TALLERES QUIMICA GRUPO 5

Tipos de Corrosión en la Construcción

Hoy abordaremos un tema crucial en la construcción: los tipos de corrosión.

Concepto:

La corrosión es un proceso electroquímico natural que ocurre cuando metales y aleaciones reaccionan con su entorno, resultando en deterioro y pérdida de propiedades. En la construcción y en la vida diaria, hay varios tipos de corrosión, cada uno con sus características y soluciones específicas. Aquí analizaremos algunos tipos comunes:

1. Corrosión por picaduras

Descripción: Este tipo de corrosión se caracteriza por la formación de pequeñas cavidades localizadas en la superficie del metal, generalmente causadas por heterogeneidades en la composición del metal o en su entorno.

 

 

 Caso: En estructuras marinas, como plataformas petrolíferas, el acero expuesto al agua salada puede sufrir pitting corrosión. Las cavidades resultantes pueden debilitar la estructura y, en casos extremos, provocar fallos estructurales.

Solución

Utilizar aleaciones más resistentes a la corrosión marina, como acero inoxidable 316.

Aplicar recubrimientos protectores que creen una barrera física entre el metal y el ambiente corrosivo.

Implementar sistemas de monitoreo continuo para detectar signos tempranos de corrosión y permitir intervenciones preventivas.

 

2. Corrosión galvánica

La corrosión galvánica es un proceso de degradación de metales que ocurre cuando dos metales diferentes entran en contacto eléctrico y están puenteados por un fluido conductor, como el agua salada. Esta interacción entre metales diferentes es uno de los fundamentos de la corrosión galvánica.

Se produce por:

   Interacción entre metales diferentes:

En la corrosión galvánica, la interacción entre dos metales diferentes es esencial. Cuando estos metales están en contacto eléctrico y están expuestos a un electrolito conductor, como el agua salada, se establece una reacción electroquímica que provoca la transferencia de electrones de un metal al otro.

 

·      Influencia del electrolito presente:

La presencia de un electrolito conductor, como el agua salada, es fundamental para el proceso de corrosión galvánica. El electrolito permite la transferencia de electrones entre los metales, acelerando la corrosión y amplificando sus efectos.

 

·      Diferencia en el potencial de reducción entre los metales

La diferencia en el potencial de reducción esta involucrados en la corrosión galvánica juega un papel clave en el proceso. Cuando dos metales con una gran diferencia de potencial se ponen en contacto, se genera una mayor actividad electroquímica y la corrosión se acelera. Por eso, es importante conocer que existe corrosión del aluminio, corrosión por picadura, entre otros tipos de corrosión.

·     Área de contacto entre los metales:

El área de contacto entre los metales también es un factor determinante en la corrosión galvánica. A mayor área de contacto, mayor será la transferencia de electrones y, por lo tanto, mayor será la velocidad de corrosión.

 

 Condiciones ambientales que favorecen la corrosión galvánica:

Las condiciones ambientales, como la presencia de humedad, la temperatura, la salinidad y la presencia de agentes corrosivos, pueden favorecer la corrosión galvánica. Estos factores externos pueden acelerar el proceso de degradación de los metales.

 

·    Mecanismo y proceso de corrosión galvánica:

 La corrosión galvánica se produce a través de un proceso electroquímico que implica la formación de una celda galvánica cuando dos metales diferentes entran en contacto eléctrico. Este fenómeno puede ocurrir en presencia de un fluido conductor, como el agua salada.

 

 Formación de una celda galvánica:

 La formación de una celda galvánica es el primer paso en el mecanismo de corrosión galvánica. Es el resultado de la diferencia en el potencial de reducción entre los metales. En esta celda, uno de los metales actúa como cátodo, mientras que el otro metal actúa como ánodo.

 

·     Prevención y protección contra la corrosión galvánica

-La corrosión galvánica puede prevenirse y controlarse mediante diversas medidas que garantizan la protección de los metales involucrados. A continuación, se presentan algunas estrategias efectivas:

 

·     Selección y compatibilidad de metales:

Es fundamental elegir metales que sean compatibles entre sí para minimizar la posibilidad de corrosión galvánica. Al seleccionar los materiales, se considera sus propiedades electroquímicas y evitar combinar metales con una gran diferencia en el potencial de reducción. De esta manera, se reduce la probabilidad de que se forme una celda galvánica y se inicie el proceso corrosivo también es importante el tratamiento anticorrosivo para metales que se utilice.

 

·     Optimización de la superficie del ánodo y el cátodo:

Es recomendable aumentar la superficie del ánodo en comparación con el cátodo para minimizar la corrosión galvánica. Esto se puede lograr mediante la selección de metales con una mayor área superficial para actuar como ánodo, permitiendo que sean los primeros en corroerse y protegiendo así al cátodo. Además, se puede aplicar un recubrimiento protector en el ánodo para evitar el contacto directo con el electrolito.

