Janeth Trejo Galindo

Telebachillerato huiloapan

Investigacin corrosin y sus posibles soluciones

Sexto semestre

Grupo u

QUE ES LA CORROSION ?Con frecuencia la corrosin se confunde con un simple proceso de oxidacin siendo en realidad un proceso mas complejo, el cual puede puntualizarse como la gradual destruccin y desintegracin de los materiales debido a un proceso electro - qumico, qumico o de erosin debido a la interaccin del material con el medio que lo rodea.

COMO OCURRE LA CORROSION ?Para el caso del fierro y del Acero, que son los materiales de construccin mas comunes, el proceso de corrosin considera la formacin de pequeas pilas galvnicas en toda la superficie expuesta, presentndose un flujo de electrones de las zonas andicas donde se disuelve el fierro hacia las zonas catdicas donde se desprende hidrogeno o se forman iones hidroxilo (lcali); para cerrar el circuito elctrico se requiere la presencia de un electrolito proporcionado por el medio. El siguiente diagrama muestra esta situacin.

Las zonas andicas y catdicas son ocasionadas por diferencias en la estructura cristalina, restos de escoria y oxido en general, as como a diferencias de composicin en la superficie de los Aceros comerciales. De acuerdo con la figura anterior, adems de los procesos en el metal tienen un papel preponderante la cantidad de oxigeno presente y la conductividad elctrica del medio. COMO CONTROLAR LA CORROSION ?A la fecha se cuenta con varios mtodos que han resultado ser los mas prcticos para controlar la corrosin del Acero, cuya seleccin para cada caso depender de las condiciones del medio y de factores tcnico - econmicos. Estos mtodos pueden justificarse a travs de un anlisis del mecanismo de corrosin mostrado en la figura, en la siguiente forma:-Proteccin catdica.El proceso de corrosin del Acero considera un flujo de electrones que abandonan la superficie metlica con la consecuente disolucin del Acero en forma de iones Fe++. Durante la proteccin catdica a travs de un circuito elctrico externo o sistema de nodos de sacrificio, se imprime corriente a la superficie metlica invirtiendo el sentido del flujo de electrones y evitando as la disolucin del fierro. Este mtodo se utiliza preferentemente en tuberas y estructuras enterradas o sumergidas.

-inhibidores de la corrosin.Este mtodo considera el uso de pequeas cantidades de compuestos orgnicos o inorgnicos capaces de formar una pelcula o barrera adherente en la superficie del Acero por atraccin elctrica o por una reaccin, evitando el acceso de los agentes corrosivos.Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas elctricas en los extremos de sus molculas capaces de ser atradas por la superficie a proteger; desafortunadamente esta atraccin no es permanente siendo necesarios una dosificacin constante en el medio. Este mtodo se utiliza preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculacin.-Uso de recubrimientos anticorrosivos.Este mtodo al igual que el anterior considera la formacin de una barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosivos a la superficie metlica; no obstante, la barrera es formada a partir de la aplicacin de una dispersin liquida de una resina y un pigmento, con eliminacin posterior del solvente, obtenindose una pelcula slida adherida a la superficie metlica. Su durabilidad esta condicionada a la resistencia que presente esta pelcula al medio agresivo. Su uso esta muy generalizado en la proteccin de estructuras e instalaciones areas o sumergidas.-Seleccin de materiales de construccinCuando las condiciones de presin y temperatura sean muy extremas o bien el medio sea excesivamente agresivo en tal forma que los mtodos anteriores no sean utilizables se puede recurrir a una seleccin adecuada de materiales (generalmente caros). La alta resistencia a la corrosin de estos materiales se basa en la formacin inicial de una capa delgada de oxido del metal y muy adherente e impermeable. A este fenmeno se le conoce como Pasivacin. Afortunadamente la frecuencia en el uso de este mtodo es menor en las instalaciones de la industria. Considerando el aspecto econmico de cada uno de estos mtodos as como sus limitaciones, las cuales necesariamente repercuten en su eficiencia de proteccin se concluye que la solucin a los problemas de corrosin esta enfocada a su control mas que a su eliminacin. Cada uno de los mtodos mencionados constituye una extensa rea de estudio dentro de la ingeniera de corrosin, existiendo gran cantidad de publicaciones y bibliografa en cada caso. En el presente seminario se considera nicamente lo concerniente a Recubrimientos Anticorrosivos.El uso de recubrimientos anticorrosivos para la proteccin de instalaciones industriales constituye una de las practicas mas comunes en el control de corrosin, tanto por su versatilidad de uso como por su bajo costo relativo. A la fecha se han desarrollado gran diversidad de recubrimientos caracterizados fundamentalmente por el tipo de resina y pigmento utilizados en su formulacin; generalmente un aumento de eficiencia va aunada a un aumento de costo, por lo que, la seleccin del tipo de recubrimiento para un caso especifico debe ser el resultado de un balance tcnico econmico. De lo anterior es posible inferir que la investigacinn actual en este campo esta orientada a recubrimientos anticorrosivos de alta eficiencia y bajo costo.Corrosin de metales.Contenido del artculo

