Corrosión Localizada: Tipos y Mecanismos de Ataque Específico

En este tipo, el daño se produce en zonas específicas de la superficie a alta velocidad, mientras que el resto del material permanece casi inalterado. Es difícil de detectar y peligrosa, ya que puede llevar a fallos estructurales rápidos con poca pérdida de peso general.

Corrosión por Resquicios (Crevice Corrosion)

Definición

Ocurre en zonas donde hay uniones estrechas (resquicios) entre metales o entre un metal y un no metal, dificultando el acceso al oxígeno. Los metales pasivables (como los aceros inoxidables) son más sensibles a ella.

Mecanismo

Se produce por la formación de celdas de aireación diferencial. El oxígeno dentro del resquicio se consume, haciendo que esa zona sea anódica y se corroa, mientras que las zonas con mayor acceso a oxígeno actúan como cátodo y permanecen intactas. Esto también puede llevar a la acidificación del medio dentro del resquicio.

Prevención

• Eliminar los resquicios en el diseño o mantenerlos lo más abiertos posible.
• La limpieza también es clave para evitar depósitos que creen resquicios.

Corrosión Filiforme

Definición

Se manifiesta como finos filamentos que emanan de un punto y se extienden bajo capas orgánicas (pinturas, lacas) de recubrimiento. El inicio suele ser un defecto o arañazo en el recubrimiento.

Apariencia

Parece un rastro de gusanos y se confunde a veces con corrosión biológica.

Materiales Afectados

Común en latas de acero recubiertas, láminas de aluminio, aluminio pintado, y otros metales lacados en ambientes de alta humedad.

Biocorrosión (Corrosión Influida por Microorganismos – MIC)

Definición

Es el deterioro de materiales debido a la actividad de microorganismos (bacterias, hongos). Estos microorganismos no siempre se encuentran aislados y a menudo actúan de forma simbiótica.

Mecanismos

Los microorganismos pueden participar de varias maneras:

• Produciendo sustancias corrosivas: Como ácidos (sulfúrico por bacterias oxidantes de azufre, orgánicos por hongos).
• Originando celdas de aireación diferencial: Por un consumo desigual de oxígeno en zonas localizadas.
• Destruyendo cubiertas protectoras: Metabolizando el material de la capa.
• Consumiendo inhibidores de corrosión: Facilitando la acción de iones agresivos.
• Acelerando reacciones catódicas: Consumiendo el reactivo catódico (O₂) o produciendo reactivos (H⁺) o compuestos que las aceleran (como sulfuro ferroso).

Microorganismos Clave

• Bacterias:
  • Aerobias: Oxidantes de hierro (Gallionella, Siderophacus, Sphaerotilus, Leptothrix, Crenothrix, Clonothrix); Oxidantes de azufre (Thiobacillus, que produce ácido sulfúrico).
  • Anaerobias (SRB – Sulfato Reductoras): Desulfovibrio, Desulfotomaculum. Producen sulfuro, que es muy agresivo.
• Hongos: Cladosporium resinae. Metabolizan hidrocarburos y producen ácidos carboxílicos.

Formación de Biopelículas (Biofilms)

Los microorganismos se adhieren a las superficies formando capas que pueden influir en la corrosión.

Corrosión por Picaduras (Pitting Corrosion)

Definición

Es un ataque extremadamente localizado que perfora rápidamente el material. Es uno de los tipos más peligrosos.

Inicio

Comienza por la rotura de la pasividad en puntos específicos de la superficie. Una vez iniciada, es autocatalítica, es decir, el proceso de corrosión en el interior de la picadura crea condiciones que estimulan su continuidad.

Mecanismo

Se forma una pequeña zona anódica (la picadura) rodeada por una gran área catódica (metal pasivo). La disolución del metal en el fondo de la picadura y la hidrólisis de los iones metálicos disueltos disminuyen drásticamente el pH dentro de la picadura (hasta 1.0-1.5), acelerando la corrosión local. Los iones cloruro (Cl^–) son especialmente dañinos, migrando al interior de la picadura para mantener la neutralidad y favoreciendo la corrosión.

Factores que Afectan

Superficies rugosas, contaminación con óxido de hierro, presencia de polvo, grasa y contaminantes, pH, agitación del medio, y la composición química del metal base (especialmente el Índice PRE/PREN).

Índice PRE/PREN

Es una medida de la resistencia de los aceros inoxidables a la corrosión por picaduras. Se calcula como PREN = Cr + 3.3 Mo + 30N. Valores más altos indican mayor resistencia.

Prevención

• Reducir la agresividad del medio (Cl^–, temperatura, acidez).
• Mejorar los materiales (adición de molibdeno/tungsteno, sobrealear soldaduras).
• Modificar el diseño (evitar resquicios, agitar el medio, asegurar drenajes).
• Protección catódica.

