Corrosión

 ¿Qué es la corrosión?

La corrosión es un proceso natural que deteriora los materiales, especialmente los metales, debido a reacciones químicas o electroquímicas con su entorno. Es un fenómeno común que puede afectar a estructuras, maquinarias, y objetos de uso diario, comprometiendo su funcionalidad y seguridad.

En cuanto a los metales estos son susceptibles a el ataque químico debido a que tienen electrones libres y pueden establecer celdas electroquimicas dentro de su estructura. La mayoria son corroídos hasta cierto grado por el agua y la atmosfera. Los metales también pueden ser corroídos por el ataque químico directo de soluciones químicas e inclusive de metales liquidos.

¿Por qué se corroe un metal?

La corrosión de un metal ocurre debido a la tendencia de los materiales metálicos a regresar a su estado más estable y natural, generalmente un óxido o un compuesto similar, en respuesta a su entorno. Este proceso es impulsado por reacciones químicas y electroquímicas entre el metal y sustancias presentes en su ambiente.

Factores que influyen

Algunos factores generales que favorecen este proceso son los siguientes:

    La temperatura

La corrosión tiende a aumentar cuando aumenta la temperatura, esto es por su influencia en la solubilidad del aire que es la sustancia más común influyente en la corrosión. Las reacciones que causan corrosión, como la oxidación de los metales, suelen ser más rápidas a temperaturas más altas debido a la mayor energía cinética de las moléculas. Por ello mismo también aumenta la velocidad a la que se generan productos como óxidos e hidróxidos.

   Velocidad de corrosión

La velocidad de corrosión depende de varios factores, incluidos los mencionados aquí, y puede variar significativamente en función de las condiciones ambientales y del material.

• Área Superficial: Una mayor área superficial expuesta a un ambiente corrosivo puede incrementar la velocidad de corrosión.
• Concentración de Iones: La presencia y concentración de iones específicos en el medio, como cloruros o sulfatos, pueden aumentar la velocidad de corrosión al participar en las reacciones electroquímicas.
• Movimiento del Medio: En medios líquidos, el movimiento del líquido (velocidad del flujo) puede aumentar la tasa de corrosión al remover productos de corrosión y facilitar el contacto del metal con nuevos reactivos.

    Agentes oxidantes

Los agentes oxidantes que aceleran la corrosión de algunos materiales pueden retrasar la corrosión de otras, mediante la formación en su superficie de óxidos o capas de oxígeno absorbidos que los hacen mas resistentes a los ataques químicos 

Algunos son:

• Agua oxigenada
• Nitritos y nitratos
• Percarbonatos
• Boratos
• Ácido nítrico y permanganatos

    Ph del medio ambiente

Es un factor determinante en la corrosión, ya que influye en la solubilidad de los productos de corrosión y en las reacciones electroquímicas.

• Medios Ácidos: En ambientes ácidos (pH bajo), la concentración de iones de hidrógeno (H⁺) es alta, lo que puede aumentar la velocidad de corrosión al participar en la reducción catódica: $$2\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_2$$ Los ácidos también pueden disolver las capas protectoras de óxido, exponiendo más metal al ambiente corrosivo.
• Medios Básicos: En ambientes básicos (pH alto), la presencia de iones hidroxilo (OH⁻) puede llevar a la formación de hidróxidos metálicos que pueden actuar como barreras protectoras. Sin embargo, algunos metales, como el aluminio, pueden corroerse rápidamente en condiciones muy básicas.
• Neutralidad: En ambientes neutros, la corrosión puede ser menos agresiva, pero aún puede ocurrir dependiendo de otros factores como la presencia de oxígeno y sales disueltas.
  
  

    Algunas formas de corrosión

1. Corrosión Uniforme

La corrosión uniforme afecta la superficie del metal de manera homogénea. Esto significa que la pérdida de material ocurre de manera uniforme en toda la superficie expuesta.

• Exposición Continua: La constante exposición a ambientes corrosivos, como aire húmedo, agua o ácidos.

• Reacciones Químicas: El metal reacciona de manera constante y homogénea con sustancias corrosivas en su entorno.

Ejemplo

• Oxidación del Hierro: La formación de óxido de hierro (herrumbre) cuando el hierro se expone al aire y a la humedad.

Razón

• La corrosión uniforme es predecible y relativamente fácil de medir y controlar, ya que se puede estimar la vida útil del metal basado en la velocidad de corrosión.
  

2.Corrosión Galvánica

La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales diferentes están en contacto eléctrico en presencia de un electrolito (como agua salina). Uno de los metales (el menos noble) se corroe más rápido que el otro.

• Diferencias de Potencial Electroquímico: La diferencia en el potencial electroquímico entre los dos metales provoca una corriente galvánica.

• Presencia de un Electrolito: El electrolito facilita el flujo de electrones entre los metales.

Ejemplo

• Conexión de Cobre y Aluminio: Cuando el cobre y el aluminio están en contacto en presencia de agua salina, el aluminio (menos noble) se corroe más rápido.

Razón

• La corriente galvánica creada entre los dos metales acelera la oxidación del metal menos noble, resultando en una corrosión acelerada.

3. Corrosión por erosión

La corrosión por erosión es el deterioro acelerado del metal debido a la acción combinada de la corrosión química y el movimiento abrasivo de un fluido.

• Flujo Rápido de Líquidos o Gases: El movimiento de líquidos o gases con partículas abrasivas puede desgastar la superficie del metal.

• Impacto Repetido: Las partículas sólidas en el fluido impactan repetidamente la superficie del metal, causando desgaste.

Ejemplo

• Tuberías de Transporte de Agua: Las tuberías que transportan agua con alta velocidad y partículas suspendidas pueden sufrir corrosión por erosión.

Razón

• La abrasión física por el movimiento del fluido elimina las capas protectoras de óxido, exponiendo continuamente el metal fresco a la corrosión química.

4. Corrosión por picadura (Pitting)

La corrosión por picado se caracteriza por la formación de pequeñas cavidades o picaduras en la superficie del metal. Estas picaduras pueden penetrar profundamente en el material.

• Presencia de Cloruros: Iones cloruro, presentes en ambientes marinos o industriales, pueden inducir la formación de picaduras.

• Defectos en Recubrimientos: Áreas donde los recubrimientos protectores están dañados o ausentes pueden ser sitios de inicio para picaduras.

Ejemplo

• Acero Inoxidable en Ambientes Marinos: El acero inoxidable expuesto a agua salina puede desarrollar picaduras.

Razón

• Las picaduras actúan como concentradores de corrosión, permitiendo que la corrosión progrese en profundidad mientras la superficie circundante permanece relativamente intacta.

5. Corrosión biológica

La corrosión biológica es causada por la actividad de microorganismos que crean condiciones locales favorables para la corrosión.

• Bacterias Reductoras de Sulfato (SRB): Estas bacterias producen sulfuro de hidrógeno (H₂S), que es corrosivo para muchos metales.

• Microorganismos Productores de Ácidos: Algunos microorganismos producen ácidos orgánicos que pueden corroer metales.

Ejemplo

• Tuberías de Petróleo: Las tuberías utilizadas en la industria del petróleo y el gas pueden sufrir corrosión biológica debido a la actividad de bacterias reductoras de sulfato.

Razón

• Los productos metabólicos de los microorganismos, como ácidos y gases, pueden crear ambientes altamente corrosivos en áreas localizadas.