Naturaleza de la corrosin

Corrosin electroqumica

Tipos de corrosin

Corrosin uniforme

Corrosin local

Corrosin intercristalina

Se denomina corrosin al proceso de destruccin de los metales y susaleaciones, provocado por la accin qumica o electroqumica.

La corrosin causa un enorme dao a la economa de los pases. Esto se manifiesta en la prdida irreversibles anualmente de millones de toneladas de metales. Por ejemplo, a causa de la corrosin se pierde cerca del 10% de todo el metal ferroso producido.

En una serie de industrias, aparte de las prdidas, los xidos de los metales formados como resultado de la corrosin, impurifican los productos. Para evitarlo se generan gastos adicionales, especialmente en la industria alimenticia y en la fabricacin de reactivos qumicamente puros etc.Naturaleza de la corrosinLa corrosin se subdivide en:1. Qumica.2. Electroqumica.Corrosin qumica.Por corrosin qumica se entiende la destruccin del metal u otro material por la accin de gases o lquidos noelectrolticos(gasolina,aceitesetc.).

Un ejemplo tpico de corrosin qumica es la oxidacin qumica de metales a altas temperaturas.

En la corrosin qumica, sobre la superficie del metal se forma una pelcula de xidos. La solidez de esta pelcula es diferente para los diferentes metales y aleaciones. En las aleaciones dehierroconcarbono, la pelcula de xidos es dbil, se destruye con facilidad y la oxidacin continua realizndose hacia el interior de la pieza.

En otros metales y aleaciones las pelculas de xido son muy resistentes. Por ejemplo, al oxidarse elaluminio, sobre su superficie se origina una pelcula firme de xidos que protege el metal contra la oxidacin ulterior.Corrosin electroqumica.Se denominan as a los procesos que se desarrollan por accin de electrlitos sobre el metal.

Los procesos electrolticos pueden ser muy complejos en dependencia de la naturaleza del metal y del electrlito, pero en general corresponden a una reaccin de oxidacin -reduccin, en la que el metal sufre un proceso de oxidacin y se destruye (se disuelve). Al mismo tiempo el hidrgeno presente en la solucin acuosa se reduce y se desprende oxgeno elemental de la disolucin que corroe adicionalmente el metal.

Las aguas naturales que contienensales, el aire hmedo, las soluciones cidas, de lcalis o salinas son los electrlitos mas comunes con los que entran en contacto los metales en la prctica.

La tendencia de los metales a ceder a la disolucin susiones, se llama presin de disolucin. Cada metal tiene su propia presin de disolucin. A consecuencia de esto, si se colocan diferentes metales dentro de un mismo electrlito, cada uno adquiere diferente potencial elctrico y forman paresgalvnicos.

En estos pares el metal con potencial mas bajo (mayor presin de disolucin), pasa a ser el ; nodo y se destruye, es decir se oxida o pasa a la disolucin. El segundo metal con potencial mayor acta como ctodo y no se disuelve.

Con esto se explican los procesos que se desarrollan durante la corrosin electroqumica de los metales tcnicos (aleaciones). Al sumergir tal metal en el electroltico, sus diferentes partes adquieren diferentes potenciales y como en el interior del metal estos componentes estn en corto circuito, entonces este sistema se puede considerar como un conjunto de mltiple pares galvnicos conectados.

