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NO de los factores que determina primariamente la intensidad del fenómeno corrosivo en la atmósfera es la composición química de la misma. El S02 y el NaCl son los agentes corrosivos más comunes de la atmósfera. El NaCl se incorpora a la atmósfera desde el mar. Lejos de éste, la contaminación atmosférica depende de la presencia de industrias y núcleos de población, siendo el contaminante principal por su frecuencia de incidencia sobre el proceso corrosivo el dióxido de azufre (S02), proveniente del empleo de combustibles sólidos y líquidos que contienen azufre.PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
El mecanismo de corrosión es de naturaleza electroquímica. El electrolito es una capa de humedad sobre la superficie del metal cuyo espesor varía desde capas muy delgadas (invisibles) hasta capas que mojan perceptiblemente el metal. La duración del proceso de corrosión depende sobre todo del tiempo durante el cual la capa de humedad permanece sobre la superficie metálica.
Como el mecanismo de corrosión es electroquímico, su característica principal es la presencia de un proceso anódico y otro catódico, con un electrólito de resistencia óhmica determinada.
En el proceso anódico el metal se disuelve en la capa del electrolito, en la cual la concentración se eleva hasta la precipitación de un compuesto poco soluble.
En el proceso catódico, bajo la capa de humedad, la mayoría de los metales expuestos a la atmósfera se corroen por el proceso de reducción de oxígeno.
La resistencia óhmica entre las zonas anódica y catódica de las minúsculas pilas de corrosión que se distribuyen sobre el metal es grande cuando el espesor de la capa de humedad es pequeño.
a) Corrosión seca. Se produce en los metales que tienen una energía libre de formación de óxidos negativa.
b) Corrosión húmeda. Requiere de la humedad atmosférica, y aumenta cuando la humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por encima del 70%.
c) Corrosión por mojado. Se origina cuando se expone el metal a la lluvia o a otras fuentes de agua.
FACTORES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
La acción conjunta de los factores de contaminación y los meteorológicos determinan la intensidad y naturaleza de los procesos corrosivos, y cuando actúan simultáneamente, aumentan sus efectos. También es importante mencionar otros factores como las condiciones de exposición, la composición del metal y las propiedades del óxido formado, que combinados entre sí influyen en los procesos de corrosión.
Humedad
relativa
La
humedad relativa es el porcentaje de vapor de agua en el aire a una temperatura
dada en comparación con el valor de saturación ó máxima solubilidad de agua que
puede estar presente a esa misma temperatura. Se expresa porcentaje a esa misma
temperatura. Un valor de humedad relativa del
100%
indica máxima saturación de agua en la atmósfera y se denomina como el punto de
rocío.
Se
ha comprobado que este factor es de gran importancia en la corrosión atmosférica
ya que esta ocurre por un proceso electroquímico. Las millones de
micro-zonas
de zonas catódicas presentes en un material metálico necesitan de un
electrolito a fin de establecer el contacto eléctrico correspondiente necesario
para que ocurra el intercambio de electrones asociados en un proceso corrosivo.
La corrosión atmosférica es significativa a partir de
un cierto valor de humedad relativa esto es, hay un valor CRITICO de unidad
relativa para cada metal, por ejemplo, en el caso de hierro, así la humedad
relativa es MENOR al 60%, entonces no hay corrosión atmosférica
Efectos de los
iones cloruro (c1-) en la atmosfera.
Los
cloruros contenidos en el salitre son los grandes responsables del gran nivel
de corrosión de los materiales metálicos en ambientes marinos ya que:
Los
productos de corrosión formados entre el metal y el ión cloruro son MUY
solubles en agua en comparación con la herrumbre formada sin iones cloruros. Lo
anterior indica que la capa de productos de corrosión formadas en ambientes
salinos NO tenderá a proteger al metal ya que tiene a disolverse con la humedad
condensada y/o el agua presente, exponiendo metal fresco al medio ambiente
respectivo.
GASES EN LA
ATMOSFERA (SO2 ó SO3)
En
el caso de SO2 ó de SO3 (productos
de combustión), se ha comprobado experimentalmente que atmósferas con dicho
gases son mas corrosivas que en el caso de atmósferas “Limpias”. En el caso de
aceros, por ejemplo, la corrosión aumenta considerablemente si la concentración
de SO2 supera los 0,1 mg/m3.
