Unidad IV: Efectos de la Corrosión

Unidad IV

La pintura y la corrosión de los aviones han llegado a ser una actividad importante dentro del mantenimiento de aeronaves. Debido al aumento de los pedidos de aviones en los últimos años, un número sin precedente de aviones ingresan a los talleres de pintura de las diferentes compañías o estaciones reparadoras, a modo de reparación o simplemente a cambio de imagen, lo que implica repintar o despinturar. Cuando entra a despinturado se aplica CPCP (Control Prenvention Corrosión Program).

Si la cantidad de pintura utilizada para pintar una aeronave parece importante (1500 litros, por ejemplo para un Boeing 747)en realidad casi no lo es comparada con las cantidades utilizadas por el resto de la industria y por los hogares; por esto este sector, debe estar en manos de empresas o personas especializadas en satisfacer los requerimientos estrictos de algunas Empresas Aeronáuticas o Aerospaciales, las grandes empresas reconocidas a nivel mundial se encuentran dentro de la clasificación Q.P.L (Qualified Products List), tales como PPG Aerospace, Akzo Nobel Aerospace, Sherwin Williams Aerospace, etc.), todas estas empresas son de reconocido renombre mundial, dando soluciones a los requerimientos de diferentes recubrimientos solicitados para uso en aeronaves (Primer, Esmaltes Poliuretánicos, Esmaltes de alta temperatura, recubrimientos antideslizantes, recubrimientos integrales para tanques de combustible, recubrimientos conductivos, etc.)

En términos generales la función de pintar una aeronave, cumple dos funciones principales: protección contra la corrosión y embellecimiento (cambios de imágenes corporativas)

Control y prevención de la corrosión

Básicamente la corrosión puede ser definida como una reacción de naturaleza química o electroquímica resultante del contacto entre un metal y una o más sustancias y que tiene como consecuencia un cambio en el área de la sección transversal de la parte estructural afectada.
El ataque corrosivo se presenta de muy diversas formas, así puede aparecer sobre toda la superficie metálica de una pieza o solo penetrar localmente en forma de picaduras profundas, pudiendo afectar solo a los limite intergranulares de la superficie o puede penetrar indiscriminadamente.
Por otra parte, existen factores que agravan los efectos de la corrosión como las tensiones que soporta la parte afectada, bien debidas a cargas externas como a esfuerzos internos en la estructura metálica de la pieza originados por mecanizados o tratamientos térmicos inapropiados
Los tipos más comunes de corrosión en las partes estructurales del avión son los siguientes:

¨ Corrosión uniforme
¨ Corrosión por picadura
¨ Corrosión galvánica o electroquímica
¨ Corrosión intergranular
¨ Corrosión transgranular o por fatiga
¨ Corrosión por células de concentración
¨ Corrosión bajo tensiones
¨ Corrosión filiforme
¨ Corrosión por microorganismos
¨ Corrosión atmosférica
¨ Corrosión por fricción.

A modo de ejemplo, los factores determinantes de la intensidad de la corrosión galvánica y a la vista de los potenciales de disolución, es posible prever cuándo y con que grado se producirá la corrosión galvánica. Aunque esta predicción teórica viene influenciada por varios factores, entre ellos:
¨ Resistencia eléctrica entre las dos piezas en contacto.
¨ Naturaleza del electrolito.
¨ Posibilidad de formación de películas protectoras, producto de la oxidación sobre el ánodo (polarización)
¨ Relación superficie catódica/superficie anódica. Cuanto mayor sea esta relación, mayor es la velocidad de corrosión.
Un ejemplo típico de este último factor es el uso de remaches de acero que se comportan como ánodo frente a una placa de aleación de aluminio (ánodo) donde van instalados. Este fenómeno, puede tener lugar en sentido inverso, es decir remaches de aleación de aluminio frente a una placa de acero inoxidable, en este caso el remache (ánodo) sería el que sufriría la corrosión, lo cual sería todavía más peligroso. En estos casos hay que tener en cuenta el material de las superficies en contacto solamente, por ejemplo, acero en contacto con aluminio don disimilares, pero acero cadmiado con aluminio son similares.
Las técnicas de detección utilizadas en la localización y detección de la corrosión tienen una capacidad limitada dado la complejidad y variedad de los daños corrosivos y la dificultad de acceso e inspección de algunas partes estructurales de la aeronave. Estas técnicas pueden dividirse en métodos de examen visual y métodos de inspección no-destructivos conocidos como NDI o NTD (Rayos X, ultrasonido, corrientes inducidas, etc.)
Y finalmente afín de determinar la extensión del daño por corrosión y llevar a cabo posteriormente el método de eliminación recomendado, se emplean las siguientes clasificaciones de daño por corrosión:
¨ Corrosión débil
¨ Corrosión media
¨ Corrosión fuerte

