrosión electroquímica. Esta variable es compleja, ya que deben
considerarse todos los medios de formación y evaporación de una solución
electrolítica sobre una superficie metálica.
El tiempo de humedad obviamente depende en gran medida de la humedad
relativa crítica. Además de la humedad crítica primaria, asociada con
superficies limpias, los productos de corrosión higroscópicos y la condensación
capilar de humedad en productos de corrosión pueden crear niveles de
humedad críticos secundarios e incluso terciarios, respectivamente. Un
mecanismo de condensación capilar también puede explicar la formación de
electrolitos en las grietas microscópicas de la superficie y la interfaz de la
superficie de metal con partículas de polvo. Otras fuentes de electrolitos

19. superficiales incluyen la condensación química (por cloruros, sulfatos y
carbonatos), capas de agua molecular adsorbidas y precipitación directa de
humedad (rocío del océano, rocío, lluvia). Los efectos de la lluvia sobre el daño
por corrosión atmosférica son algo ambiguos. Al proporcionar electrolitos para
las reacciones de corrosión, la lluvia puede actuar de manera beneficiosa al
eliminar o diluir las especies dañinas de la superficie corrosiva.
Dióxido de azufre: El dióxido de azufre, un producto de la combustión de
combustibles fósiles que contienen azufre, juega un papel importante en la
corrosión atmosférica en atmósferas urbanas e industriales. Se adsorbe en
superficies metálicas, tiene una alta solubilidad en agua y tiende a formar ácido
sulfúrico en presencia de películas de humedad superficial. Los iones sulfato se
forman en la capa de humedad superficial por la oxidación del dióxido de azufre
de acuerdo con la ecuación. (2.6)
Se cree que los electrones necesarios se originan a partir de la reacción de
disolución anódica y de la oxidación de iones ferrosos a férricos. Es la
formación de iones sulfato lo que se considera el principal efecto de
aceleración de la corrosión del dióxido de azufre. Para el hierro y el acero, la
presencia de estos iones de sulfato conduce finalmente a la formación de
sulfato de hierro (FeSO4). Se sabe que el sulfato de hierro es un componente
del producto de corrosión en atmósferas industriales y se encuentra
principalmente en capas en la superficie del metal. El sulfato de hierro se
hidroliza por la reacción expresada por la ecuación. (2.7):
Los iones de sulfato estimulantes de la corrosión se liberan por esta reacción,
lo que conduce a un tipo de ataque autocatalítico sobre el hierro. La

20. acidificación del electrolito podría también conducir a velocidades de corrosión
aceleradas, pero es probable que este efecto sea de importancia secundaria
porque de los efectos amortiguadores de productos de corrosión de hidróxido y
óxido. En materiales no ferrosos como el zinc, los iones sulfato también
estimulan la corrosión, pero el mecanismo de corrosión autocatalítica no se
establece fácilmente. El zinc corroído tiende a estar cubierto por óxidos e
hidróxidos de zinc estables, y está cubierta protectora solo se destruye
gradualmente en su interfaz con la atmósfera. En atmósferas moderadamente
corrosivas, los sulfatos presentes en los productos de corrosión de zinc tienden
a unirse de manera relativamente fuerte, con una solubilidad en agua limitada.
A niveles muy altos de dióxido de azufre, la disolución de las capas protectoras
y la formación de productos de corrosión más solubles se asocian con mayores
velocidades de corrosión.
Cloruros : La salinidad atmosférica aumenta claramente las velocidades de
corrosión atmosférica. Además de la formación mejorada de electrolitos en la
superficie por sales higroscópicas como NaCl y MgCl2, también es probable la
participación directa de iones cloruro en las reacciones de corrosión
electroquímica. En los metales ferrosos, se sabe que los aniones cloruro
compiten con los iones hidroxilo para combinarse con los cationes ferrosos
producidos en la reacción anódica. En el caso de los iones hidroxilo, tienden a
producirse especies pasivantes estables. En contraste, los complejos de
cloruro de hierro tienden a ser inestables (solubles), lo que resulta en una
mayor estimulación del ataque corrosivo. Sobre esta base, los metales como el
zinc y el cobre, cuyas sales de cloruro tienden a ser menos solubles que las del
hierro, deberían ser menos propensos al daño por corrosión inducida por el
cloruro, y esto es consistente con la experiencia práctica.
Otros contaminantes atmosféricos: El sulfuro de hidrógeno (H2S), el cloruro
de hidrógeno (HCl) y el cloro (Cl2) presentes en la atmósfera pueden
intensificar el daño por corrosión atmosférica, pero representan casos
especiales de corrosión atmosférica que están invariablemente relacionados
con las emisiones industriales en microclimas específicos. Se sabe que el
sulfuro de hidrógeno es extremadamente corrosivo para la mayoría de los

