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¿Qué es la corrosión? – Definición y Prevención

¿Qué es la corrosión?

La corrosión es un proceso natural cuando un metal refinado se convierte naturalmente a una forma más estable, como su estado de óxido, hidróxido o sulfuro, lo que conduce al deterioro del material. Es la destrucción gradual de materiales (generalmente un metal) por reacciones químicas y/o electroquímicas con su entorno.

La capacidad de los procesos electroquímicos para descomponer los compuestos en elementos o para crear nuevos compuestos puede ser tanto destructiva como productiva. La corrosión es un resultado muy común de reacciones electroquímicas entre materiales y sustancias en su entorno.

La corrosión es un problema peligroso y extremadamente costoso. Debido a esto, los edificios y los puentes pueden colapsar, los oleoductos se rompen, las plantas químicas tienen fugas y los baños se inundan. Los contactos eléctricos corroídos pueden causar incendios y otros problemas, los implantes médicos corroídos pueden provocar envenenamiento de la sangre y la contaminación del aire ha causado daños por corrosión en obras de arte en todo el mundo. La corrosión amenaza la eliminación segura de los desechos radiactivos que deben almacenarse en contenedores durante decenas de miles de años.

Los tipos más comunes de corrosión resultan de reacciones electroquímicas. La corrosión general ocurre cuando la mayoría o todos los átomos en la misma superficie metálica se oxidan, dañando toda la superficie. La mayoría de los metales se oxidan fácilmente:tienden a perder electrones por el oxígeno (y otras sustancias) en el aire o en el agua. A medida que el oxígeno se reduce (gana electrones), forma un óxido con el metal.

Cuando la reducción y la oxidación tienen lugar en diferentes tipos de metales en contacto entre sí, el proceso se denomina corrosión galvánica. En la corrosión electrolítica, que ocurre más comúnmente en equipos electrónicos, el agua u otra humedad queda atrapada entre dos contactos eléctricos que tienen un voltaje eléctrico aplicado entre ellos. El resultado es una celda electrolítica no deseada.

Tome una estructura de metal como la Estatua de la Libertad. Se ve fuerte y permanente. Sin embargo, como casi todos los objetos metálicos, puede volverse inestable al reaccionar con sustancias en su entorno y deteriorarse.

Química de la corrosión

La química de la corrosión es compleja; se puede considerar un fenómeno electroquímico. Durante la corrosión en un punto particular de la superficie de un objeto hecho de hierro, se produce la oxidación y ese punto se comporta como un ánodo.

Los electrones liberados en este punto anódico se mueven a través del metal y van a otro punto del metal y reducen el oxígeno en ese punto en presencia de H+ (que se cree que está disponible a partir del H2CO3 formado debido a la disolución del dióxido de carbono del aire en agua en condiciones de aire húmedo de la atmósfera.

Los iones de hidrógeno en el agua también pueden estar disponibles debido a la disolución de otros óxidos ácidos de la atmósfera). Este punto se comporta como un cátodo.

Causas de la corrosión

El metal se corroe cuando reacciona con otra sustancia como el oxígeno, el hidrógeno, una corriente eléctrica o incluso la suciedad y las bacterias. La corrosión también puede ocurrir cuando los metales como el acero se someten a demasiada tensión, lo que hace que el material se agriete.

Algunas de las causas principales y populares de la corrosión son las siguientes:

Corrosión del Hierro

La corrosión del hierro es la destrucción de un material metálico que contiene el elemento hierro (Fe) debido a reacciones químicas con el oxígeno (O2) y el agua en el ambiente circundante, lo que crea un óxido de hierro rojo comúnmente llamado óxido. El óxido también puede afectar a las aleaciones de hierro como el acero.

La oxidación del hierro también puede ocurrir cuando el hierro reacciona con el cloruro en un ambiente privado de oxígeno, mientras que el óxido verde, que es otro tipo de corrosión, puede formarse directamente a partir del hierro metálico o del hidróxido de hierro.

La corrosión del hierro se caracteriza generalmente por la formación de óxido debido a un proceso electroquímico en presencia de agua, oxígeno y una solución salina electrolítica. Por lo tanto, la remediación de una o todas estas fuentes de reactivos se puede utilizar para reducir la tasa de corrosión en un metal determinado.

Cuando el hierro reacciona con agua y oxígeno, se forma hidróxido de hierro (II). Este último reacciona además con el oxígeno y el agua para formar óxido de hierro (III) hidratado, ampliamente conocido como óxido.