 

 

   Protección de las juntas y contactos ante condiciones adversas:

Es importante proteger las juntas y contactos contra las condiciones ambientales adversas que pueden favorecer la corrosión galvánica, se pueden utilizar juntas y aislantes resistentes al agua, humedad o agentes corrosivos presentes en el ambiente y se recomienda realizar inspecciones regulares para detectar posibles puntos de entrada de líquidos o corrosivos y tomar medidas preventivas.

 

·      Limpieza de los metales antes de unirlos:

Antes de unir los metales, es fundamental llevar a cabo una limpieza adecuada de las superficies de contacto. Esto implica eliminar cualquier contaminante, óxido, grasa u otros residuos que puedan interferir en la unión y promover la corrosión galvánica. La limpieza se puede realizar mediante métodos mecánicos, químicos o mediante el uso de técnicas de preparación de superficies específicas.

 

 Utilización de recubrimientos y aislamientos adecuados:

La aplicación de revestimientos industriales y aislamientos adecuados es otra medida efectiva de prevención contra la corrosión galvánica. Estos recubrimientos pueden ser de naturaleza orgánica, como pinturas específicas, o inorgánica, como capas de zinc, estos recubrimientos también actúan como barreras para evitar el contacto directo de los metales con el electrolito y reducir la probabilidad de corrosión.

 3.Corrosión atmosférica

Descripción: Es causada por la interacción entre el metal y los componentes del aire (oxígeno, humedad, contaminantes). Es común en ambientes urbanos e industriales con altos niveles de contaminación.

Caso: En estructuras metálicas exteriores, como puentes y edificios, la corrosión atmosférica puede reducir la vida útil del metal y afectar su integridad estructural.

Solución:

·         Aplicar recubrimientos protectores como pinturas anticorrosivas que actúen como barrera física.

·         Utilizar aleaciones especiales diseñadas para resistir la corrosión atmosférica, como acero con contenido de cobre o zinc.

·         Implementar mantenimiento regular para limpiar y reaplicar los recubrimientos protectores según sea necesario.

 

4. Corrosión por tensión

Descripción: Ocurre en presencia de tensión mecánica y ambiente corrosivo. Afecta metales bajo carga, causando fracturas por corrosión.

Caso: En tuberías de gasoductos que transportan gas bajo alta presión, la combinación de tensión mecánica y ambiente corrosivo puede llevar a la formación de grietas que comprometen la integridad de la tubería.

Solución:

·         Utilizar materiales resistentes a la corrosión por tensión, como aleaciones de níquel o titanio.

·         Reducir las tensiones residuales mediante técnicas de tratamiento térmico adecuadas.

·         Monitorear las condiciones de operación para evitar sobrecargas o fluctuaciones que puedan contribuir al inicio de la corrosión por tensión.

Alternativas de solución generales:

·         Diseño adecuado: Considerar el entorno de exposición y seleccionar materiales resistentes a la corrosión.

·         Mantenimiento preventivo: Inspecciones regulares y aplicación de técnicas de protección como recubrimientos, pinturas y ánodos sacrificiales.

·         Control ambiental: Reducir la exposición al agua, humedad o contaminantes según sea posible.

·         Monitoreo continuo: Implementar sistemas de detección temprana de corrosión para intervenir antes de que ocurran daños significativos.

Problemas sobre celdas Galvánicas

 

 

2._señale correctamente el agente reductor y agente oxidante.

Resolución

Cd⁰ + Co⁺²    Cd⁺² + Co⁰

  (oxidación) (reducción)

Cd⁰ Cd⁺² /Co⁺² Co⁰

ANODO      /    CATODO

Agente reductor: Cd

Agente oxidante: Co

 

3: Determine el potencial estándar de una celda galvánica formada por los electrones de calcio y cloro.

Ca²⁺ / Ca                           Eº = - 2,87 V

Cl₂   / Cl ^1-                          Eº = + 1,36 V

Resolución

Para calcular el potencial estándar de la celda galvánica:

Determinar la especie química que se oxida y la especie química que se reduce.

Tenemos como dato los potenciales estándar de reducción de las especies químicas Ca²⁺ y Cl₂, entonces la especie química con mayor potencial de reducción será el cátodo de la celda galvánica y el calcio será el ánodo.

Luego, se escriben las semirreacciones y se suman, cancelando los electrones.

Cl₂ + 2e^- → 2Cl^1-                         Eº_red = +1,36 V

         Ca → Ca²⁺ + 2e^-                Eº_ox = +2,87 V

Cl₂ + Ca ↔ 2Cl^1- + Ca²⁺             Eº_{celda =} + 4,23 V

 

4: Se diseña una pila utilizando electrodos de plata y cobre sumergidos en su respectivas soluciones. Al respecto indique la carga de la pila

Ag¹⁺ / Ag                                     Eº= + 0.80 V

Cu²⁺ / Cu                                     Eº = +0.34 V

Resolución

Eº_pila = (+0.80 V) + ( -0.34 V) = +0.46 V

 

5._