Corrosion

Corrosión

Se entiende por corrosión la interacción de un metal con el medio que lo rodea, produciendo por consiguiente el deterioro en sus propiedades tanto físicas como químicas. Las características fundamentales de este fenómeno, es que sólo ocurre en presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas anódicas y catódicas: una reacción de oxidación es una reacción anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal (corrosión) y consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal.

Cinética de la corrosión

La cinética de la corrosión está controlada por los potenciales de los componentes que se van a oxidar o reducir así como la polarización, la cinética de la corrosión puede ser variada por efectos externos como el sometimiento de los electrodos a una corriente externa.

Variables que influyen en la cinética de la corrosión.

Diagrama de Evans

La mayoría de los factores que afectan a la velocidad de corrosión se pueden comprender a partir de la superposición gráfica de las curvas intensidad/potencial para las reacciones de disolución del metal y de reducción.

• 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 → potencial y corriente de corrosión.

La forma que presenta el diagrama de Evans depende de las características cinéticas de cada proceso.

La mayoría de los factores que afectan a la velocidad de la corrosión se pueden comprender a partir de una superposición gráfica de las curvas de intensidad-potencial para las reacciones de disolución del metal y de electronización. El principio del método de superposición gráfica es claro.

Los diagramas de Evans también sirven para destacar la influencia de las pendientes de Tafel, la influencia de los potenciales de equilibrio, o el efecto del control por transporte de masa sobre la corriente de electronización.

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.

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

i) Control anódico: Io,r alta; |λc,r| pequeña; Io,x baja; λa,x grande. La velocidad de corrosión depende ampliamente de la curva anódica.

ii) Control catódico: Io,r baja; |λc,r| grande; Io,x alta; λa,x pequeña. La velocidad de corrosión depende ampliamente de la curva catódica.

iii) Control mixto: ambos procesos determinan por igual la corriente de corrosión.

iv) Control por difusión: ver agua aireada.

v) Control de resistencia

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. Inversamente, 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.

Protección catódica: La protección catódica es una técnica de control de la corrosión que está siendo aplicada cada día con mayor éxito en el mundo entero. Ocurre cuando un metal es forzado a ser el cátodo de la celda corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de un metal que se corroa más fácilmente que él, de forma tal que esa capa recubridora de metal se corroa antes que el metal que está siendo protegido y así se evite la reacción corrosiva. Una forma conocida de protección catódica es la galvanización, que consiste en cubrir un metal con zinc para que éste se corroa primero. Lo que se hace es convertir al zinc en un ánodo de sacrificio, porque él ha de corroerse antes que la pieza metálica protegida.

Cómo funciona la protección catódica: La protección catódica funciona gracias a la descarga de corriente desde una cama de ánodos hacia tierra y dichos materiales están sujetos a corrosión, por lo que es deseable que dichos materiales se desgasten (se corroan) a menores velocidades que los materiales que protegemos. Teóricamente, se establece que el mecanismo consiste en polarizar el cátodo, llevándolo mediante el empleo de una corriente externa, más allá del potencial de corrosión, hasta alcanzar por lo menos el potencial del ánodo en circuito abierto, adquiriendo ambos el mismo potencial eliminándose la corrosión del sitio.

Protección anódica: La protección anódica es un método que consiste en recubrir un metal con una fina capa de oxido para que no se corroa. Existen metales como el aluminio que al contacto con el aire son capaces de generar espontáneamente esta capa de oxido, y se hacen resistentes a la corrosión. Aún así, la capa de óxido que recubre al metal no puede ser cualquiera. Tiene que ser adherente y muy firme, ya que de lo contrario no serviría para nada. Por ejemplo, el óxido de hierro no es capaz de proteger al hierro, porque no se adquiere a él en la forma requerida.

Protección mixta: interfase sobre la que se verifican varias reacciones electroquímicas simultáneamente, al entrar en contacto todos los electrodos se polarizan hasta alcanzar un potencial mixto o potencial de corrosión. En el potencial de corrosión la suma de las corrientes anódicas es igual a la suma de las corrientes catódicas.

Factores que influyen en la velocidad de corrosión en medios aireados a pH alcalino o neutro

Influencia de la velocidad de desplazamiento del electrolito sobre la superficie metálica

Una mayor llegada de oxígeno a las regiones fuente de electrones provoca un aumento de la intensidad de corrosión y por tanto un

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