Tipos de corrosión

Hay muchos tipos diferentes de corrosión que son visibles a simple vista:

Estos son los tipos de corrosión más comunes, expliquemos el mecanismo subyacente de cada uno.

1. CORROSIÓN UNIFORME

La corrosión uniforme es la variante más común de la corrosión. Esta corrosión ocurre naturalmente cuando el acero al carbono se deteriora a través de una reacción química o electroquímica con el ambiente circundante que deteriora toda la superficie, corroyéndola 'uniformemente'. Este tipo de corrosión es la más extendida, pero es predecible y puede manejarse usando medidas preventivas.

2. CORROSIÓN LOCALIZADA

La corrosión localizada se presenta en muchas variaciones, como picaduras, corrosión por grietas y corrosión filiforme.

Corrosión por picaduras

La corrosión por picaduras, también conocida como picaduras, es otra forma localizada de corrosión que ocurre en las superficies metálicas. Las picaduras generalmente se manifiestan como cavidades u orificios de diámetro pequeño en la superficie del objeto, mientras que el resto de la superficie metálica permanece sin unir. Esta forma de corrosión también es altamente penetrante y se considera uno de los tipos de corrosión más peligrosos porque es difícil de predecir y tiene tendencia a causar fallas repentinas y extremas.

Las picaduras generalmente se originan en áreas de la superficie metálica donde existen inconsistencias en la película protectora pasiva. Estas inconsistencias pueden deberse a daños en la película, mala aplicación del recubrimiento o depósitos extraños en la superficie del metal.

Las áreas donde la pasividad se ha reducido o perdido ahora se convierten en el ánodo, mientras que las regiones circundantes actúan como el cátodo. En presencia de humedad, el ánodo y el cátodo forman una celda de corrosión donde el ánodo (es decir, las áreas desprotegidas por la película pasiva) se corroe. Debido a que la corrosión se limita a un área localizada, las picaduras tienden a penetrar el espesor del material

Corrosión en grietas

La corrosión por grietas es un tipo de corrosión localizada altamente penetrante que ocurre en o directamente adyacente a los espacios o grietas en la superficie de un metal. Estas grietas pueden ser el resultado de una conexión entre dos superficies (metal con metal o metal con no metal), o por una acumulación de depósitos (suciedad, barro, bioincrustaciones, etc.).

Este tipo de corrosión se caracteriza por el deterioro en el área de la grieta mientras que las áreas circundantes del sustrato metálico no se ven afectadas. Uno de los principales criterios para el desarrollo de la corrosión en grietas es la presencia de agua estancada dentro de la grieta. Esta falta de movimiento de fluidos da lugar al agotamiento del oxígeno disuelto y una abundancia de iones positivos en la grieta.

Esto conduce a una serie de reacciones electroquímicas que alteran la composición del fluido y lo vuelven de naturaleza ácida. El líquido ácido en la grieta rompe la capa pasiva del metal y la vuelve vulnerable al ataque de la corrosión.

Corrosión filiforme

Esta corrosión ocurre debajo de superficies que han sido pintadas o revestidas. Los defectos en la pintura o el revestimiento permiten la entrada de agua, lo que provoca corrosión debajo de la capa protectora y debilita la estructura.

3. CORROSIÓN GALVÁNICA

La corrosión galvánica es el resultado de un conjunto muy específico de condiciones. Solo se encuentra en entornos donde hay metales electroquímicamente diferentes en contacto eléctrico que también están expuestos a un electrolito. Esta corrosión ocurre cuando se produce un acoplamiento galvánico entre los metales anódico y catódico. El ánodo se corroe más rápido al estar acoplado, mientras que el cátodo se deteriora más lentamente.

4. AGRIETAMIENTO AMBIENTAL

Este proceso de corrosión ocurre cuando surgen condiciones ambientales que afectan negativamente al acero al carbono. Los productos químicos, la tensión y las temperaturas pueden crear condiciones que produzcan agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), fatiga por corrosión, fragilización del metal líquido y agrietamiento inducido por hidrógeno.

5. CORROSIÓN INTERGRANULAR Y ASISTIDA POR FLUJO

La corrosión asistida por flujo ocurre cuando la capa protectora de óxido se disuelve con el tiempo por el flujo de viento o agua. Esta corrosión expone el óxido en la superficie del metal, exponiendo las capas posteriores a una mayor corrosión.

La corrosión intergranular ataca los límites de grano del metal, a menudo como resultado de las impurezas del metal. Las impurezas están frecuentemente presentes en concentraciones más altas cerca de estos límites de grano, haciéndolos más susceptibles a este tipo de corrosión.

