CORROSION Y DETERIORO DE LOSMATERIALES El deterioro de los materiales es la acción que se define como el desgaste del mismo a consecuencia de un fenómeno ambiental o químico. También puede ser provocado por la acción del hombre sometiendo esfuerzos. El deterioro de los materiales se puede dar por las siguientes causas: Oxidación, corrosión, desgaste y erosión, materiales sometidos a esfuerzos. La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. La corrosión puede ser mediante una reacción química (oxidorreducción) en la que intervienen tres factores: La pieza manufacturada El ambiente El agua O por medio de una reacción electroquímica. Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón). multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo. Es un problema industrial importante. El proceso de corrosión es natural y espontáneo. Se incluyen a continuación algunas de estas definiciones: "La corrosión puede ser definida como la reacción de un material con su entorno". constituyen una cantidad importante. procedentes de unos cuantos nanómetros o picómetros. Por ejemplo un metal muestra una tendencia inherente a reaccionar con el medio ambiente (atmósfera. la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales. atmósfera. además.Sin embargo. agua. alta temperatura. polímeros. Mecanismos de la corrosión Se suele limitar el concepto "corrosión" a la destrucción química o electroquímica de los metales. suelo. puede dar lugar a la destrucción de todo el metal" "Corrosión: ataque de un material por el medio que le rodea con la consiguiente pérdida de masa y deterioro de sus propiedades" "Corrosión es la destrucción de un cuerpo sólido causada por un ataque no provocado. etc. ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo.) retornando a la forma combinada. pues puede causar accidentes (ruptura de una pieza) y. "La corrosión consiste en una oxidación del metal y. La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la vez nociones de química y de física (físico-química). cerámicas. etc. de naturaleza química o electroquímica que se inicia en la superficie" . representa un costo importante.). etc.) y todos los ambientes (medios acuosos. En realidad es difícil dar una definición exacta de corrosión. Símbolos de sustancias corrosivas. invisibles en cada pieza pero que. si el óxido no es adherente y es poroso. en algunos casos. En cualquier caso. y por eso. la corrosión es un proceso destructivo en lo que a ingeniería se refiere. Semejanza entre obtención y corrosión de los metales. fugas en tanques o conducciones. y representa una enorme perdida económica. que por menos contundentes no dejan de ser perjudiciales y. hay una tendencia espontánea de los metales a reaccionar químicamente para formar compuestos. Efectos de la corrosion El efecto de la corrosión es. Desde el punto de vista económico se distinguen dos tipos de pérdidas debidas a la corrosión. originaria del "Reichanschuss für Metallschutz". pero también da lugar a otros problemas. . merma de resistencia mecánica en estructuras o en partes de máquina. en el peor de los casos. Muchos metales existe en la naturaleza en estado combinado. En estos estados. peligrosos para la seguridad de las personas. por ejemplo. las energías de los metales son más bajas.Esta última es la definición más generalmente aceptada. la destrucción total de un componente. desviaciones del funcionamiento normal de equipos. carbonatos o silicatos. En el estado metálico las energías de los metales son más altas. La corrosión de los metales también puede ser considerada como el proceso inverso de la metalurgia extractiva. las directas y las indirectas. Por citar algunos se podría hablar de inicios de fractura. sulfatos. como óxidos. contaminación debida a las sustancias que se producen en la corrosión y perjuicio en el aspecto estético. . Está diferencia se denomina tensión.Series De Fuerza Electromotriz El trabajo realizado para mover la carga eléctrica recibe el nombre de fuerza electromotriz(fem). Por tanto. La fem es el trabajo que tiene que realizar el generador para que se muevan las cargas del circuito. La fem es la causa del movimiento de las cargas dentro del propio generador. un generador o fuente de fem es un dispositivo que transforma energía eléctrica. se simboliza por U. la fem viene dada por: E = Tq La unidad de fem es el voltio = v = 1J 1C No hay que confundir el concepto fem con el de diferencia de potencial. mientras que la diferencia de potencial es la causa del movimiento de las cargas en el resto del circuito. Está se presenta manteniendo constante una diferencia de potencial entre los bornes del generador. Sea q la cantidad de carga que pasa por cualquier sección del circuito en un intervalo de tiempo determinado. y T el trabajo realizado por el generador. nitrosos y otros agentes ácidos que pueden promover la corrosión de los metales. los ambientes industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas. A su vez. . Para hablar de esta clase de corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los ambientes atmosféricos son los siguientes: Industriales: Son los que contienen compuestos sulfurosos. puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo mismo se ven atacados por oxígeno y agua. Grandes cantidades de metal de automóviles. lo que produce un aumento en la corrosión. caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas. la Atmosférica es la que produce mayor cantidad de daños en el material y en mayor proporción. En adición. Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. esta clase de corrosión se subdivide en otras: Atmosférica: De todas las formas de corrosión. Rurales: En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica. los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal.Tipos de corrosión General o Uniforme: Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presentia de cloridro. la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad. un ión particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas metálicos. Ellos son la Temperatura. El ataque galvánico puede ser uniforme o localizado en la unión entre aleaciones. Por ejemplo. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo. una solución conductiva). . Sucede que cuando la reacción de oxidación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la superficie del metal que actúa como el polo negativo de la pila (el ánodo) y así se va produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la superficie del metal. Quizá la problemática mayor sobre corrosión esté en que al ser este caso bastante común se presente en variadas formas y muy seguido. la corrosión de tuberías subterráneas se puede producir por la formación de una pila galvánica en la cual una torre de alta tensión interactúa con grafito solidificado y soterrado. Esta forma de corrosión es la que producen las Celdas Galvánicas. con un terreno que actúe de alguna forma como solución conductiva.Galvánica: La corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. La corrosión galvánica puede ser particularmente severa cuando las películas protectoras de corrosión no se forman o son eliminadas por erosión. Este caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples. dependiendo de las condiciones. Escamamiento o Corrosión por Altas Temperaturas. los Efectos del Hidrógeno. producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Localizada: La segunda forma de corrosión. etc. Cadmio. el que permite que se produzca la corrosión de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie. Mercurio. etc. Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante. para generar en lo posible otros productos para reacciones distintas. de forma tal que los productos generados sean sólidos y no gases que se mezclen con el ambiente. la corrosión Localizada se subdivide en otros tipos de corrosión. Algunas maneras de evitar esta clase de corrosión son las siguientes: Alta estabilidad termodinámica. Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas. La corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosión.. el amalgamamiento) y otras formas. Aleaciones Metal-a-Metal (por ej. en donde la pérdida de metal ocurre en áreas discretas o localizadas. Al igual que la General/Uniforme. Generalmente esta clase de corrosión depende directamente de la temperatura. . veremos los más destacados.Metales Líquidos: La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc. A continuación. pueden reaccionar directamente con ellos sin la necesaria presencia de un electrolito. Altas Temperaturas: Algunos metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de muy altas temperaturas. como la Oxidación. Baja Presión de Vapor. la Sulfatación. Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento. la Carburización. Esta capa o “empañamiento” actúa como un electrolito “sólido”. se forma una pequeña capa sobre el metal. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada. que también pueden ser espacios en la forma del objeto. de las que una o ambas son metales. en estos casos. Además. se deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza. En las fisuras de ambos metales. . Corrosión por Picadura o “Pitting”: Es altamente localizada. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal. Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas: Corrosión por Fricción o Fretting : es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto. ya que esa solución.Corrosión por Fisuras o “Crevice”: La corrosión por crevice o por fisuras es la que se produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o diferente a la primera. las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida. cerrar las fisuras con materiales no-absorventes o incorporar una barrera para prevenir la humedad. que es una corrosión con ánodo estancado. prevenir o remover la formación de sólidos en la superficie del metal. nunca podrá salir de la fisura. Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor. o más comúnmente con un elemento nometálico. se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas “picaduras” en el cuerpo que afectan. a menos que sea removida. Se dice. Algunas formas de prevenir esta clase de corrosión son las siguientes: rediseño del equipo o pieza afectada para eliminar fisuras. esta cavidad se puede generar de forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza. La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o flotantes. Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera. Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por Descincado. Ahora intentaremos ver un enfoque desde la industria. en donde piezas de cinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. :Como se mencionó en un principio. Los organismos biológicos presentes en el agua actúan en la superficie del metal. Las principales son la Detención de la Producción debida a las Fallas y las Responsabilidades por Posibles Accidentes. la mayor problemática de la corrosión es la destrucción del metal al que afecta. por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al someterlo a una fuerza mecánica. Es un fenómeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores de las hélices de los barcos. . las Sustituciones de los Equipos Deteriorados y Costes por Medidas Preventivas. Por lo mismo. lo peor de todo es que si no son prevenidas estas clases de ataques por corrosión. DIRECTAS: las pérdidas directas son las que afectan de manera inmediata cuando se produce el ataque. Corrosión Microbiológica (MIC):Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado. Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en la superficie del metal (en contacto con un líquido). En este caso. Aún así. Existen dos clases de pérdidas desde el punto de vista económico. es una clase común de corrosión. en su defecto. INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de los fallos debidos a los ataques de corrosión. la seguridad de las personas es algo que se ve permanentemente afectado. disminución de la resistencia mecánica de las piezas y muchas otras maneras de efectos por los ataques. de las cuales las más importantes son el Coste de las Reparaciones. acelerando o produciendo. el proceso de la corrosión La Corrosión en la Industria y sus Procesos. Estas se pueden clasificar en varios tipos también. el sector más afectado por la corrosión. hasta fugas en tanques. Podemos hablar desde fracturas. Genera una serie de picaduras en forma de panal. acelerando el transporte del oxígeno a la superficie del metal. a cerca de los ataques que este proceso causa. es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro. capacidad de conducir la electricidad. añadida a un determinado medio. resistencia a la deformación. al calor. Cabe recordar que no existen materiales absolutamente inoxidables. o bien entregando sus electrones al medio. y un inhibidor que funciona bien en un determinado sistema puede incluso acelerar la corrosión en otro sistema. cuenca en contacto con el medio natural. los contactos entre materiales diferentes y las heterogeneidades en general. polímeros (plásticos). reduce de manera significativa la velocidad de corrosión.) Inhibidores de la corrosión Los inhibidores de corrosión. se pueden dominar los parámetros que influyen en la corrosión. son productos que actúan ya sea formando películas sobre la superficie metálica. fosfatos o etanolaminas. Se puede.. Sin embargo. composición química (particularmente la acidez). temperatura. La elección también debe tomar en cuenta las restricciones de la aplicación (masa de la pieza.Y además la inhalación es mala para los pulmones Se han realizado muchos trabajos acerca de inhibidores de corrosión como alternativas viables para reducir la velocidad de la corrosión en la industria. Los cuales van desde los más simples que fueron . Por lo general los inhibidores de este tipo son azoles modificados que actúan sinérgicamente con otros inhibidores tales como nitritos.). presión. hasta el aluminio se puede corroer. Extensos estudios sobre IC y sobre factores que gobiernan su eficiencia se han realizado durante los últimos 20 años. mar. El uso de las etanolaminas es típico en los algunos combustibles para proteger los sistemas de contención (como tuberías y tanques). En la concepción. Se pueden utilizar aceros inoxidables. agregar productos llamados "inhibidores de corrosión". fosfatos y silicatos. aluminios.. cerámicas. FRP. hay que evitar las zonas de confinamiento. etc. calderas y "chillers". torres de enfriamiento. un circuito cerrado de agua). Un inhibidor de corrosión es una sustancia que. Dominio del ambiente Cuando se trabaja en ambiente cerrado (por ejemplo. etc. este tipo de solución es inaplicable cuando se trabaja en medio abierto (atmósfera. Su uso es en el campo de los sistemas de enfriamiento o disipadores de calor tales como los radiadores. etc. circuito abierto. La química de los inhibidores no está del todo desarrollada aún. Las sustancias utilizadas dependen tanto del metal a proteger como del medio. tales como los molibdatos.Protección contra la corrosión Elección del material La primera idea es escoger todo un material que no se corroa en el ambiente considerado. Hay que prever también la importancia de la corrosión y el tiempo en el que habrá que cambiar la pieza (mantenimiento preventivo). v..g. cuando una sustancia se oxida.