La destruccin del metal comienza desde la superficie del sistema metal-medio y se propaga paulatinamente dentro del metal.Tipos de corrosinLas destrucciones por corrosin puede dividirse en los siguientes tipos principales:1. Corrosin uniforme.2. Corrosin local.3. Corrosin intercristalina.Corrosin uniforme.El metal se destruye en forma uniforme por toda la superficie. Este tipo de corrosin se observa con mas frecuencia en metales puros y en aleaciones del tipo desolucin solidahomogneas, dentro de medios muy agresivos, que impiden la formacin de la pelcula protectoras.Corrosin local.En este caso, la destruccin se produce en algunas regiones de la superficie del metal. La corrosin local aparece como resultado de la rotura de la capa de proteccin de xidos u otra; de los puntos afectados, la corrosin se propaga al interior del metal. Este tipo de corrosin es mas comn en aleaciones de mltiples componentes. Los defectos de la superficie (rasguos, rebabas etc.) favorecen el desarrollo de la corrosin local.Corrosin intercristalina.Se trata de la destruccin del metal o la aleacin a lo largo de los lmites de losgranos. La corrosin se propaga a gran profundidad sin ocasionar cambios notables en la superficie y por eso puede ser causa de grandes e imprevistas averas.

EN ELcaptulo anterior hemos visto una serie de casos que suelen presentarse con cierta frecuencia en la vida diaria, todos ellos atribuibles a la corrosin.Ahora bien, uno puede preguntarse por qu existe la corrosin? Podemos empezar diciendo que la corrosin de los metales es en cierto sentido inevitable, una pequea venganza que se toma la naturaleza por la continua expoliacin a que la tiene sometida el hombre. Recordemos que los metales, salvo alguna que otra rara excepcin, como los metales nobles (oro, platino, etc., se encuentran en estado nativo en la Tierra), no existen como tales en naturaleza, sino combinados con otros elementos qumicos formando los minerales, como los xidos, sulfuros, carbonatos, etc.Para la obtencin de los metales en estado puro, debemos recurrir a su separacin a partir de sus minerales, lo cual supone un gran aporte energtico. Pensemos solamente en el enorme consumo de energa elctrica que supone el funcionamiento de una acera para obtener un material tan indispensable para el desarrollo actual, como el acero. Pues bien, producido el acero, ste prcticamente inicia el periodo de retorno a su estado natural, los xidos de hierro.Esta tendencia a su estado original no debe extraar. Si despus de milenios el hierro se encuentra en los yacimientos bajo la forma de xido, es que este compuesto representa el estado ms estable del hierro respecto al medio ambiente. El mineral de hierro ms comn, la hematita, es un xido de hierro,Fe2O3. El producto ms comn de la corrosin del hierro, la herrumbre, tiene la misma composicin qumica. Un metal susceptible a la corrosin, como el acero, resulta que proviene de xidos metlicos, a los cuales se los somete a un tratamiento determinado para obtener precisamente hierro. La tendencia del hierro a volver a su estado natural de xido metlico es tanto ms fuerte, cuanto que la energa necesaria para extraer el metal del mineral es mayor. El aluminio es otro ejemplo de metal que obtenido en estado puro se oxida rpidamente, formndose sobre su superficie una capa de almina (A12O3, xido de aluminio). La razn de ello estriba en el gran aporte energtico que hay que realizar para obtener una determinada cantidad del metal a partir del mineral, bauxita (Al2O3) en este caso.Entonces, la fuerza conductora que causa que un metal se oxide es consecuencia de su existencia natural en forma combinada (oxidada). Para alcanzar este estado metlico, a partir de su existencia en la naturaleza en forma de diferentes compuestos qumicos (minerales), es necesario que el metal absorba y almacene una determinada cantidad de energa. Esta energa le permitir el posterior regreso a su estado original a travs de un proceso de oxidacin (corrosin). La cantidad de energa requerida y almacenada vara de un metal a otro. Es relativamente alta para metales como el magnesio, el aluminio y el hierro y relativamente baja para el cobre y la plata.En la tabla se presenta una lista de algunos metales, situados en orden a la cantidad de energa requerida, de mayor a menor, para convertirlos