6. CORROSIÓN POR FRESTAJE

Este tipo de corrosión ocurre cuando el peso, la vibración o el desgaste repetidos provocan hoyos y ranuras en la superficie del metal. Esto ocurre con mayor frecuencia en piezas de maquinaria en movimiento o superficies que sufren vibraciones mientras se transportan de un lugar a otro.

4. CORROSIÓN A ALTA TEMPERATURA

La corrosión a alta temperatura puede ocurrir por oxidación, sulfuración o carbonización, o por combustibles que contienen vanadio. Los sulfatos también pueden formar compuestos corrosivos que atacarán el acero al carbono, que normalmente es resistente a las altas temperaturas y la corrosión.

8. CORROSIÓN DEL SUELO

La corrosión del suelo se observa cuando el acero al carbono se expone a la humedad y al oxígeno del suelo circundante. Los suelos con alto contenido de humedad, alta conductividad eléctrica, alta acidez y alto contenido de sales disueltas son los más corrosivos.

Debido a que el acero al carbono representa aproximadamente el 85 % de la producción total de acero en todo el mundo, es necesario conocer las cosas que lo dañan. Los esfuerzos para comprender y gestionar la corrosión del acero al carbono pueden ayudar a mitigar y mitigar los altos costos asociados con esta preocupación común.

Efecto de la Corrosión

Algunos de los efectos de la corrosión incluyen un deterioro significativo de los monumentos naturales e históricos, así como un mayor riesgo de fallas catastróficas en los equipos. La contaminación del aire provoca corrosión y está empeorando en todo el mundo.

El costo anual mundial de la corrosión metálica se estima en más de $ 2 billones, sin embargo, los expertos creen que el 25 - 30% podría prevenirse con una protección anticorrosiva adecuada. Los proyectos de construcción mal planificados pueden llevar a que una estructura corroída necesite ser reemplazada, lo cual es un desperdicio de recursos naturales y contradictorio con las preocupaciones globales sobre la sostenibilidad. Además, la corrosión puede generar problemas de seguridad, pérdida de vidas, costos indirectos adicionales y daños a la reputación.

Los efectos directos de la corrosión pueden incluir:

Cómo prevenir la corrosión

Existen varias formas rentables de prevenir la corrosión, entre ellas:

Puede evitar la corrosión seleccionando el derecho:

1. Tipo de metal

Una forma sencilla de prevenir la corrosión es utilizar un metal resistente a la corrosión como el aluminio o el acero inoxidable. Según la aplicación, estos metales se pueden usar para reducir la necesidad de protección adicional contra la corrosión.

2. Recubrimientos protectores

La aplicación de una capa de pintura es una forma rentable de prevenir la corrosión. Los revestimientos de pintura actúan como una barrera para evitar la transferencia de cargas electroquímicas de la solución corrosiva al metal que se encuentra debajo.

Otra posibilidad es aplicar un recubrimiento en polvo. En este proceso, se aplica un polvo seco a la superficie metálica limpia. Luego, el metal se calienta, lo que fusiona el polvo en una película suave e ininterrumpida. Se pueden usar varias composiciones de polvo diferentes, que incluyen acrílico, poliéster, epoxi, nailon y uretano.

3. Medidas Ambientales

La corrosión es causada por una reacción química entre el metal y los gases en el ambiente circundante. Al tomar medidas para controlar el medio ambiente, estas reacciones no deseadas pueden minimizarse.

Esto puede ser tan simple como reducir la exposición a la lluvia o al agua de mar, o medidas más complejas, como controlar las cantidades de azufre, cloro u oxígeno en el entorno circundante. Un ejemplo de esto sería tratar el agua de las calderas de agua con suavizantes para ajustar la dureza, la alcalinidad o el contenido de oxígeno.

4. Revestimientos de sacrificio

El recubrimiento de sacrificio implica recubrir el metal con un tipo de metal adicional que es más probable que se oxide; de ahí el término "revestimiento de sacrificio".

Hay dos técnicas principales para lograr un recubrimiento de sacrificio:protección catódica y protección anódica.

Protección Catódica

El ejemplo más común de protección catódica es el recubrimiento de acero de aleación de hierro con zinc, un proceso conocido como galvanizado. El zinc es un metal más activo que el acero, y cuando comienza a corroerse se oxida lo que inhibe la corrosión del acero.

Este método se conoce como protección catódica porque funciona haciendo del acero el cátodo de una celda electroquímica. La protección catódica se utiliza para tuberías de acero que transportan agua o combustible, tanques de calentadores de agua, cascos de barcos y plataformas petroleras en alta mar.

