Factores Determinantes en la Oxidación y Corrosión

Principales Factores Influyentes

La corrosión y oxidación de los metales dependen de varios elementos interrelacionados. Es fundamental conocerlos para implementar medidas preventivas efectivas.

1. Clase y Estado del Metal

Es primordial considerar la naturaleza del metal y su condición actual. Esto implica conocer:

• Su composición química.
• Su constitución y estructura.
• Las impurezas que contiene.
• Los procedimientos de elaboración y los tratamientos térmicos aplicados.

2. Medio Ambiente Circundante

El ataque al metal se origina en el medio en el que se encuentra. Un conocimiento detallado de este medio facilita la predicción del tipo de corrosión y las estrategias para evitarla. Se debe conocer:

• Su naturaleza química.
• El porcentaje de oxígeno disuelto.
• El índice de acidez (pH).
• La presión y la temperatura.

3. Tipo de Contacto entre el Metal y el Medio

La interacción se define por:

• La forma de la pieza.
• El estado de la superficie.
• Las condiciones de inmersión.

Clasificación de los Tipos de Corrosión

Corrosión sin Solicitaciones Mecánicas

• Corrosión Plana Uniforme: Se manifiesta de manera casi homogénea sobre toda la superficie del metal.
• Corrosión en Forma de Picadura (Pitting): Se localiza únicamente en puntos específicos de la superficie.
• Corrosión en Forma de Fisura: Ocurre en presencia de humedad y se debe a la diferencia de concentración de oxígeno en el agua.
• Corrosión de Contacto (Galvánica): Se presenta al unir dos metales con potenciales electroquímicos diferentes en presencia de un electrolito. El resultado es la destrucción del metal menos noble (el menos noble es el que se descompone más fácilmente por la oxidación).

Corrosión con Solicitación Mecánica

• Corrosión con Grietas por Tensión (SCC): Resultado de la acción combinada de tracción y medios corrosivos.
• Corrosión Intercristalina: Ocurre a lo largo de los límites de grano, provocando una reducción de la resistencia mecánica.
• Corrosión Transcristalina: Generalmente sucede bajo una carga de tracción y se propaga paralelamente a la dirección de deformación dentro del grano.
• Corrosión con Grietas por Vibración: Es un tipo de corrosión por fatiga causada por una solicitación alterna.

Métodos de Protección Mediante Recubrimientos Metálicos

Recubrimiento por Electrólisis

La electrólisis implica la descomposición de una sustancia mediante corriente eléctrica. Se depositan películas metálicas protectoras utilizando el metal a depositar como ánodo (+) y las piezas a recubrir como cátodos (-).

Los principales metales autoprotectores depositados electrolíticamente son el cobre, el níquel y el cromo. El espesor de estas películas suele oscilar entre 0.001 y 0.01 mm.

• Níquel y Cromo: Son los más utilizados. El níquel protege eficazmente contra la oxidación y corrosión, pero tiende a mancharse con el aire húmedo. Por ello, se suele aplicar una capa de cromo sobre el níquel, lo cual es ventajoso ya que el cromo es más duro.
• Cobre: Se utiliza para cubrir el metal base si existen poros en la película de níquel y para aumentar la adherencia del revestimiento.

Recubrimiento por Inmersión en Baño de Metal Fundido

Este método consiste en sumergir brevemente la pieza a proteger en un baño de metal fundido. Al retirarla, se realiza un «enjuagado» para reducir y, sobre todo, uniformizar el espesor de la capa metálica adherida.

Los recubrimientos más comunes son el galvanizado y el estañado.

• Galvanizado: Es el recubrimiento de acero con cinc. El hierro es catódico respecto al cinc, por lo que queda protegido incluso si la capa protectora presenta poros o fisuras, pero esto ocurre a costa del cinc, que sufrirá la corrosión. La capa de cinc debe ser gruesa (mínimo 0.05 gr/cm²) para una protección efectiva.
• Estañado: Recubrimiento por inmersión en estaño fundido. Se emplea preferentemente en la fabricación de hojalata.

Recubrimiento por Metalización

La metalización se aplica para proteger superficies metálicas contra la oxidación y corrosión, utilizando generalmente cinc, plomo o aluminio como metal protector.

Además, existen procesos de aleación superficial:

• Cementación: Alea por difusión la capa superficial del metal con otro más resistente a la corrosión.
• Cromación: Crea una capa superficial con un 10% al 20% de cromo, similar a la composición del acero inoxidable.
• Calorización (Aluminización): Protege el acero mediante una capa de aluminio.
• Silicación: Forma una capa superficial de aleación hierro-silicio, con hasta un 20% de silicio.

Recubrimiento por Chapado

El chapado consiste en superponer placas de un metal noble sobre una o ambas caras del metal a proteger. La operación se realiza laminando las chapas de acero junto con las protectoras, lo que provoca una difusión de los metales en la zona de contacto.

Métodos de Protección Mediante Recubrimientos No Metálicos

Recubrimiento por Fosfatación

Consiste en sumergir las piezas de acero en una solución acuosa de un fosfato metálico ácido.

Recubrimiento por Oxidación Superficial

Este proceso también implica sumergir las piezas de acero en una solución acuosa de un fosfato metálico ácido (Nota: Hay una aparente redundancia en la descripción original, se mantiene el texto tal cual).

• Oxidación por Calentamiento (Pavonado): Se emplea preferentemente para el acero.
• Oxidación Anódica: Se utiliza principalmente para la protección de piezas de aluminio.

Recubrimiento por Esmaltado

Los esmaltes son borosilicatos de calcio, potasio y plomo. Se aplican formando una pasta sobre el metal previamente desengrasado y decapado. Una vez secas, las piezas se introducen en un horno donde el esmalte se funde, creando una capa protectora vidriada.

Recubrimiento con Pinturas

• Minio (Cromato de Zinc): Requiere la aplicación de dos capas sobre una imprimación previa. Esta imprimación detiene la corrosión incluso si la capa de pintura presenta poros que lleguen al metal base.
• Pinturas a Base de Purpurina: Formadas por aluminio o polvo de aluminio, poseen elevadas propiedades impermeabilizantes.
• Pinturas de Caucho Clorado y Poliestireno: Contienen polvo de zinc que, al secarse, proporciona un acabado similar al galvanizado.
• Pinturas con Base de Alquitrán: Se usan para proteger tuberías enterradas, pero presentan el inconveniente de cuartearse si sufren grandes variaciones de temperatura.

Protección por Aditivos Químicos

Protección por el Empleo de Inhibidores

Un inhibidor es una sustancia que se añade, generalmente en proporción muy pequeña, a un medio corrosivo para detener o disminuir la velocidad de la corrosión. Esto se logra formando un compuesto insoluble sobre la superficie del metal, actuando de forma catódica o anódica.

• Inhibidores Anódicos: Reaccionan sobre las partes anódicas del metal, formando un compuesto protector.
• Inhibidores Catódicos: Forman compuestos protectores sobre el cátodo.

Protección por el Empleo de Pasivadores

Los pasivadores más empleados son el minio y el cromato de zinc; ambos se utilizan como impregnadores de las piezas de acero antes de aplicar cualquier pintura.

• El Minio es un óxido de plomo y es el pasivador más utilizado.
• El Cromato de Zinc crea una capa insoluble.