Decapado y Pasivado

Procesos para limpiar y restaurar la capa pasiva de los aceros inoxidables.

Corrosión Influida Metalúrgicamente: Impacto de la Microestructura

En este grupo, la morfología de la corrosión está fuertemente influenciada por la microestructura del metal.

Corrosión Intergranular

Definición

Ocurre cuando la corrosión ataca preferentemente los bordes de grano de una aleación, debido a diferencias de composición entre los bordes y el interior de los granos.

Causas

Puede ser por precipitación de una fase en el borde de grano que empobrece la matriz en un elemento clave (como el cromo en aceros inoxidables) o por la segregación de átomos de soluto.

En Aceros Inoxidables Austeníticos

Cuando se enfrían lentamente o se recalientan entre 450 y 850°C, se precipitan carburos de cromo (Cr₂₃C₆) en los bordes de grano. Esto empobrece las zonas adyacentes a los bordes de grano en cromo por debajo del 10.5%, haciéndolas susceptibles a la corrosión. Esto se conoce como sensibilización. La formación de Cr₂₃C₆ disminuye la resistencia a la corrosión, la ductilidad y la tenacidad.

Prevención en Aceros Inoxidables

• Bajo contenido en carbono (<0.06% C) para reducir la formación de carburos.
• Adición de Titanio (Ti) o Niobio (Nb): Estos elementos reaccionan con el carbono, evitando la precipitación de Cr₂₃C₆. Se puede producir «filo de cuchillo» si los aceros estabilizados se calientan a muy alta temperatura (T>1230ºC) disolviendo los carbonitruros de Ti o Nb, y luego se enfrían rápidamente y se recalientan en la zona de sensibilización.
• Reducir t_8/5: Disminuir el tiempo que el material permanece en el rango de temperaturas de sensibilización (500-800°C), especialmente durante la soldadura.
• Tratamiento térmico de solubilización: Calentar a alta temperatura (ej., 1050°C para austeníticos) y enfriar rápidamente para disolver los carburos y eliminar la sensibilización.

En Aleaciones de Aluminio

Puede ser por ataque directo de un precipitado más activo (ej., Mg₂Al₈ en Al-Mg) o por ataque de una zona adyacente a una fase más noble (ej., Al₂Cu en Al-Cu).

Exfoliación

Definición

Es una forma de corrosión intergranular que se produce en materiales con una microestructura muy direccional, donde los granos son alargados en capas paralelas a la superficie.

Mecanismo

La corrosión ataca los bordes de grano alargados, y los productos de corrosión resultantes, al tener mayor volumen que el metal base, causan el levantamiento de capas completas, como si se «exfoliara».

Corrosión Selectiva

Definición

Un constituyente específico de una aleación de solución sólida es disuelto selectivamente, dejando una estructura residual alterada, porosa y débil.

Ejemplo

El descincado (o descincificación) en latones. El cinc es eliminado selectivamente, dejando una capa porosa y débil de cobre y óxido de cobre. La corrosión continúa bajo esta capa.

Materiales Afectados

Latón, aleaciones de metales nobles, aceros de medio y alto carbono, aleaciones níquel-molibdeno.

Prevención

En latones, el estaño, fósforo, arsénico o antimonio pueden inhibir el descincado. Latones con más del 85% de cobre resisten la descincificación.

Degradación Asistida Mecánicamente: Corrosión y Esfuerzos Combinados

Son tipos de corrosión donde los esfuerzos mecánicos y el medio corrosivo actúan de forma combinada para acelerar el deterioro.

Corrosión por Erosión

Definición

Eliminación de material superficial por la acción de numerosos impactos individuales de partículas (sólidas o líquidas) en un fluido en movimiento (laminar o turbulento).

Mecanismo

El flujo rápido puede eliminar la película de óxido protectora, exponiendo el metal base. El metal descubierto actúa como ánodo, y el proceso se acelera. Se observan surcos o huecos redondeados en la dirección del flujo.

Corrosión por Frotamiento (Fretting Corrosion)

Definición

Ocurre cuando dos superficies en contacto están sujetas a pequeños desplazamientos relativos de tipo oscilatorio (fricción o abrasión) en un medio corrosivo.

Mecanismo

Las partículas metálicas eliminadas por desgaste adhesivo se oxidan y actúan como abrasivos entre las superficies, acelerando la eliminación del material.

Corrosión por Cavitación

Definición

Fenómeno que implica la formación y posterior implosión (colapso brusco) de burbujas de vapor en el seno de un fluido.

Mecanismo

La implosión de las burbujas sobre una superficie metálica produce fuertes impactos y presiones muy altas. Estos impactos rompen la capa protectora del metal, y al no regenerarse completamente, el proceso se repite hasta el deterioro.