También se observa un mayor deterioro de los recubrimientos y pinturas al
aumentarse el nivel de SO2 ó de
SO3.
La
combinación entre SO2 y la humedad relativa
alta es desastrosa para la vida de aceros al carbono y de hierro. Se ha
determinado que la velocidad de corrosión del hierro recubierto de oxido en una
atmósfera lo suficientemente húmeda aumenta con el contenido de compuestos de
azufre en la herrumbre; mientras que en un oxido pobre en dichos compuestos, la
corrosión progresa relativamente despacio a aun a humedades relativas cercanas
al punto de saturación.
Cantidad de
partículas contaminantes en la atmosfera
Por
contaminantes sólidos en el aire se tienen al polvo, hollín y a la tierra.
Además
del efecto visible de los contaminantes atmosféricos al ensuciar las
superficies metálicas, las partículas de carbón, polvo, tierra y/o arena
tienden a retener la humedad y sales, lo cual conduce a una mayor corrosión o
deterioro del material al depositarse sobre la superficie del mismo, en
comparación con la misma superficie pero limpia de sólidos.
El
efecto primordial de los contaminantes sólidos es el de disminuir el nivel
crítico de humedad relativa a la cual se inicia la corrosión atmosférica. En el
caso del hierro, si este está sucio, la corrosión atmosférica, comienza a
valores menores al 60% que viene a ser el valor critico cuando el material esta
limpio.
Los
contaminantes sólidos o “sucio” en lugar de “proteger” el material al escudarlo
de la atmósfera, tiende a aumentar la corrosión del mismo al retener una mayor
cantidad de cloruro y/o de agua sobre la superficie metálica.
Velocidad y
dirección del viento
El
viento arrastra o transporta polvo, arena, carbón, sucio, etc., lo cual puede representar un efecto erosivo o
desgastante que tiende a disminuir drásticamente la vida de pinturas, de
recubrimientos y de los materiales metálicos mismos.
Aquellas
superficies metálicas que reciben el viento en forma directa son las que deben
ser mantenidas más frecuentemente y deben poseer un buen espesor de
recubrimientos. También debe diseñarse el equipo o estructura o instalación de
tal forma que se “escuden” los materiales metálicos del viento predominante. En
aquellas zonas de mayor viento deben usarse recubrimientos y materiales
metálicos más resistente en comparación con zonas muy alejadas de la playa y/o
donde el viento no arrastra sales, sucio, etc.
Frecuencia de
las lluvias
Las
lluvias pueden contribuir a aumentar la corrosión atmosférica o pueden disminuirla, todo depende del grado de
contaminación sobre las superficies metálicas respectivas.
En
atmósferas salinas (marina), donde hay una gran contaminación sólida, la
lluvia, aunque trae consigo el agua (electrolito), tiende a “lavar” las
superficies y a eliminar una gran cantidad de sal o de sucio, lo cual disminuye
la conductividad eléctrica del electrolito sobre los metales y de allí que
disminuye la corrosión.
Si
la atmósfera es rural o urbana, entonces la lluvia puede contribuir a aumentar
la corrosión ya que no tienden a “lavar” las superficies metálicas respectivas
porque no hay sal, pero si proporciona el agua para aumentar la corrosión
correspondiente. Si hay una gran cantidad de sulfuros y sulfatos, típico de una
atmósfera industrial o una urbana con una gran densidad de vehículos
automotores, la lluvia disminuye la velocidad de corrosión al servir de “lavado”
de las superficies metálicas respectivas.
Todos
los factores antes mencionados, contribuyen decisivamente en la corrosión
atmosférica, sin embargo, hay otros parámetros, no dependientes de la
naturaleza, que poseen un gran peso en la velocidad de corrosión de materiales
metálicos expuestos a la atmósfera. Estos parámetros, dependientes del hombre,
son los siguientes: el diseño de la estructura, (si se permite la entrada del
viento marino o hay sitios donde se acumule el electrolito y no puedan ser
lavados frecuentemente entonces se busca la corrosión, se PERMITE la
corrosión), una mala selección y/o aplicación del recubrimiento o pintura y un
programa de mantenimiento mal diseñado desde el punto de vista de la corrosión.
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