ANÁLISIS DE LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA CINÉTICA DE LA CORROSIÓN

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

[pic 1]UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA

NÚCLEO FALCÓN SEDE CORO

CORROSIÓN

[pic 2]

ANÁLISIS DE LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA CINÉTICA DE LA CORROSIÓN

Santa Ana de Coro, octubre de 201

ANÁLISIS DE LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA CINÉTICA DE LA CORROSIÓN

Para introducir este tema de la cinética de la corrosión, es imperante definirla como el deterioro de un material producido por el ataque químico de su ambiente. Puesto que la corrosión es una reacción química, la velocidad a la cual ocurre dependerá hasta cierto punto de la temperatura y de la concentración de los reactivos y productos. Otros factores como el esfuerzo mecánico y la erosión también pueden contribuir a la corrosión. Es importante mencionar que los sistemas que se corroen no están en equilibrio y, por ello, los potenciales termodinámicos no indican nada acerca de las velocidades de las reacciones de corrosión. La cinética de los sistemas que se corroen es muy compleja y no se conoce del todo.

Por ello se dice que desde el punto de vista de la ingeniería, la velocidad a la cual se oxidan los metales y aleaciones es muy importante, puesto que la velocidad de oxidación de muchos metales y aleaciones determina la vida útil del equipo. La velocidad de oxidación de metales y aleaciones suele medirse y expresarse como el peso ganado por unidad de área. Durante la oxidación de diferentes metales, se han observado varias leyes de velocidad empíricas.

La velocidad de oxidación más simple cumple la siguiente ley lineal:

w = kL.t

Donde: w = peso ganado por unidad de área

t = tiempo

kL = constante de velocidad lineal

De igual forma el comportamiento lineal de la oxidación se muestra mediante metales que tienen películas de óxido porosas o agrietadas, y por ello el transporte de los iones reactantes ocurre a velocidades más rápidas que la reacción química. Algunos ejemplos de los factores cinéticos que afectan las velocidades de las reacciones de corrosión son la polarización de las reacciones de corrosión y la formación de películas pasivas sobre los metales.

En cuanto a la polarización en la reacción que ocurre en la zona del cátodo, se denomina polarización catódica; y es conocida como el retardamiento o interrupción de reacciones catódicas en un cátodo de una celda electroquímica debido a 1) un paso lento en la secuencia de reacción en la interfaz metal-electrolito (polarización de activación) o 2) falta de reactante o acumulación de productos de reacción en la interfaz metal-electrolito (polarización de concentración).

Se hace mención del fenómeno de pasivación, el cual no es más que la formación de una película de átomos o moléculas sobre la superficie de un ánodo de modo que la corrosión se retarda o interrumpe.

DIAGRAMA DE EVANS

Es una herramienta que representa la mayoría de los factores que afectan a la velocidad de corrosión, comprendidos a partir de la superposición gráfica de las curvas intensidad/potencial para las reacciones de disolución del metal y de reducción. En el diagrama de Evans se organizan de la siguiente manera:

• Ordenadas: Valores crecientes del potencial.
• Abscisas: Intensidades de las corrientes de oxidación y de reducción, sin tener en cuenta su signo (valores absolutos).

También es frecuente representar el potencial en función del logaritmo de la intensidad de corriente, con lo que en general se obtienen líneas rectas.

Punto de intersección de las curvas → potencial y corriente de corrosión.

Por otro lado, la forma que presenta el diagrama de Evans depende de las características cinéticas de cada proceso. Se representan para un material sobre un mismo diagrama las curvas de polarización anódica y catódica.

Gráfica 1: ejemplificación de diagrama de Evans[pic 3]

En el lugar donde se cortan las dos curvas queda determinado el potencial de corrosión y la intensidad de corriente de corrosión. Modificando adecuadamente la polarización anódica y/o la polarización catódica se puede disminuir la intensidad de la corriente de corrosión tal como lo muestran los siguientes gráficos:

Gráfica 2: Aumento de la pendiente de la curva catódica y anódica

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Es importante hacer mención de la polarización total en el electrodo en una reacción electroquímica, la cual es igual a la suma de los efectos de las polarizaciones por activación y por concentración. La primera suele ser el factor que controla a bajas velocidades de reacción, y la polarización por concentración a velocidades de reacción superiores. Cuando ocurre la polarización principalmente en el ánodo, se dice que la velocidad de corrosión está controlada anódicamente, y cuando la polarización sucede principalmente en el cátodo, se dice que la corrosión está controlada catódicamente.

FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO FRENTE A LA CORROSIÓN

A) Influencia de la corriente de intercambio catódico o anódico: desplazamiento del potencial de corrosión, con un aumento de la corriente de corrosión.

B) Influencia de la pendiente de Tafel: aumentos de la pendiente de Tafel hace más negativo el potencial de corrosión y disminuye la velocidad de corrosión.

C) Influencia del potencial de equilibrio

Además de los factores señalados con anterioridad hay que tener en cuenta la resistencia del electrolito.

TIPOS DE CONTROL DE LA CORROSIÓN

Dependiendo del factor más importante se habla de diferentes tipos de control:

a) Control anódico: La velocidad de corrosión depende ampliamente de la curva anódica. Cuando una pequeña variación en la corriente anódica produce un gran desequilibrio en el proceso catódico, o sea, en la intensidad de corrosión, se dice que el sistema está bajo control anódico.

b) Control catódico: La velocidad de corrosión depende ampliamente de la curva catódica. Cuando la cinética de los dos procesos, anódico y catódico, es tal que una pequeña variación en la corriente catódica provoca una gran variación en la corriente anódica (o sea en la corriente de corrosión), se dice que el sistema está bajo control catódico

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