Practica 7, proceso de corrosion INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

La corrosión es un fenómeno de destrucción de los materiales, principalmente de los metales, causado por un proceso de óxido-reducción; puede llevarse a cabo en medios iónicos (por ejemplo, la corrosión de una plataforma en agua de mar, que es un medio que contiene gran cantidad de iones) dando lugar a la corrosión electroquímica, o en medios no iónicos (por ejemplo, oxidación de una chimenea en aire a altas temperaturas) originando la corrosión química.

En esta práctica se estudiará la corrosión electroquímica, en la que se produce el paso de electrones a través de un sistema, ya que éste es un fenómeno sumamente perjudicial en muchas aplicaciones, aun a temperatura ambiente. Por ejemplo, es frecuente el contacto entre materiales distintos tales como una tubería de cobre conectada a una tubería de hierro o bien a una hélice de bronce en contacto con el casco de acero de una bomba; este efecto de un par galvánico –dos metales de potencial estándar (potencial de reducción) distintos (según la serie galvánica correspondiente)- origina corrientes que favorecen la velocidad de corrosión de uno de los metales.

En una corrosión electroquímica, el metal de interés se oxida, pudiéndose disolver en la mayoría de los casos al aplicar un potencial mayor que el potencial de corrosión, Ecorr con formación de iones; sin embargo, a un potencial menor no hay disolución (el elemento presenta inmunidad). Del mismo modo, si se añade una base a una solución ácida que contenga iones metálicos, al llegar a un cierto pH es frecuente que se empiecen a precipitar óxidos y/o hidróxidos (excepto en los casos en que éstos sean solubles). Estas películas pueden “pasivar” a la superficie y disminuir o detener la corrosión al evitar el intercambio iónico/electrónico con la solución; al aumentar el pH se llega frecuentemente a un cierto umbral por encima del cual los óxidos e hidróxidos precipitados se pueden disolver de nuevo y se vuelve a producir la corrosión. Pourbaix diseñó una forma de reunir todos estos datos, para un sistema dado, en un solo diagrama. Para ello recurrió a una representación del potencial en función del pH (figura 8).

[pic 3]        En éstos diagramas, se observan distintas zonas de estabilidad, entre las que cabe distinguir las de inmunidad, de corrosión activa y de pasividad. La zona de inmunidad, o zona de predominio de las reacciones de reducción, corresponde a la zona donde el material se encuentra en condiciones estables. La zona de corrosión activa se caracteriza por el predominio de las reacciones de oxidación, que causan la destrucción por combinación o disolución continuada del material. El límite entre  la zona de inmunidad y la de corrosión activa es gradual, al igual que con la de pasividad.[pic 4][pic 5]

La zona de pasivación, corresponde a una zona de corrosión, donde la fase formada constituye una película protectora, que evita el avance de proceso de corrosión. La formación de imperfecciones en la misma (pasivación imperfecta) conlleva la aparición de corrosiones locales (por ejemplo, de picaduras).

Pueden estudiarse para todos los metales las zonas de inmunidad, de corrosión activa y de pasivación, pudiendo determinarse para cada caso las condiciones de E-pH que supone tal comportamiento, lo que ayudará en cada caso concreto a diseñar estrategias adecuadas de lucha contra la corrosión.

Son muchas las técnicas empleadas para la protección contra la corrosión, ya que se adaptan a la complejidad de las reacciones que intervienen en tales procesos.

En general, existen dos técnicas básicas que permiten el control de la corrosión: una basada en un control químico (control del pH), o bien basada en un control eléctrico (control del E), como puede deducirse de los diagramas de Pourbaix.

El factor determinante del problema de la corrosión, reside en la presencia no sólo de posibles riesgos de corrosión, sino de velocidades rápidas de destrucción. Por tanto, la protección contra la corrosión deberá no sólo evitar posibles corrosiones (presencia de pares galvánicos, medios agresivos específicos, etc.) que habrá que analizar durante la fase de diseño, sino que deberá también de reducir de forma drástica las velocidades de corrosión.

Las condiciones naturales no son solamente las responsables de la corrosión, sino que en muchos casos son efecto combinado de factores externos provocados por el hombre: como la presencia de agentes contaminantes en el suelo o el agua, como las corrientes de fugas o vagabundas provenientes de vías férreas electrificadas, estaciones de alta tensión y baja tensión, otros sistemas de protección catódica, equipos de soldadura, etc.

Uno de los métodos más usados para luchar contra la corrosión, son los basados en eliminar la corriente de corrosión mediante el aislamiento de los elementos a proteger o protección pasiva y la aplicación de una corriente de protección contraria a la de corrosión o protección catódica.

...