Protección anódica

La protección anódica consiste en recubrir el acero de aleación de hierro con un metal menos activo, como el estaño. El estaño no se corroerá, por lo que el acero estará protegido mientras el revestimiento de estaño esté en su lugar. Este método se conoce como protección anódica porque convierte al acero en el ánodo de una celda electroquímica.

La protección anódica se aplica a menudo a los tanques de almacenamiento de acero al carbono que se utilizan para almacenar ácido sulfúrico y soda cáustica al 50 %. En estos entornos, la protección catódica no es adecuada debido a los requisitos de corriente extremadamente altos.

Inhibidores de corrosión

Los inhibidores de corrosión son sustancias químicas que reaccionan con la superficie del metal o los gases circundantes para suprimir las reacciones electroquímicas que conducen a la corrosión. Funcionan aplicándose a la superficie de un metal donde forman una película protectora. Los inhibidores se pueden aplicar como una solución o como una capa protectora utilizando técnicas de dispersión. Los inhibidores de corrosión se aplican comúnmente a través de un proceso conocido como pasivación.

Pasivación

En la pasivación, una capa ligera de material protector, como el óxido de metal, crea una capa protectora sobre el metal que actúa como barrera contra la corrosión. La formación de esta capa se ve afectada por el pH ambiental, la temperatura y la composición química circundante.

Un ejemplo notable de pasivación es la Estatua de la Libertad, donde se ha formado una pátina azul verdosa que en realidad protege el cobre que se encuentra debajo. Los inhibidores de corrosión se utilizan en trabajos de refinación de petróleo, producción química y tratamiento de agua.

Modificación del diseño

Las modificaciones de diseño pueden ayudar a reducir la corrosión y mejorar la durabilidad de los revestimientos protectores anticorrosivos existentes. Idealmente, los diseños deben evitar atrapar polvo y agua, fomentar el movimiento del aire y evitar grietas abiertas. Asegurarse de que el metal sea accesible para un mantenimiento regular también aumentará la longevidad.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la explicación de la corrosión?

La corrosión es el deterioro de un material como resultado de su interacción con su entorno y puede ocurrir en cualquier punto o en cualquier momento durante el procesamiento de petróleo y gas natural. Aunque esta definición es aplicable a cualquier tipo de material, normalmente se reserva para las aleaciones metálicas.

¿Qué causa la corrosión?

La corrosión general ocurre cuando la mayoría o todos los átomos en la misma superficie metálica se oxidan, dañando toda la superficie. La mayoría de los metales se oxidan fácilmente:tienden a perder electrones por el oxígeno (y otras sustancias) en el aire o en el agua. A medida que el oxígeno se reduce (gana electrones), forma un óxido con el metal.

¿Cuáles son los 3 tipos de corrosión?

Tipos de corrosión y prevención:

¿La corrosión se oxida?

La corrosión incluye el óxido. El óxido es un tipo de corrosión. La corrosión es el proceso por el cual ciertos materiales, metales y no metales, se deterioran como resultado de la oxidación. La oxidación es la oxidación del hierro en presencia de aire y humedad.

¿Qué es la corrosión 10?

La destrucción gradual de los metales puros por la acción del aire, la humedad o una sustancia química (como un ácido) en su superficie se denomina corrosión. Cuando un objeto de hierro se mantiene en aire húmedo durante un tiempo considerable, se forma en su superficie una sustancia de color marrón rojizo llamada óxido. La corrosión del hierro se llama "oxidación".

¿Cómo se forma el óxido?

Cuando las sustancias ácidas (incluida el agua) entran en contacto con metales, como el hierro y/o el acero, comienza a formarse óxido. El óxido es el resultado de la corrosión del acero después de que las partículas de hierro (Fe) hayan estado expuestas al oxígeno y la humedad (p. ej., humedad, vapor, inmersión).

¿Cuál es el efecto de la corrosión?

Algunos de los efectos de la corrosión incluyen un deterioro significativo de los monumentos naturales e históricos, así como un mayor riesgo de fallas catastróficas en los equipos. La contaminación del aire provoca corrosión y está empeorando en todo el mundo.

¿Cuáles son los 6 tipos principales de corrosión?

Tipos de corrosión que requieren un examen para identificar con precisión

¿Qué tipo de metales se corroen?

Técnicamente, solo el hierro y las aleaciones que contienen hierro pueden oxidarse. Otros metales, incluidos los metales preciosos como el oro y la plata, pueden corroerse de manera similar.

¿Qué es la fórmula del óxido?