CORROSION DEBIL: Este tipo de corrosión se manifiesta como una decoloración de la superficie o picaduras hasta una profundidad de 0.025 mm (0.001 in). El daño puede ser eliminado manualmente con una ligera abrasión manual o mediante tratamiento químico.

CORROSION MEDIA: Aparece de forma similar a la corrosión débil pero además la superficie afectada puede mostrar pequeñas ampollas o ligeras escamaciones. Las picaduras pueden alcanzar un máximo de profundidad de 0.25 mm (0.010 in). La corrosión de este tipo no precisa reparación estructural pudiéndose eliminar por una extensiva abrasión manual o por métodos mecánicos y un posterior tratamiento químico.

CORROSION FUERTE: La corrosión fuerte tiene lugar cuando se ha producido una intensa escamación, exfoliación o abultamiento de la superficie metálica. La profundidad de las picaduras sobrepasa de 0.25 mm (0.010 in). En este caso se precisa una reparación estructural después de limpiar o eliminar la corrosión o bien la sustitución de la pieza afectada.

Recubrimientos orgánicos como protección utilizados en aviación

Indudablemente, antes de proceder a pintar una aeronave, previa revisión por corrosión, en forma especial el programa C.P.C.P ( Control Prevention Corrosion Program ), es fundamental realizar tratamiento superficial a todas partes o componentes que lo requieran a modo de asegurar un buen anclaje a las capas de recubrimiento aplicar posteriormente, ya que podríamos tener la mejor pintura del mundo y un excelente especialista en aplicación de pintura, pero si se realiza un mal o pobre tratamiento no se podrá asegurar la calidad del producto terminado. Los procesos de tratamiento superficial, pueden ser del tipo químico, mecánico o mixto (químico-mecánico), previo al tratamiento superficial, la aeronave debe ser sellada, proceso que de alguna manera previene el ingreso de líquidos que dañen las partes traslapadas o uniones de planchas.

Son variados los productos utilizados como recubrimiento aplicable en las diferentes aeronaves, ya sea comercial, militar o civil. Primeramente es aplicable un Imprimante o Primer base epoxy poliamida con pigmentos inhibidores de la corrosión, que cumple la función de protección contra la corrosión y como anclaje para el recubrimiento posterior que comúnmente son Esmaltes base Poliuretano, estos tipos de recubrimientos son bicomponente (Base mas Catalizador)y que la razón de mezcla varía según fabricante. Este tipo de esquema tiene una excepcional resistencia a la corrosión, variaciones y efectos medio ambientales, sales, productos químicos tales como combustibles, líquidos hidráulicos y algunos ácidos débiles. Como promedio una aeronave tiene un espesor de 90 a 110 micrones (existen algunas excepciones). El autor del presente articulo ha detectado y medido espesores superiores a 700 micrones, lo que significa que dicha aeronave ha sido pintada 5 a 7 veces sin despinturar previamente, obviamente esto le da mas peso a la aeronave y mayor consumo de combustible (hidrocarburo, que en este tiempo se hace carísimo, por las razones que todos conocemos). Los recubrimientos mayormente utilizados hoy en día son del tipo High Solid Low V.O.C. (Alto sólidos, bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles).