[2] Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Por ejemplo. el agua oxigenada (H2O2). la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio: 2 NaI + Cl2 → I2 + 2 NaCl Esta puede desglosarse en sus dos semirreacciones correspondientes: . El ozono (O3) es un oxidante muy enérgico: Br− + O3 → BrO3− El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones. la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. se prefiere el término general de reacciones redox. La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kr y F+. es decir. Por esta razón. Suponer esto -que es un error común. en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de los gases dihidrógeno y dicloruro. el ácido nítrico (HNO3). siempre es por la acción de otra que se reduce. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones.implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos. se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente. por ejemplo. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo. la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio. existen el permanganato de potasio (KMnO4). el óxido de cromo (VII) (Cr2O7). producto de la transferencia de electrones. y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Sin embargo. Oxidación La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un compuesto cede electrones.a prueba y error y hasta los más modernos los cuales proponen la selección del inhibidor por medio de cálculos teóricos. casi como el flúor. Estas dos reacciones siempre se dan juntas. Una cede electrones y la otra los acepta. puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico. los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito sódico (NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato potásico (KBrO3)). La propia vida es un fenómeno redox. Entre otras. 2I− → I2 + 2 e− Cl2 + 2 e− → 2 Cl Otros tipos de Deterioro de los materiales El deterioro de los materiales se puede dar por las siguientes causas: Oxidación. donde no hay movimiento que resbala. . ácidos orgánicos. donde está el daño debido al producto químico más bien que a la acción mecánica. aguas superficiales. Se denomina erosión al proceso de sustracción o desgaste del relieve del suelo intacto (roca madre). corrosión. los cuales son creados por la descomposición química de las rocas mediante la acción combinada de ácidos débiles disueltos en agua superficial y meteórica. La erosión es uno de los principales actores del ciclo geográfico. cavitación. Esta definición también no puede incluir desgaste del impacto. Fatiga superficial 4. suelos. Desgaste abrasivo 3. el viento o la acción de los seres vivos. hidrólisis. por acción de procesos geológicos exógenos como las corrientes superficiales de agua o hielo glaciar. desgaste y erosión. El estudio de los procesos del desgaste es parte de la disciplina de tribology. y corrosión. desgaste es la erosión del material de a sólido superficie por la acción de otro sólido. La erosión se refiere al transporte de granos y no a la disgregación de las rocas. En ciencia material. Hay cinco procesos principales del desgaste: 1. Desgaste adhesivo 2. bacterias. Desgaste de la erosión La definición del desgaste no incluye la pérdida de dimensión de deformación plástica. acción de plantas. El material erosionado puede estar conformado por: fragmentos de rocas creados por abrasión mecánica por la propia acción del viento. materiales sometidos a esfuerzos. glaciares y expansión-contracción térmica por variaciones estacionales. Desgaste de preocupación 5. donde está un líquido el counterbody. etc. diurnas o climáticas. aunque el desgaste ha ocurrido a pesar de ningún retiro material. co/Objetos/Ingenieria/ConceptosCorrosion/imgs/FO RMAS_%20MECANISMOS_DE_CORROSION.edu.textoscientificos.php http://www.com/quimica/corrosion/tipos http://www. Ciencia e Ingenieria de los Materiales.uninorte. International Thomson Editors 1998 .ar/quimica/corrosion/ap03_corrosion.Bibliografía http://ylangylang.fisicanet.com. 3ra Edition.com/quimica/corrosion/proteccion RONALD ASKELAND.textoscientificos.htm http://www.
Report "79219489 Corrosion y Deterioro de Los Materiales"