desde su estado mineral al estado metlico.Posiciones relativas de algunos metales en cuanto a la energa requerida para convertir sus minerales en metales.Mayor requerimiento de energa:PotasioMagnesioBerilioAluminioCincCromoHierroNquelEstaoCobrePlataPlatinoMenor requerimiento de energa:OroDe las diversas operaciones que deben realizarse para extraer el metal del mineral, la primordial se puede resumir en una sola palabra:reduccin. Inversamente, las transformaciones sufridas por el metal que retorna a su estado original, tambin pueden resumirse en: oxidacin.Segn esto, la corrosin puede describirse en primer trmino como una reaccin de oxidacin, semejante por tanto a cualquier oxidacin qumica. Por esto mismo, debe y puede ser regida por las leyes establecidas por la fsica y la qumica. Un metal slo podr corroerse, o sea, pasar a un estado ms oxidado, cuando sea inestable con respecto a los productos formados por su corrosin. Esta inestabilidad puede preverse en trminos energticos.La termodinmica permite realizar los balances de energa que, para el caso de los metales puros colocados en una situacin bien determinada, permitirn predecir su comportamiento; en este caso, si aparecer o no en ellos tendencia a la corrosin.La energa de un determinado sistema puede medirse en los trminos de lo que se llama la energa libre. Se pueden presentar tres casos:a)la energa libre es positiva. El metal es activo y puede haber corrosin. Es el caso ms frecuente entre los metales de uso comn (hierro, aluminio, cinc);b)la energa libre es positiva, pero el metal en vez de presentar corrosin, permanece inatacado aparentemente. Se dice que el metal est pasivo o pasivado;c)la energa libre es cero o negativa. El metal es indiferente a los agentes agresivos habituales, no siendo posible ninguna reaccin de corrosin. Es el caso de los metales nobles.Podemos resumir todo lo anterior diciendo que es posible prever el comportamiento de un determinado metal en un medio ambiente dado, ayudndonos de las predicciones que nos aporta la termodinmica. As si el sistema formado por el metal y el medio ambiente posee una energa libre positiva, es posible que tenga lugar la corrosin. Si bien los entornos o ambientes para un metal pueden ser muy especficos (pensemos por ejemplo en los metales con los que se construye un reactor nuclear), uno de los ms generales, es el ms comn a la vida humana:la atmsfera.Como se ver ms adelante, la presencia simultnea de agua (electrolito) y oxgeno (oxidante) hacen prcticamente inevitable la corrosin en estas condiciones para la mayora de los metales ms utilizados (hierro, aluminio, cinc, etc.). La reaccin de oxidacin en el sistema formado presenta una energa libre positiva. Volvemos a lo que decamos al principio:la corrosin parece inevitable.LA CORROSIN ELECTROQUMICAEn presencia de un medio acuoso, la corrosin es de naturaleza electroqumica. Tal corrosin es un proceso espontaneo que denota la existencia de una zona andica (que sufre la corrosin), una zona catdica y un electrolito, siendo imprescindible la presencia de estos tres elementos para que este tipo de corrosin pueda existir (se requiere asimismo de contacto elctrico entre la zona andica y la catdica).El trminonodose emplea para describir aquella porcin de una superficie metlica en la que tiene lugar la corrosin (disolucin) y en la cual se liberan electrones como consecuencia del paso del metal en forma de iones, al electrolito. La reaccin que sucede en el nodo, por ejemplo para el caso del cinc, es:Zn (slido) - Zn + (electrolito) + 2 electrones,o sea, una reaccin de oxidacin.Como los electrones, en un conductor metlico, se mueven en sentido compuesto al convencional,1en el nodo la corriente elctrica sale del metal para entrar a la solucin (figura 2). El trminoctodose aplica a la porcin de una superficie metlica en la cual los electrones producidos en el nodo se combinan con determinados iones presentes en el electrolito.Las reacciones catdicas ms comunes en presencia de agua son:2H++ 2 electronesH2(gas)O2(gas) + 2 H2O + 4 electrones4 OH(medio alcalino)O2(gas) + 4 H++ 4 electrones2 H2O (medio cido)

o sea, reacciones de reduccin.En el ctodo, la corriente elctrica sale del electrolito para entrar al metal (figura 2), cerrndose el circuito elctrico a travs de un conductor metlico externo.