21. metales / aleaciones, y los efectos corrosivos del cloro gaseoso y el cloruro de
hidrógeno en presencia de humedad tienden a ser más fuertes que los de los
aniones de "sal de cloruro" debido al carácter ácido de las especies anteriores.
Los compuestos de nitrógeno, en forma de NOx, también tienden a acelerar el
ataque atmosférico. Se ha informado que la emisión de NOx, en gran parte de
los procesos de combustión, aumentó en relación con los niveles de SO2. Sin
embargo, las velocidades de deposición medidas de estos compuestos de
nitrógeno han sido significativamente más bajas que las del SO2, lo que
probablemente explica la importancia generalmente más baja asignada a estos.
Hasta hace poco, los efectos del ozono (O3) se habían descuidado en gran
medida en la investigación de corrosión atmosférica. Se ha informado que la
presencia de ozono en la atmósfera puede conducir a un aumento en la
velocidad de deposición de dióxido de azufre. Si bien el efecto acelerador del
ozono sobre la corrosión del zinc parece ser muy limitado, se ha observado que
tanto el aluminio como el cobre sufren un ataque claramente acelerado en su
presencia.
La deposición de materia sólida de la atmósfera puede tener un efecto
significativo en las velocidades de corrosión atmosférica, particularmente en las
etapas iniciales. Dichos depósitos pueden estimular el ataque atmosférico por
tres mecanismos:
 Reducción de los niveles críticos de humedad por acción higroscópica.
 La provisión de aniones, estimulando la disolución del metal.
 Efectos microgalvánicos por depósitos más nobles que el metal corroído;
Los depósitos carbonosos merecen una mención especial en este
contexto.
Temperatura: El efecto de la temperatura sobre las tasas de corrosión
atmosférica también es bastante complejo. Un aumento de la temperatura
tenderá a estimular el ataque corrosivo al aumentar la velocidad de las
reacciones electroquímicas y los procesos de difusión. Para un nivel de

22. humedad constante, un aumento de la temperatura conduciría a una mayor
velocidad de corrosión. Sin embargo, elevar la temperatura generalmente
conducirá a una disminución de la humedad relativa y a una evaporación
más rápida del electrolito de la superficie. Cuando el tiempo de humedad se
reduce de esta manera, la velocidad de corrosión general tiende a disminuir.
Para espacios de aire cerrados, como las atmósferas interiores, se ha
señalado que el aumento de la humedad relativa asociada con una caída de
temperatura tiene un efecto primordial en la velocidad de corrosión. Esto
implica que el aire acondicionado simple que disminuye la temperatura sin
deshumidificación adicional acelerar el daño por corrosión atmosférica. A
temperaturas bajo cero, donde la película electrolítica se solidifica, la
actividad de corrosión electroquímica caerá a niveles insignificantes. Las
muy bajas velocidades de corrosión atmosférica reportadas en climas
extremadamente fríos son consistentes con este efecto.
2.5 Corrosividad atmosférica y velocidad de corrosión.
La naturaleza y la velocidad del ataque corrosivo atmosférico dependen de
la composición y las propiedades del electrolito superficial de película
delgada. El tiempo de humedad y el tipo y concentración de contaminantes
gaseosos y particulados en la atmósfera los afectan en gran medida. La
clasificación de la corrosividad atmosférica es importante para especificar
materiales adecuados y medidas de protección contra la corrosión en la
etapa de diseño y para la gestión del mantenimiento de activos para
garantizar una vida útil adecuada. Se han seguido dos enfoques
fundamentales para clasificar la corrosividad atmosférica, como se muestra
en la figura 2.7. Estos dos enfoques para la clasificación ambiental pueden
usarse de manera complementaria para derivar relaciones entre las
velocidades de corrosión atmosférica y las variables atmosféricas
dominantes. En última instancia, el valor de las clasificaciones de
corrosividad atmosférica aumenta si están vinculadas a las estimaciones de
las velocidades reales de corrosión de diferentes metales o aleaciones.

23. 2.6 Clasificación de la corrosividad atmosférica según la metodología ISO.
La metodología ISO. La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha
desarrollado un completo sistema de clasificación de corrosividad. Las normas
ISO aplicables se enumeran en la Tabla 2.1. La verificación y evolución de este
sistema está en curso a través del programa de exposición más grande que se
haya realizado a nivel mundial.

