CORROSIÓN

Objetivos:

• Conocer el fenómeno de corrosión y las reacciones que la aplican.
• Conocer el fenómeno de protección catódica y anódica.
• Aplicaciones y beneficios en la industria.

Introducción

El fenómeno de corrosión consiste en el proceso de deterioro de materiales metálicos mediante reacciones químicas y electroquímicas, debido a que estos materiales buscan alcanzar un estado de menor potencial energético. [pic 1]

La corrosión tiene muchas repercusiones en aspectos como la economía, seguridad y de conservación de materiales, por lo que su estudio y la reducción de estos efectos es de suma importancia.

En este proyecto hablaremos acerca de algunos tipos de corrosión que se pueden observar comúnmente, algunos factores que influencia al proceso de corrosión y su velocidad, y algunos tipos de métodos para el control de la corrosión y la protección de materiales ante este fenómeno.

Corrosión

El fenómeno de corrosión se define habitualmente como el deterioro existente en los materiales a causa de alguna reacción química con el medio ambiente en el cual son utilizados, es decir, la corrosión es un termino que se utiliza para describir el proceso de deterioro de materiales, que en la mayoría de los casos se presenta en materiales metálicos (estos incluyen tanto metales puro, como las aleaciones existentes de estos) por medio de reacciones químicas y electroquímicas.

Se conoce como degradación cuando este deterioro esta relacionados con otro tipo de materiales, como, por ejemplo, polímeros y cerámicos.

La corrosión es la destrucción lenta y progresiva de un material producida por un agente exterior que puede ser, por ejemplo, aire húmedo, algún producto químico, etc.

Este fenómeno no siempre involucra un cambio de peso e incluso un deterioro visible, ya que se manifiesta de muchas formas, por el cambio que ocasione en las propiedades de los materiales, lo cual siempre termina por disminuir la resistencia del material.[pic 2]

Como ya mencionamos, esta ocurre en materiales metálicos, los cuales son obtenidos a través de un proceso de minerales y menas, , induciéndolos a un estado de mayor energía, modificando u alterando la estructura de los elementos de la naturaleza.

El fenómeno de corrosión ocurre debido a que estos materiales a medida que transcurre el tiempo, tratan de alcanzar su estado natural, el cual constituye un estado energético de menor potencial, lo cual les permite que logren estabilizarse termodinámicamente.

Un ejemplo de esto podría ser el hierro, este se encuentra en la naturaleza en forma de óxidos, sulfuros y carbonatos, semejantes a la herrumbre, para convertir estos en hierro metálico, se emplea energía y esta misma energía es la que se libera cuando el hierro se convierte en herrumbre debido a la corrosión, es decir, es la energía que almacena el metal durante el proceso de refinación, lo que hace posible el fenómeno de corrosión.[pic 3]

[pic 4]

Tipos de corrosión

El ánodo cede electrones al sistema cuando reacciona, aumentando su número de oxidación, cambiando de su estado metálico base a cationes que se disuelven en el electrolito, siendo este el material que se sufre el fenómeno de corrosión; mientras que, en el cátodo, los aniones metálicos absorben electrones, disminuyendo su número de oxidación, por lo que cambian a su estado base. El potencial electroquímico define la susceptibilidad o la resistencia de un material metálico a la corrosión, cuyo valor cambia en dependencia de la composición del electrolito. Cuanto más positivo sea el valor de dicho potencial, más noble (resistente) es el material. Mientras que, en el caso contrario, cuanto más negativo sea este, más reactivo es el material a la corrosión. La serie galvánica consiste es una tabla donde se ubican diferentes tipos de materiales respecto al potencial electroquímico de estos.

Reacción de corrosión

Generalmente el fenómeno de corrosión es un proceso electroquímico, la oxidación del metal y la reducción del agente corrosivo se produce en zonas distintas sobre la superficie del material metálico. Estamos hablando de un mecanismo de reacciones redox

• En el ánodo: M° → Mn + ne¯ (Oxidación)  
• En el cátodo: M° + ne¯ → M° (Reducción)

Este mecanismo de reacciones funciona de la siguiente manera:

[pic 5]

A continuación, se muestra un ejemplo.

[pic 6]

Es interés primordial de las reacciones de corrosión, es el conocer la velocidad a la cual se desarrollan las reacciones catódicas y anódicas que puede ser determinada por varios métodos físicos y químicos. Cuando una reacción electroquímica se retarda, se dice que esta polarizada y hay dos tipos diferentes de polarización que son: polarización de activación y polarización por concentración.

La polarización por activación se refiere a aquellos factores retardadores de la reacción que son inherentes a la reacción misma como, por ejemplo, la velocidad a la cual los iones hidrógeno se reducen a gas hidrógeno. La polarización por activación, es función de varios factores que incluyen la velocidad de transporte del electrón al ion hidrógeno en la superficie metálica, que naturalmente es inherente de un metal en especial y depende de la concentración de iones hidrógeno y de la temperatura del sistema, por lo que la velocidad de desprendimiento del hidrógeno es muy diferente para cada metal.

Por otra parte, la polarización por concentración se refiere al retardo de la reacción electroquímica como un resultado de los cambios de concentración en la solución adyacente a la superficie metálica. Si la reacción procede a muy alta velocidad y la concentración de iones hidrógeno de la solución es baja, se puede ver que la región cercana a la superficie metálica se agota en sus iones hidrógeno puesto que son consumidos en la reacción química. Bajo estas condiciones, la reacción es controlada por la velocidad de difusión de los iones hidrógeno a la superficie metálica.

La polarización por activación es generalmente el factor que controla la corrosión en ácidos fuertes, mientras que la polarización por concentración predomina cuando la concentración de las especies activas es baja.

Tipos de corrosión

Existen muchos tipos de procesos de corrosión diferentes que se caracterizan dependiendo tanto de la naturaleza del material y de las condiciones del medioambiente, donde se desarrollen. Una forma común de clasificar los tipos de corrosión, es mediante las siguientes cuatro categorías: corrosión generalizada, corrosión localizada, corrosión combinada con un fenómeno físico, y otros tipos.

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