Figura 2. Direccin del flujo de corriente entre un nodo y un ctodo en una celda de corrosin.Los componentes esenciales se presentan en la figura 2. Las flechas representan corrientes elctricas (no electrones) fluyendo a la solucin desde el nodo () al ctodo (+) y regresando desde el ctodo al nodo a travs de un hilo metlico conductor (cobre por ejemplo).La corrosin ms frecuente es toda de naturaleza electroqumica y resulta de la formacin de multitud de zonas andicas y catdicas sobre la superficie metlica, siendo el electrolito, caso de no estar el metal sumergido o enterrado, el agua de condensacin de la atmsfera, para lo cual se necesita que la humedad relativa del aire sea del orden del 70% o superior.El proceso de disolucin de un metal en un cido (por ejemplo, cinc en cido clorhdrico) es igualmente un proceso electroqumico. La infinidad de burbujas que aparecen sobre la superficie metlica corresponden a la formacin de hidrgeno,H2, gaseoso, poniendo de manifiesto la existencia de infinitos ctodos, mientras en los nodos se va disolviendo el metal.Al cambiar continuamente de posicin estas zonas andicas y catdicas, llega un momento en que el metal se disuelve continuamente. Este tipo de corrosin se caracteriza porque casi siempre es ms pronunciada en una zona que en otras, y su forma de manifestarse ms caracterstica es la aparicin de picaduras.LAS MANIFESTACIONES DE LA CORROSINComo vimos en el primer captulo, la corrosin, especialmente la de naturaleza electroqumica, se puede manifestar de muy diversas maneras.Por lo que hace referencia al metal ms comnmente empleado, el hierro, la presencia de la herrumbre constituye la manifestacin de que se est desarrollando un proceso de corrosin. Pero entonces, la pregunta que nos podramos hacer es sta: Qu hay ms all de la herrumbre?El producto primario de la oxidacin del hierro es el hidrxido ferroso blanco,Fe(OH)2que a su vez se oxida a hidrxido frrico de color rojizo,Fe(OH)3.Ayudmonos de una experiencia muy sencilla para comprender lo anterior. Veamos el ataque producido por una gota de agua salada. Esta experiencia es debida a Evans, uno de los investigadores que ms han contribuido al conocimiento de la corrosin. Evans demostr que en el caso de una gota de agua salada, las diferencias en la cantidad de oxgeno disuelto en el lquido en contacto con la superficie metlica, lo que se conoce comoaireacin diferencial, crean pilas de corrosin en las que el ataque del metal ocurre en las reas menos oxigenadas, provocando una corrosin rpida e intensa. Si se deposita una gota de agua salada (agua y cloruro de sodio) sobre la superficie horizontal de una lmina de acero perfectamente limpia y desgrasada, como en la figura 3, se puede observar, por ejemplo despus de unos 30 minutos, un precipitado en el medio de la gota..Figura 3. Ataque producido por una gota de agua salada.La parte perifrica o ms exterior de la gota, ms aireada (con un ms fcil acceso para el oxgeno) que el centro, juega el papel de lo que hemos llamado ctodo, con relacin al centro, que a su vez se convierte en nodo. Entre estas dos zonas se forma una membrana de hidrxido de hierro (herrumbre). Con ayuda de un tubo capital, se puede atravesar la membrana y comprobar la formacin en el centro de la gota de una sal ferrosa (FeCl2, cloruro ferroso).La presencia de la herrumbre es una manifestacin clara de la existencia de corrosin para el caso del hierro y sus aleaciones (aceros). Para la mayora de los metales, las manifestaciones de la corrosin pueden estudiarse en funcin de la forma o tipo de corrosin. En soluciones acuosas o en atmsferas hmedas, como ya se ha indicado, el mecanismo de ataque envuelve algunos aspectos electroqumicos. Debe de existir un flujo de electricidad desde unas ciertas reas a otras en la superficie metlica, a travs de una solucin (electrolito) capaz de conducir la electricidad, tal como el agua de mar o el agua dura (agua con un alto contenido de sales).Una solucin que conduce la electricidad es un electrolito. Su cualidad para conducir la electricidad es debida a la presencia de iones. stos, son tomos cargados positiva o negativamente o bien agrupaciones de tomos con una cierta carga elctrica, en solucin.El agua pura est ionizada en proporcin muy pequea. Slo una mnima fraccin de las molculas de agua se disocia en iones hidrgeno,H+(protones), y iones hidroxilo,OH. El in hidrgeno se une a una molcula de agua,H2O, para formar un in hidronio,H3O+, aunque por facilidad lo representaremos porH+.La disociacin del agua, H2O, puede representarse as:

H2OH++ OH

A efectos prcticos, el agua es un aislador casi perfecto. Entonces, cabra preguntarse por qu una sustancia inica disuelta en agua produce iones? La respuesta est en las propiedades dielctricas del agua, o, en otras palabras, en las propiedades polares de las molculas de agua. Cada molcula de agua es un pequeo dipolo, esto es, sus cargas positiva y negativa no coinciden. Podemos representar estos dipolos de un modo exagerado por estructuras de forma oval.Alrededor de un in positivo habrn agrupadas un cierto nmero de molculas de agua con sus extremos negativos prximos al catin. De modo anlogo, los extremos positivos de algunas molculas de agua se agruparn alrededor del in negativo. De acuerdo con esta explicacin, los iones de las sustancias disueltas deben estar libres en cualquier disolvente polar, como lo es el agua, como as ocurre en realidad.Un electrolito capaz de formar un ambiente corrosivo puede ser, en principio, cualquier solucin, lluvia o incluso la humedad condensada del aire. Puede abarcar desde el agua dura o salada hasta los cidos y lcalis fuertes.Los nodos y ctodos involucrados en un proceso de corrosin se conocen comoelectrodos. Los electrodos pueden consistir en dos diferentes tipos de metal. En elelectrodo negativo(nodo) es donde tiene lugar la corrosin.Podemos resumir lo anterior diciendo que para que exista corrosin deben cumplirse unas ciertas condiciones mnimas. stas son:1. Debe haber un nodo y un ctodo.2. Debe existir un potencial elctrico entre los dos electrodos (nodo y ctodo).3. Debe haber un conductor metlico que conecte elctricamente el nodo y el ctodo.4. Tanto el nodo como el ctodo deben estar sumergidos en un electrolito conductor de la electricidad, el cual est ionizado.Una vez cumplidas estas condiciones, puede circular una corriente elctrica dando lugar a un consumo de metal (corrosin) en el nodo.La diferencia de potencial creada entre el nodo y el ctodo provoca una migracin de electrones desde elnodo al ctodoa lo largo del conductor metlico externo, un alambre de cobre por ejemplo, como se indica en la figura 4.

Figura 4. Sentido del flujo de electrones y del flujo convencional de la corriente elctrica en una celda de corrosin.En el nodo, al perder electrones, quedan iones hierro cargados positivamente,Fe2+, los cuales pueden combinarse con iones cargados negativamente,OH, que se encuentran en las inmediaciones del nodo, pudindose formar ocasionalmente hidrxido ferroso,Fe(OH)2, el cual puede reaccionar con posterioridad para formar hidrxido frrico,Fe(OH)3, la familiar y conocida herrumbre.En el ctodo y procedentes del nodo van llegando, a travs del conductor metlico externo, electrones. Estos electrones cargados negativamente, al llegar a la interfase ctodo-solucin, se combinan con los iones hidrgeno cargados positivamente,H+, para formar hidrgeno gas,H2. Cuando los iones hidrgeno se convierten en hidrgeno gaseoso, al combinarse con los electrones procedentes del nodo, se crea un exceso de ionesOHen las inmediaciones del ctodo. Este exceso de ionesOHhace que aumente la alcalinidad y, por tanto, el pH del electrolito adyacente al ctodo.Desde un punto de vista conceptual, hay algunos puntos de importancia que conviene aclarar por lo que respecta al flujo de la corriente elctrica. El concepto convencional de corriente supone un flujo desde un potencial positivo (+) a un potencial negativo (). Esto puede llevar a una cierta confusin, ya que la representacin convencional del flujo de la corriente elctrica es precisamente en la direccin opuesta al flujo de los electrones, como se indica en la figura 4.Conviene recordar los siguientes puntos, en los trminos del flujo de corrientes convencionales:1)La corriente elctrica, de acuerdo con la convencin, circula desde el polo positivo (+) al negativo (-) en un circuito elctrico. Esto indica que en nuestro caso la corriente circular del ctodo hacia el nodo, a travs del conductor metlico.2)En el electrolito, el transporte de la corriente elctrica tendr lugar entonces del nodo al ctodo.3)Habr un consumo y por tanto la consiguiente prdida de metal, en aquellos lugares delnodo en que la corriente abandone el electrodo para pasar al electrolito.PRODUCCIN DE UNA CORRIENTE ELCTRICA EN UN PROCESO DE CORROSINPodemos plantear un experimento sencillo para visualizar la produccin de una corriente elctrica en un proceso de corrosin. La produccin de una corriente elctrica por aireacin diferencial fue llevada a cabo en el ao de 1923 por el profesor Ulick R. Evans y por este motivo se lo conoce como experimento de Evans. En la figura 5. se presentan los detalles del mismo.