24. Procedimiento y limitaciones. La clasificación de corrosividad ISO de los
parámetros atmosféricos se basa en el supuesto simplificador de que el tiempo
de humedad (TOW) y los niveles de impurezas corrosivas determinan la
corrosividad. Solo se consideran dos tipos de impurezas corrosivas, a saber,
dióxido de azufre y cloruro. A continuación se presentan definiciones
prácticas para todas las variables involucradas en el cálculo de un índice de
corrosividad ISO.
Tiempo de humedad. Unidades: horas por año (h/año) cuando la humedad
relativa (HR) > 80 por ciento y la temperatura (T) > 0 °C.
Salinidad en el aire. Unidades: tasa de deposición de cloruro (mg / m2
día)
Contaminación industrial por SO2. Se utilizan dos tipos de unidades:

25. Concentración (µg/m3
), PC
Velocidad de deposición (mg/m2
día), PD
Categorías de velocidad de corrosión. Se predicen dos tipos de velocidades
de corrosión:
La categorización TOW se presenta en la Tabla 2.2, y las clasificaciones de
dióxido de azufre y cloruro se presentan en la Tabla 2.3. Los valores de TOW
se pueden medir directamente con sensores, o se puede utilizar la definición
ISO de TOW como el número de horas que la humedad relativa excede el 80
por ciento y la temperatura excede los 0°C. Los métodos para determinar las
velocidades de deposición de dióxido de azufre atmosférico y cloruro se
describen más detalladamente en los estándares relevantes (Tabla 2.1).

26. Después de la categorización de las tres variables clave, la categoría de
corrosividad ISO aplicable se puede determinar utilizando el cuadro ISO
apropiado (Tabla 2.4). Se aplican diferentes categorías de corrosividad a
diferentes tipos de metal. Como paso final en el procedimiento ISO, la
velocidad de corrosión atmosférica se puede estimar para la categoría de
corrosividad determinada. La Tabla 2.5 muestra una lista de velocidades de
corrosión de 12 meses para diferentes metales para diferentes categorías de
corrosividad. El establecimiento de velocidades de corrosión se complica por el
hecho de que estas velocidades no son lineales con el tiempo. Por esta razón,
se han incluido las tasas iniciales después de 1 año y las tasas estabilizadas a
largo plazo para los diferentes metales en la metodología ISO.

28. En situaciones en las que TOW y los niveles de contaminación no pueden
determinarse convenientemente, hay otro enfoque basado en la exposición de
probetas estandarizadas durante un período de 1 año para clasificar la
corrosividad atmosférica. Se utilizan mediciones simples de pérdida de peso
para determinar las categorías de corrosividad.
Aunque la metodología ISO representa un enfoque racional para la clasificación
de corrosividad, tiene varias limitaciones inherentes. Los parámetros
atmosféricos que determinan la clasificación de corrosividad no incluyen los
efectos de contaminantes corrosivos potencialmente importantes o impurezas
tales como NOx, sulfuros, cloro gaseoso, lluvia ácida y humos, sales de
deshielo, etc., que podrían estar presentes en la atmósfera general o estar
asociadas con microclimas. La temperatura tampoco se incluye como variable,
aunque podría ser un factor importante que contribuye a las altas velocidades
de corrosión en atmósferas marinas tropicales. Solo se han utilizado cuatro
metales puros estandarizados en el programa de pruebas ISO. La metodología
no proporciona mecanismos de corrosión localizados como picaduras,
corrosión en grietas, grietas por corrosión bajo tensión o corrosión
intergranular. No se pueden predecir los efectos de variables como el ángulo
de exposición y el refugio, y no se tienen en cuenta los efectos de los
microambientes corrosivos y las condiciones geométricas en las estructuras
reales.
Dean ha informado sobre un estudio de verificación de EE.UU de la
metodología ISO. Este estudio se realizó durante un período de 4 años en
cinco sitios de exposición y con cuatro materiales (acero, cobre, zinc y
aluminio). Se utilizaron datos ambientales para obtener las clases de
corrosividad ISO, y estas estimaciones se compararon con las clases de
corrosión obtenidas por medición directa de probetas. En general, se encontró
acuerdo en el 58 por ciento de los casos estudiados. En el 22 por ciento de los
casos, la clase de corrosión estimada fue más baja que la medida, y en el 20
por ciento de los casos fue más alta. También se observó que las variables
atmosféricas seleccionadas (TOW, temperatura, deposición de cloruro,
deposición de dióxido de azufre y tiempo de exposición) explicaron una parte