Corrosión-Fatiga

Definición

Es la fisuración (agrietamiento) de materiales bajo la acción combinada de una tensión fluctuante (cíclica) y un ambiente agresivo. El medio, incluso si es aparentemente inerte como la humedad del aire, puede acelerar drásticamente la propagación de una fisura por fatiga.

Comportamiento

A diferencia de la fatiga en aire, en corrosión-fatiga, el límite de fatiga desaparece o se reduce drásticamente, lo que significa que el material no tiene una vida indefinida garantizada a bajas tensiones. Cualquier material en cualquier ambiente no inerte puede presentar este fenómeno.

Factores que Influyen

• Frecuencia y amplitud de los ciclos: La frecuencia es crucial. A altas frecuencias, la corrosión-fatiga puede eliminarse porque no hay tiempo suficiente para la fragilización química.
• Capacidad de pasivarse: Influye en el comportamiento de la grieta.
• Configuración superficial y medio corrosivo: Afectan la propagación de las grietas.
• Potencial de electrodo: Cambios controlados en el potencial pueden eliminar o acelerar el problema.
• Variables metalúrgicas: Un material con menor resistencia a la corrosión facilita el avance de las grietas.

Agrietamiento Inducido por el Medio: Fisuración y Fragilización

Estos procesos implican la formación y propagación de grietas debido a la interacción entre el material, las tensiones y el medio ambiente.

Corrosión bajo Tensión (CBT – Stress Corrosion Cracking)

Definición

Ataque de un metal por la acción simultánea de un medio corrosivo específico y una tensión de tracción. Conduce a la formación de grietas.

Condiciones

• Material susceptible: La susceptibilidad varía con la composición, tamaño de grano, microestructura y tratamiento térmico.
• Medio corrosivo específico: Medios en los que, sin tensiones, apenas habría ataque.
• Esfuerzos mecánicos (tracción) por encima de un umbral.
• La velocidad de avance de la grieta debe ser mucho mayor que la velocidad de corrosión de las paredes o del resto de la superficie.

Etapas del Proceso

• Nucleación: Inicio de la grieta en puntos débiles (bordes de grano, inclusiones, surcos de mecanizado, concentraciones de dislocaciones).
• Propagación: La grieta avanza, a menudo desde el fondo de una picadura o defecto que concentra tensiones. Puede ser intergranular o transgranular.
• Rotura: Puede o no producirse una rotura total, ya que el avance de la grieta puede atenuar las tensiones y detenerse.

Mecanismos

Se proponen varios, a menudo interconectados:

• Rotura de película: La capa pasiva del metal se rompe repetidamente por la deformación del metal bajo tensión, exponiendo el material activo y permitiendo que la corrosión progrese.
• Corrosión intergranular bajo tensión: El borde de grano, susceptible a la corrosión, se ataca; los productos frágiles de la corrosión se fisuran, exponiendo nuevas zonas.
• Modelo túnel: Formación de picaduras preferenciales en escalones superficiales generados por deformación.
• Adsorción de hidrógeno: El medio interacciona con las uniones reticulares, reduciendo las fuerzas de enlace y causando rotura frágil.
• Absorción de hidrógeno y descohesión: El hidrógeno atómico producido en la reacción catódica se absorbe y difunde hacia el interior del metal, acumulándose y causando fragilización y pre-agrietamientos.

Influencia de la Capa de Óxido/Pasividad

Los metales que sufren CBT suelen estar en estado pasivo. La rotura de esta capa pasiva por la tensión es clave. El potencial electroquímico también es crucial, ya que debe permitir la disolución anódica en la grieta pero no la pasivación completa.

Influencia del Acabado Superficial

La rugosidad, las tensiones residuales de mecanizado o tratamientos térmicos, y los cambios de composición superficial pueden afectar la susceptibilidad a la CBT.

Influencia de la Temperatura

Aumenta la cinética de corrosión, pero también puede modificar la composición del medio o la película protectora.

Prevención

• Modificar el material: Elegir aleaciones más resistentes.
• Modificar el medio: Variar el pH, añadir inhibidores (nitratos, fosfatos, sulfitos) o proteger catódicamente.
• Eliminar/Reducir Tensiones: Mediante el diseño, tratamientos superficiales (como el granallado para crear tensiones de compresión), o eliminación de tensiones internas.

Deterioro Inducido por Hidrógeno (Fragilización por Hidrógeno)

Definición

Se produce cuando el hidrógeno atómico (H) difunde hacia el interior del material. Una vez dentro, puede transformarse en hidrógeno molecular (H₂).

Mecanismo

La acumulación de H₂ en defectos o huecos internos genera presiones que producen ampollas o fisuras en el material. Esto reduce la ductilidad y tenacidad del metal, volviéndolo frágil.