Figura 5. Produccin de una corriente elctrica por aireacin diferencial. Experimento de Evans.

Dos muestras de hierro se conectan a travs de un ampermetro, con el cero en el centro de la escala, y se colocan en una solucin de una sal, separadas por una membrana porosa. Cuando se hace pasar aire u oxgeno hacia el compartimiento de la izquierda, se puede observar el paso de una corriente elctrica a travs del ampermetro y la corrosin del hierro situado en el compartimiento de la derecha, en el cual precisamente no hay oxgeno.Parece evidente entonces que la presencia del oxgeno en el compartimiento izquierdo est promoviendo la corrosin del hierro precisamente en el compartimiento donde no hay oxgeno. Si se mueve la llave de tres pasos de manera que el oxgeno (aire) pase ahora al compartimiento de la derecha en vez del de la izquierda, la direccin de la corriente, observable en el ampermetro, cambia progresivamente, al mismo tiempo que se puede observar que la corrosin del hierro tiene lugar en el compartimiento en que no hay oxgeno, el de la izquierda. Tales hechos pueden explicarse fcilmente, si se tiene en cuenta que la mayora de las reacciones involucradas no son de naturaleza qumica sino electroqumica.Las reacciones qumicas son reacciones en las cuales toman parte nicamente especies qumicas. Por ejemplo, la disociacin qumica del agua (H2O) en sus iones,H+y OH

H2O H++ OHLas reacciones electroqumicas, en cambio, son reacciones en las cuales no slo toman parte especies qumicas, sino tambin cargas elctricas, por ejemplo, electrones negativos. Dos ejemplos de reacciones electroqumicas lo constituyen la reaccin de los iones hidrgeno a hidrgeno gas:

4 H++ 4 e = 2 H2

y la oxidacin del agua a oxgeno gas:2 H2O = 4 H++ O2+ 4 eLa combinacin de estas dos reacciones electroqumicas conduce a la reaccin qumica global de descomposicin del agua.2 H2O = 2 H2+ O2Para estudiar las reacciones electroqumicas es conveniente utilizar el concepto de potencial de electrodo, el cual veremos con detalle en el captulo siguiente. Podemos adelantar que si un metal est en contacto con un electrolito, su potencial electrdico ser precisamente el potencial elctrico de este electrodo medido con respecto al potencial elctrico de un electrodo de referencia.IMPORTANCIA DE LA CORROSIN EN LA PRODUCCIN Y EN EL DESARROLLO ECONMICO Y SOCIALUn estudio reciente efectuado por el National Bureau of Standards de los Estados Unidos (Efectos econmicos de la corrosin metlica en los Estados Unidos, Departamento de Comercio, 1979) seala que tomando como base el ao 1975, los costos totales de la corrosin metlica pueden estimarse del orden de los 70 billones de dlares, lo cual supone un 4.2% del Producto Nacional Bruto(PNB). El estudio seala que aproximadamente un 15%, o sea 10.5 billones de dlares (0.6% delPNB) pudiera haberse evitado. En un pas de un nivel de desarrollo tecnolgico ms parecido a Mxico, como Egipto, se ha realizado un estudio similar. Durante una investigacin en la que se invirti un periodo de 3 aos, se evaluaron los efectos econmicos provocados por la corrosin de los materiales metlicos, los cuales se estimaron en aproximadamente 475 millones de dlares, un 4.9% delPNBde Egipto.Los estudios de que disponemos hasta la fecha han sido realizados entre 1949 y 1979 y provienen bsicamente de 9 pases. Los resultados globales estn reproducidos en la siguiente tabla, con la indicacin del costo total de la corrosin expresado en dlares americanos del valor del ao de estudio. Asimismo y en aquellos casos en que ha sido posible, se expresa el porcentaje del Producto Nacional Bruto para el ao en que se realiz el estudio.Costo de la corrosin por ao.AoPasEn millones dedlares EUAEn % del PNB