El óxido es óxido férrico hidratado y su fórmula química es Fe2 O3 .

¿El oro se oxida o se corroe?

En su forma pura, el oro no se oxida ni se deslustra ya que no se combina fácilmente con el oxígeno. Es por eso que el oro puro se mantiene tan brillante como lo hace. Cuando se trata de joyas de oro, es muy raro encontrar piezas de joyería de oro puro.

¿El aluminio se corroe?

El óxido es un tipo de corrosión (el desgaste del metal) y, en pocas palabras, el aluminio no se oxida, pero sí se corroe. Aunque estos términos a menudo se usan indistintamente, son fundamentalmente diferentes. Como ocurre con cualquier metal, cuando entra en contacto con el oxígeno, se forma una capa de óxido sobre el aluminio.

¿Por qué es rojo óxido?

Cuando el metal se expone a grandes volúmenes de agua y oxígeno, el hierro se oxida con un contaminante, esto crea óxido "rojo".

¿Cómo afecta la corrosión a nuestra salud?

Las cosas que son corrosivas pueden destruir (o al menos dañar) el metal. Pero eso no es todo. Eventualmente, los corrosivos pueden causar daño no solo al metal, sino también al tracto digestivo humano, el tracto respiratorio, los ojos y la piel.

¿Cómo afecta la corrosión al medio ambiente?

Además de nuestros encuentros cotidianos con esta forma de degradación, la corrosión provoca el cierre de plantas, el desperdicio de recursos valiosos, la pérdida o contaminación del producto, la reducción de la eficiencia, el mantenimiento costoso y el sobrediseño costoso. También puede poner en peligro la seguridad e inhibir el progreso tecnológico.

¿Qué problemas puede causar el óxido?

¿Se puede producir corrosión sin oxígeno?

La corrosión microbiana, comúnmente conocida como corrosión influenciada microbiológicamente (MIC), es causada por microorganismos. Se aplica tanto a materiales metálicos como no metálicos con o sin oxígeno. Cuando no hay oxígeno, las bacterias reductoras de sulfato están activas y producen sulfuro de hidrógeno, lo que provoca el agrietamiento por tensión del sulfuro.

¿Qué metales se corroen más rápido?

El zinc y el acero simple se corroyeron más rápido en todas las soluciones. Sorprendentemente, el aluminio, que es más alto en la serie de reactividad que el zinc, mostró poca corrosión.

¿Cuáles son los 8 tipos de corrosión?

Hay muchos tipos diferentes de corrosión que son visibles a simple vista:corrosión uniforme, picaduras, corrosión por grietas, corrosión filiforme, corrosión galvánica, agrietamiento ambiental y corrosión por contacto, por nombrar algunos. Revisemos cómo se producen estos tipos de corrosión y cómo pueden dañar el acero al carbono.

¿El óxido es férrico o ferroso?

Óxido es el término que usamos para describir los óxidos de hierro rojo producidos cuando los metales ferrosos se corroen. El óxido es el nombre común de las sustancias químicas que resultan cuando el hierro reacciona con el oxígeno y el agua.

¿Qué puede corroer el platino?

El metal no se oxida en el aire a ninguna temperatura, pero se corroe con halógenos, cianuros, azufre y álcalis cáusticos. Es insoluble en ácido clorhídrico y nítrico pero se disuelve cuando se mezclan como agua regia, formando ácido cloroplatínico.

¿Qué metal no se oxida al aire libre?

Para este tipo de aplicaciones, el aluminio y el acero inoxidable son opciones populares. El aluminio no se oxida, por lo que es seguro usarlo en exteriores.

¿El óxido te puede envenenar?

El óxido se compone de una combinación de átomos de hierro y oxígeno. No se sabe que este compuesto, un tipo de óxido de hierro, sea dañino para los humanos si entra en contacto con la piel. Tener manchas de óxido en la piel no representa ningún riesgo para la salud.

¿Puede el acero oxidarse sin oxígeno?

La oxidación no puede ocurrir sin agua y oxígeno. El agua ayuda al hierro a reaccionar con el oxígeno rompiendo la molécula de oxígeno. Durante las etapas iniciales de la oxidación, el hierro pierde electrones y el oxígeno gana electrones.

¿Cuál es un ejemplo de corrosivo?

Los ácidos y las bases son materiales corrosivos comunes. Los corrosivos como estos también se denominan a veces cáusticos. Los ejemplos típicos de corrosivos ácidos son el ácido clorhídrico (muriático) y el ácido sulfúrico. Ejemplos típicos de corrosivos básicos son el hidróxido de sodio y la lejía.


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