Corrosión de metales y métodos para prevenirla

¿Qué es la corrosión?

Los artículos funcionales o elementos arquitectónicos hechos de metales y sus aleaciones están expuestos diariamente a diversos factores ambientales. Esto provoca la degradación de los materiales por reacción química o electroquímica , lo que se denomina corrosión (química o electroquímica, respectivamente). La corrosión a menudo se denomina oxidación , que se refiere a los materiales metálicos. Cuando se produce la oxidación, una superficie de metal se cubre con el deslustre rojo característico llamado óxido . El óxido no es un compuesto químico individual sino una capa de óxidos, hidróxidos y sales ferrosas (que se producen por la oxidación del hierro y sus aleaciones, como el acero). Factores ambientales que causan la corrosión:

• precipitación atmosférica,
• humedad,
• contaminación ambiental (p. ej., óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, polvo),
• nivel de pH inadecuado,
• tensión material,
• presencia de bioorganismos,
• contacto con el suelo.

Corrosión química y electroquímica

Corrosión química La corrosión química se produce en un entorno en el que no hay conductividad iónica, por lo general en presencia de gases de escape, petróleo, determinadas sustancias orgánicas o gases como el hidrógeno, el sulfuro de hidrógeno, el monóxido de carbono (II) o el cloro . La corrosión química a veces se denomina corrosión seca. Por lo general, toda la superficie del material corrosivo entra en contacto con el agente corrosivo. Esto, sin embargo, normalmente no representa un riesgo significativo para la estructura. Corrosión electroquímica Ocurre en un ambiente capaz de conducir cargas eléctricas (en electrolitos). Un ejemplo de tal entorno es el agua que incluye gases o sales disueltos. En tal caso, se forman celdas galvánicas locales (p. ej., en el punto de contacto con la humedad) en la superficie del material. La presencia de un electrolito hace que el circuito se cierre. La corrosión electroquímica da como resultado la oxidación de las superficies metálicas y la formación de un depósito marrón (óxido).

Corrosión y pasivación de metales

Una superficie metálica que toca un agente corrosivo se oxida bajo su influencia; se cubre con una capa de óxido de metal. Esto no siempre es indeseable. La pasivación es un fenómeno en el que se forma una capa de óxido suficientemente sólida que está fuertemente unida a la superficie del metal. Se supone que protege el material contra una mayor degradación (más oxidación). La pasivación se puede observar, por ejemplo, en aluminio . Aunque es un metal de alta reactividad, muestra resistencia a la corrosión, que es gracias a la pasivación. Los metales se someten comúnmente a procesos de pasivación, ya que es una de las técnicas anticorrosivas. Sin embargo, la pasivación también existe en la naturaleza. Se puede observar en el cobre, cuya superficie se puede cubrir con un deslustre verde llamado ‘pátina’.

¿Son solo los metales los que se corroen?

Los artículos hechos de metales o sus aleaciones generalmente se degradan debido a la corrosión química o electroquímica. La corrosión electroquímica del hierro, acero, cobre o aluminio es común, pero también afecta a otros materiales, no sólo a los metálicos ; por ejemplo, podemos observar la corrosión química del hormigón . Materiales (que no sean metales) que pueden corroerse:

• hormigón y hormigón armado,
• plásticos ,
• madera,
• cerámica.

Los procesos de corrosión para cada material son diferentes. La corrosión depende en gran medida del tipo de conductividad eléctrica en la interfaz material/ambiente. También es importante el tipo de entorno donde existe el material. Para cuerpos que cuentan con alta conductividad, generalmente nos enfrentamos a la corrosión electroquímica. En el caso de conductividad baja (o nula), la corrosión es de naturaleza mucho más química (o físico-química).

Técnicas anticorrosión

La corrosión no se puede eliminar por completo . Todas las técnicas anticorrosivas tienen como objetivo inhibir ese proceso. Los metales preciosos que existen naturalmente en forma no ligada no requieren protección anticorrosión. Estos incluyen oro o platino. Métodos de protección contra la corrosión:

• eliminando los factores responsables de la corrosión del medio ambiente, por ejemplo, eliminando la humedad, utilizando intercambiadores de iones para eliminar las sales disueltas en el agua, neutralizando las sustancias ácidas;
• el uso de sustancias que retardan la corrosión (inhibidores);
• cambiando el potencial eléctrico del metal;
• utilizando revestimientos protectores. Un metal se puede recubrir con otro metal más precioso (revestimiento aislante) o menos precioso (revestimiento protector) que el que se protege;
• usar revestimientos no orgánicos, por ejemplo, esmaltes vítreos, revestimientos de cromato;
• usando recubrimientos orgánicos, por ejemplo, materiales poliméricos o pinturas de capa superior.

Los revestimientos son una popular protección contra la corrosión. Se aplican sumergiendo el artículo en un metal fundido ( recubrimiento por inmersión en caliente ) o tomados de una solución acuosa de electrolito, mediante electrolisis ( recubrimiento electrolítico ). Un método menos popular es el rociado de metales , que se lleva a cabo con una pistola rociadora. El metal protector más popular es el zinc . Se utiliza especialmente como recubrimiento para acero o hierro fundido. Un recubrimiento de zinc muestra buenas propiedades protectoras a pesar de su menor estabilidad termodinámica en comparación con el hierro. Sin embargo, mientras protege el artículo de metal contra la degradación, el zinc mismo puede corroerse cuando se expone a la humedad. La durabilidad de un recubrimiento de zinc depende no solo de su espesor, sino también de las condiciones ambientales en las que se utiliza el artículo. Según el método de aplicación, electro-galvanizamos o galvanizamos por inmersión en caliente

Efectos económicos de la corrosión a escala mundial

La corrosión es un problema mundial. Seguimos registrando lesiones y muertes, pérdidas económicas y efectos ambientales negativos causados por la corrosión de materiales. La corrosión puede provocar fallas graves en los tanques de presión, los componentes de la aeronave y el equipo de tracción. Como indica Mohmmad A. Jafar Mazumder en su artículo titulado Global Impact of Corrosion: Ocurrence, Cost and Mitigation (2020) , el costo de mantenimiento típico de los problemas relacionados con la corrosión para un país en particular varía del 1 al 5 %de su producto nacional bruto. En 2013, NACE International realizó un estudio global sobre el impacto económico de la corrosión. Entre otras cosas, tenía como objetivo mostrar la importancia de integrar la tecnología anticorrosión con los sistemas de gestión. Según el informe publicado, el coste de la corrosión se estima en 2,5 billones de dólares, es decir, el 3,4 %del PIB mundial, lo que significa que cada año los países de todo el mundo tienen que presupuestar cantidades significativas para combatir la corrosión. Fuentes: https://irispublishers.com/gjes/fulltext/global-impact-of-corrosion-occurrence-cost-and-mitigation.ID.000618.php https://psk.org.pl/aktualnosci/ekonomiczne-skutki -korozji