Para el caso de pintado interior de las aeronaves, especialmente del tipo comercial, son utilizados pinturas base agua (water base) de diferentes colores y con la facilidad de dar un diseño propio acorde al tapizado de la aeronave, Hoy en día se privilegia el “look” de los interiores de las aeronaves a modo que el pasajero se sienta cómodo y relajado, por ende es muy importante el primer impacto a la vista que da una aeronave tanto exterior como interiormente, lo que implica directamente “preocupación por la Mantención” y esto da la sensación de SEGURIDAD al volar.

Dentro de las partes y componentes de una aeronave (alas, antenas, flaps, radomo,etc) existe una pintura especial para cada componente o elemento con características especificas y especiales que dan una terminación de acuerdo a los requerimiento del cliente. Por ejemplo para el caso de antenas y Radomo ( cúpula donde se ubica el radar , que es de fibra ) se debe utilizar pintura que no contengan metales pesados, a modo de no producir interferencias electromagnéticas y cumplir con alguna especificación tal como SAE AMS-C-83231 Coating, Polyurethane, Rain Erosion Resistant for Exterior Aircraft and Missile Plastic Parts

Indudablemente como en todos los procesos de pintura, estas deben ser preparadas y aplicadas bajos ciertas condiciones: Temperatura, humedad, viscosidad, espesor etc.; pero comúnmente muchas veces se deja de lado lo más importante, y que es el PINTOR y que según mi opinión es un “especialista en tratamientos superficiales y pintado de aeronave” y que lamentablemente no existen (por lo menos en Sudamérica) escuelas o institutos que impartan cursos relativo a lo descrito anteriormente, ya que para esto se requiere conocimiento especifico tanto de la parte básica de las aeronaves (aerodinámica básica), como técnicas de aplicación de pintura, como así también es necesario tener conocimientos de los controles de calidad a realizar una vez terminado el proceso a modo de asegurar la calidad del mismo, ya que la calidad comienza y termina en uno.

Es difícil entender y comprender, porqué las Direcciones Generales de Aeronáutica (sudamericanas) exigen para trabajar en Aviación Comercial licencias, (motoristas, hidráulicos, estructuritas, supervisores etc. ) y porqué a los especialistas en pintura no, pese a todos los conocimientos que debe poseer, y cada vez que termina un trabajo, debe firmar ( Orden de trabajo o tarjeta de inspección de Mantenimiento) otra persona que si tenga licencia, haciéndose responsable del trabajo del “pintor”.

Muchas compañías aéreas o instituciones militares, desconocen o no le dan la importancia justa y necesaria de lo que realmente se necesita y donde comprarlo, ya que nuevamente a modo de ejemplo, puedo manifestarles que una compañía aérea comercial “ pintó” el interior con LATEX, utilizado para pintar casas y de muy baja “calidad”, este látex esta diseñado para casa y no para interior de aviones, ya que caso contrario en su envase diría USO: usable en interior de aeronaves esto significa desconocimiento y preocupación a lo denominado Seguridad Aeronáutica.

Tipos de Corrosión
Antes de analizar los efectos para la sociedad que tiene la corrosión, tenemos que ver los diversos tipos de corrosión que existen. Los tipos de corrosión se pueden clasificar de la siguiente manera:

General o Uniforme
Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. A su vez, esta clase de corrosión se subdivide en otras:

Atmosférica
De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de metal de automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo mismo se ven atacados por oxígeno y agua. La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. Para hablar de esta clase de corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los ambientes atmosféricos son los siguientes:
Industriales
Son los que contienen compuestos sulfurosos, nitrosos y otros agentes ácidos que pueden promover la corrosión de los metales. En adición, los ambientes industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas, lo que produce un aumento en la corrosión.

Marinos
Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un ión particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas metálicos.

Rurales
En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica, caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas.
Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. Ellos son la Temperatura, la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad.