29. importante de la variación en los datos de corrosión, con la excepción de los
datos recopilados para la corrosión del aluminio. Se anticipan nuevas mejoras
en los procedimientos ISO a medida que se desarrolla la base de datos
mundial.
2.6.1 Análisis de corrosividad ISO en dos bases aéreas (Ejemplos).
El uso de la metodología ISO se puede ilustrar aplicándolo a una evaluación de
corrosividad realizada para dos bases aéreas contrastantes: una base marítima
en Nueva Escocia y una base interior en Ontario (Fig. 2.8). La motivación para
determinar la corrosividad atmosférica en estos lugares se puede ver en el
contexto de la estrategia idealizada de vigilancia de la corrosión que se
muestra en la figura 2.9. Esencialmente, este esquema gira en torno a predecir
dónde y cuándo el riesgo de daño por corrosión es mayor y adaptar en
consecuencia los esfuerzos de control de corrosión. El principio y la
importancia de vincular los programas de mantenimiento e inspección
seleccionados con la corrosividad atmosférica predominante se han descrito en
detalle en otra parte. Una consideración subyacente en estas recomendaciones
es que los aviones militares pasan la gran mayoría de su vida útil en tierra, y se
produce la mayor parte del daño por corrosión a nivel del suelo.
El parámetro ISO TOW podría derivarse directamente de las mediciones de
humedad relativa y temperatura realizadas cada hora en las bases. El
promedio diario de TOW en la base marítima se muestra en la Fig. 2.10, junto
con las categorías ISO TOW correspondientes, según lo determinado por los
criterios de la Tabla 2.2. El perfil general de TOW para la base interior fue
notablemente similar.
En el caso de las bases aéreas, no hubo datos medidos directamente para las
tasas de deposición de dióxido de azufre y cloruro. Sin embargo, los datos
relacionados con los niveles de dióxido de azufre atmosférico y los niveles de
cloruro en la precipitación se registraron en sitios relativamente cercanos.
Sobre la base de estos datos, las categorías probables de cloruro ISO y dióxido
de azufre para la base marítima fueron S3 y P0-P1, respectivamente.

33. Bajo estos supuestos, las clasificaciones de corrosividad ISO aplicables están
en los niveles de alto a muy alto (C4 a C5) para el aluminio. Usando las
categorías ISO de cloruro y dióxido de azufre de S0 y P0 – P1, respectivamente,
para la base aérea del interior, el índice de corrosividad para el aluminio está
en el nivel C3. El procedimiento paso a paso (usando la tabla 2.4) para
determinar estas categorías y las diferentes velocidades de corrosión predichas
para el aluminio en las dos bases se muestran en la figura 2.11.
0,3 < TOW <0,6
0,03 < TOW < 0,3
≤ 3 mg/m2
día
301< S3 < 1500
mg/m2
día
P0 ≤ 10
11 < P1 < 35

34. Las principales implicaciones del análisis de la corrosividad atmosférica en la
base aérea marítima son que las aeronaves tienen un riesgo considerable de
daños por corrosión en vista de las categorías de alta corrosividad y que las
fluctuaciones en la corrosividad con el tiempo merecen especial atención. Los
actuales programas de mantenimiento e inspección "de rutina" y los esfuerzos
de control de corrosión no tienen en cuenta tales variaciones.
Como un simple ejemplo de cómo se podría mejorar el control de la corrosión
teniendo en cuenta tales variaciones, se pueden considerar los efectos de la
deshumidificación de la aeronave. Se supone que la deshumidificación se
aplicaría solo de forma estacional, cuando la categoría T4 TOW se alcanza en
un promedio mensual (consulte la figura 2.10). Se supone además que el
tiempo de humedad puede reducirse a un nivel promedio de T3 en estos meses
críticos mediante la aplicación de sistemas de deshumidificación. El énfasis en
la deshumidificación debe colocarse en la noche, sobre la base de la figura
2.12. Las velocidades acumuladas de corrosión proyectadas del aluminio con y
sin esta simple medida, basadas en las predicciones ISO, se muestran en la
figura 2.13. Las categorías de cloruro S3 y dióxido de azufre P1 se utilizaron en
este ejemplo, junto con las velocidades de corrosión más conservadoras de 12
meses de las clasificaciones de corrosividad ISO aplicables. Los beneficios
potenciales de la deshumidificación, incluso cuando se aplica solo en períodos
de tiempo seleccionados, son evidentes a partir de este análisis. La
deshumidificación de aeronaves es un procedimiento relativamente simple y
práctico utilizado para el control de la corrosión de aeronaves en algunos
países. El aire deshumidificado puede circular por el interior de la aeronave, o
la aeronave completa puede colocarse dentro de un hangar deshumidificado.
Cabe señalar que los valores numéricos para velocidades de corrosión
uniformes de aluminio pronosticadas por el análisis ISO no son directamente
aplicables a las aeronaves reales, que generalmente están sujetas a daños por
corrosión localizados bajo recubrimientos o alguna otra forma de medidas de
prevención de corrosión.

36. Existen otras metodologías para la clasificación de la corrosión atmosférica
como el algoritmo PACER LIME, medidas directas usando probetas de
corrosión y sensores instrumentales electroquímicos. Pero estos no serán
tratados en este curso.