Corrocion 1

Corrosión en agua y suelo Daniel Rodríguez Jhon Pérez Andrés Carrero

La mayoría de los metales (excepto los nobles) en contacto con el medio ambiente son termodinámicamente inestables. Todos debieran reaccionar y convertirse en óxidos, De todas maneras si la velocidad de deterioro es baja aún pueden utilizarse

El fenómeno de corrosión implica un costo importante del producto bruto nacional y se presenta en un amplio campo de ejemplos que van desde la corrosión de una gran estructura metálica puesta en contacto de un medio agresivo ambiental, a la corrosión de implantes metálicos en el interior del cuerpo humano.

CORROSIÓN EN AGUA MARINA Este tipo de corrosión tiene como característica fundamental el medio en el que se produce la corrosión, pues el agua de mar es el electrólito corrosivo por excelencia que tiene la naturaleza.

El anión cloruro, Cl- , es el más nocivo debido a su pequeño volumen iónico, que le hace capaz de adentrarse en el producto de corrosión, agrietándolo, pasando posteriormente a la red metálica, iniciando y activando túneles de corrosión.

Puede aparecer todo tipo de corrosiones: • • • • • • • •

Generalizada (acero 0,12-0,15 mm/año) Aireación diferencial (fouling) Galvánica (conductividad) Por picaduras (Cl-) Corrosión-erosión (agitación) Corrosión-fatiga (hélices) Microbiológica Biofouling: Velo biológico. Aportan sustancias agresivas y provocan aireación diferencial

Influencia de la profundidad

Bacterias anaeróbicas

La corrosión electroquímica Cada metal tiene una tendencia diferente a ganar o perder electrones, tendencia conocida como “potencial electroquímico”. Si ponemos en contacto dos metales de distinto potencial eléctrico, en contacto directamente o en agua salada que permite la circulación de la corriente, se producirá la corrosión.

El agua de mar actúa como electrolito es decir un líquido en el que flotan cargas eléctricas y capaz de hacer circular a los electrones libres, vengan de donde vengan, actuando como un conductor eléctrico.

La corrosión galvánica Al ponerse en contacto dos metales diferentes se produce una corriente eléctrica. El agua salada del mar actúa como conductor de los electrones que parten del metal que se oxida hacia el metal que los recibe llamado cátodo. En la imagen los dos ánodos de cinc se oxidan y disuelven perdiendo electrones y convirtiéndose en oxido de cinc.

Corrosión electrolítica Es la peor de todas porque puede llegar a ser muy rápida y se produce cuando existe una corriente eléctrica exterior debido a un cable eléctrico del circuito del barco caído en la sentina, o por una conexión mal hecha de la batería, un mal aislamiento de los cables del barco en contacto con algún metal, o un mal aislamiento de la toma de corriente del pantalán.

CORROSIÓN EN SUELOS EL terreno o suelo por su contenido variable de humedad, sales y materia orgánica en descomposición es el electrolito más complejo de todos los que se pueden encontrar.

El suelo generalmente es un medio heterogéneo en donde se dan muchas variaciones en la velocidad de corrosión de los metales. Un suelo natural contiene los siguientes elementos: arena, arcilla, cal y humus. Estos componentes pueden estar mezclados en el suelo en diferentes proporciones que darán lugar a distintos grados de agresividad.

AGRESIVIDAD DEL SUELO EN FUNCIÓN DE SU RESISTIVIDAD, pH Y POTENCIAL RÉDOX La velocidad de corrosión está ligada a la resistividad del terreno

La resistividad de un terreno depende, en particular, de su estructura, de las dimensiones de sus partículas constituyentes, de su porosidad y permeabilidad, del contenido de agua (humedad) y de su contenido de iones.

En cambio, la temperatura no ejerce una influencia tan marcada, a menos que supere el punto de congelación, después de lo cual hay un aumento significativo de la resistividad.

En lo que se refiere a la acidez, los suelos muy ácidos (pH <5.5) pueden motivar una rápida corrosión del metal desnudo, y la agresividad del suelo aumenta con el incremento de la acidez (disminución del pH), pero estos valores de pH no son normales.

Determinación de la agresividad de suelos

CORROSIÓN POR AIREACIÓN DIFERENCIAL En cualquier electrolito que se pueda pensar que sea homogéneo existen frecuentemente diferencias en la concentración de aire disuelto. Esta es una causa de corrosión puesta en evidencia por Evans (llamada aireación diferencial o efecto Evans).

CORROSIÓN GALVÁNICA Este tipo de corrosión tiene lugar cuando se ponen en contacto dos metales diferentes. A veces ocurre que de un conducto principal de acero se sacan conductos derivados en cobre o acero galvanizado; en el primer caso se atacara el acero y en el segundo se disolverá el Zn (del galvanizado)

CORRIENTES VAGABUNDAS Con el término corrientes vagabundas o parásitas se designa a aquellas corrientes eléctricas que circulan en el suelo fuera de los circuitos previstos. La intensidad de estas corrientes con frecuencia es variable y depende esencialmente de la naturaleza y funcionamiento de la fuente que las emite: tracción eléctrica, subestaciones, etcétera.

La corrosión se produce siempre en los lugares en donde la corriente sale de la estructura que ha recorrido, provocando una disolución anódica tanto más peligrosa cuanto más localizada esté.

MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL SUELO Para determinar si puede utilizarse la protección catódica para prevenir la corrosión de una estructura enterrada, se debe conocer, en primer lugar, cómo medir la resistividad del suelo o terreno. La unidad de resistividad del suelo es el ohm-centímetro (W-cm). La resistividad de un suelo

Determinación de la resistividad por el método de los cuatro electrodos En la práctica de la ingeniería de la corrosión se requiere medir la resistividad de grandes extensiones y a menudo, a una cierta profundidad. Para ello se utiliza el método de Wenner, más conocido como método de los 4 electrodos.

Medición de la resistividad del suelo por el método de Wenner o de los cuatro electrodos. La distancia (b) o sea la profundidad a la que está enterrada el electrodo (barra de cobre o acero) debe ser pequeña comparada con la distancia (a) entre los electrodos.

PROTECCIÓN CATÓDICA DE TUBERÍAS ENTERRADAS Protección con ánodos de sacrificio Se une eléctricamente la tubería de hierro al ánodo galvánico, generalmente Zn o Mg. Un esquema simple de montaje está representado en la figura. La distancia mínima entre el ánodo y la tubería debe ser de 3 metros y deben utilizarse cables de conexión de bastante grosor para evitar las caídas de tensión.

Protección con corriente impresa En este caso, se obtiene la protección de la tubería conectándola al polo negativo de una fuente de alimentación de corriente continua. El polo positivo (ánodo) está constituido generalmente por grafito, aleaciones de plomo o aleación de hierro y silicio.

Sentido de la corriente de un sistema de protección catódica con corriente impresa de una tubería.

MEDICIÓN DEL POTENCIAL DE UNA ESTRUCTURA ENTERRADA La medición se realiza con ayuda de un electrodo de referencia de Cu/CuSO4 saturado y un voltímetro de alta impedancia de entrada.

Posiciones del electrodo de referencia en la medida de potencial de una estructura enterrada (potencial tubería-suelo).

El valor del potencial medido depende de la posición en que se sitúa el electrodo de referencia con respecto a la estructura.

En la práctica, este tipo de determinaciones sólo es posible en estructuras no revestidas, en cuanto que la corriente en éstas es lo suficientemente elevada como para dar lugar a caídas óhmicas importantes en el terreno y debido a esto, medir diferencias de potencial apreciables cuando se traslada el electrodo de referencia de un punto a otro.

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