1949EUA5 500

1960-61India320

1964Suecia58 a 77

1965Finlandia47 a 620.58 a 0.77

1968-69RFA6 0003.0

1969URSS6 7002.0

1969Gran Bretaa3 2003.5

1973Australia5501.5 a 3.0

1974URSS18 8504.1

1975EUA70 0004.2

1976 77Japn9 2001.8

Para varios de los pases de que se dispone de datos, el costo de la corrosin representa aproximadamente entre un 2 y un 4% delPNB.No existen muchos datos sobre cmo se reparten estos costos. El estudio realizado en la Gran Bretaa, conocido como informe Hoar, precisa que para este pas los costos debidos a la corrosin soportados por algunos sectores industriales, se pueden desglosar aproximadamente as: transportes (26%), naval (21%), la industria de la construccin (18%), el petrleo y la qumica (13%), etc. Muchos de los estudios efectuados han sealado que entre un 20 y un 25% del costo total de la corrosin pudiera haberse evitado, mediante una mejor aplicacin de las diferentes tcnicas anti-corrosin existentes, y con una mayor toma de conciencia de los riesgos que conlleva la corrosin. Mas all de la frialidad de los nmeros y de los porcentajes del Producto Nacional Bruto, los problemas derivados de la corrosin se dejan sentir en tres vertientes:1)econmica (prdidas directas e indirectas);2)conservacin de recursos (agotamiento de las reservas naturales);3)seguridad humana (fallos fatales en medios de transporte, corrosin de bidones que contienen residuos radioactivos, escapes en tuberas de refrigeracin de plantas nucleares, etc.)La prdida de vidas humanas es, desgraciadamente, una posibilidad que se puede presentar como una consecuencia directa o indirecta de la corrosin. De qu datos se dispone en Mxico para realizar un estudio semejante al efectuado en otros pases sobre los costos de la corrosin? No disponen a la fecha los autores del presente libro de un estudio, siquiera aproximado, de lo que pueden suponer las prdidas debidas a la corrosin.Una encuesta realizada muy recientemente sobre los problemas que plantea la corrosin a la Industria Qumica Mexicana (Ciencia y Desarrollonm. 64 p. 103, septiembre-octubre 1985) ha sealado la incidencia del fenmeno en ms de un 90% de las empresas que contestaron la encuesta. Ello habla por s mismo de la gravedad del problema, y seguramente a nivel nacional, englobando a todos los sectores productivos, representa una cantidad ms que respetable de dinero. No obstante, no son tanto los indicadores econmicos lo preocupante, sino la incidencia que la corrosin tiene en la seguridad humana. El costo social de la corrosin puede llegar a ser tan elevado que debera prestrsele una mayor atencin por el lado de las autoridades, empezando por la propia toma de conciencia personal. Lo "normal" desgraciadamente entre los utilizadores de metales en su mayor o menor grado de ignorancia acerca del cmo y cundo puede ocurrir la corrosin y el modo de prevenirla o evitarla.A la corrosin, en los apretados programas de las carreras tcnicas, si acaso, se le reserva el papel de una materia optativa, muchas veces para cubrir unos crditos sobrantes al finalizar los estudios de ingeniera. La preparacin de los profesionales que tienen que ver con la utilizacin de materiales metlicos, redundara en una acertada utilizacin de los recursos anticorrosivos de que se dispone a la fecha y con ello se conseguira un considerable ahorro en la monstruosa cifra que anualmente representan las prdidas originadas por la corrosin.En estos das de recortes presupuestales, de ahorro de energa y de conservacin de los recursos naturales, parece increble que no se haga an nada al respecto.NOTAS1El sentido de una corriente elctrica se define como el sentido del movimiento de las cargas libres. Sin embargo, surge la dificultad de que en un conductor electroltico estn en movimiento en sentidos opuestos cargas libres de ambos signos (cationes y aniones).Cualquiera que fuera el sentido asignado a la corriente, habra cargas movindose en sentido opuesto. Ya que ha de adoptarse algn convenio, se ha coincidido en hablar del sentido de una corriente como si los portadores fueran todos cargas positivas.En un conductor metlico, slo son libres las cargas negativas o electrones libres. De aqu que toda la corriente en un conductor metlico se produce por el movimiento de cargas negativas y, por tanto, los electrones se mueven en sentido opuesto al convencional.

Bibliografa:http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/09/htm/sec_7.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n

http://www.nervion.com.mx/web/conocimientos/anticorrosivos.php