Galvánica
La corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solución conductiva).
El ataque galvánico puede ser uniforme o localizado en la unión entre aleaciones, dependiendo de las condiciones. La corrosión galvánica puede ser particularmente severa cuando las películas protectoras de corrosión no se forman o son eliminadas por erosión.
Esta forma de corrosión es la que producen las Celdas Galvánicas. Sucede que cuando la reacción de oxidación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la superficie del metal que actúa como el polo negativo de la pila (el ánodo) y así se va produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la superficie del metal. Este caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples.
Quizá la problemática mayor sobre corrosión esté en que al ser este caso bastante común se presente en variadas formas y muy seguido. Por ejemplo, la corrosión de tuberías subterráneas se puede producir por la formación de una pila galvánica en la cual una torre de alta tensión interactúa con grafito solidificado y soterrado, con un terreno que actúe de alguna forma como solución conductiva.

Metales Líquidos
La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc. Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas, Aleaciones Metal-a-Metal (por ej., el amalgamamiento) y otras formas.

Altas Temperaturas
Algunos metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de muy altas temperaturas, pueden reaccionar directamente con ellos sin la necesaria presencia de un electrolito. Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento, Escamamiento o Corrosión por Altas Temperaturas.
Generalmente esta clase de corrosión depende directamente de la temperatura. Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o “empañamiento” actúa como un electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la corrosión de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie.
Algunas maneras de evitar esta clase de corrosión son las siguientes:
¨ Alta estabilidad termodinámica, para generar en lo posible otros productos para reacciones distintas.
¨ Baja Presión de Vapor, de forma tal que los productos generados sean sólidos y no gases que se mezclen con el ambiente.
La corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosión, como la Oxidación, la Sulfatación, la Carburización, los Efectos del Hidrógeno, etc.

Localizada
La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en áreas discretas o localizadas.
Al igual que la General/Uniforme, la corrosión Localizada se subdivide en otros tipos de corrosión. A continuación, veremos los más destacados.

Corrosión por Fisuras o “Crevice”
La corrosión por crevice o por fisuras es la que se produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no- metálico. En las fisuras de ambos metales, que también pueden ser espacios en la forma del objeto, se deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza. Se dice, en estos casos, que es una corrosión con ánodo estancado, ya que esa solución, a menos que sea removida, nunca podrá salir de la fisura. Además, esta cavidad se puede generar de forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza.
Algunas formas de prevenir esta clase de corrosión son las siguientes:
¨ rediseño del equipo o pieza afectada para eliminar fisuras.
¨ cerrar las fisuras con materiales no-absorbentes o incorporar una barrera para prevenir la humedad.
¨ prevenir o remover la formación de sólidos en la superficie del metal.

Corrosión por Picadura o “Pitting”
Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas “picaduras” en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada. Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor.
Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas:
¨ Corrosión por Fricción o Fretting : es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida.
¨ Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en la superficie del metal (en contacto con un líquido). Es un fenómeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores de las hélices de los barcos. Genera una serie de picaduras en forma de panal.
¨ Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por Descincado, en donde piezas de cinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. En este caso, es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro. Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al someterlo a una fuerza mecánica.

Corrosión Microbiológica (MIC)
Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado.
La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión.
Los organismos biológicos presentes en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del oxígeno a la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el proceso de la corrosión

La Corrosión en la Industria y sus Procesos.
Como se mencionó en un principio, la mayor problemática de la corrosión es la destrucción del metal al que afecta. Ahora intentaremos ver un enfoque desde la industria, el sector más afectado por la corrosión, a cerca de los ataques que este proceso causa. Podemos hablar desde fracturas, hasta fugas en tanques, disminución de la resistencia mecánica de las piezas y muchas otras maneras de efectos por los ataques. Aún así, lo peor de todo es que si no son prevenidas estas clases de ataques por corrosión, la seguridad de las personas es algo que se ve permanentemente afectado.

Existen dos clases de pérdidas desde el punto de vista económico.
DIRECTAS: las pérdidas directas son las que afectan de manera inmediata cuando se produce el ataque. Estas se pueden clasificar en varios tipos también, de las cuales las más importantes son el Coste de las Reparaciones, las Sustituciones de los Equipos Deteriorados y Costes por Medidas Preventivas.
INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de los fallos debidos a los ataques de corrosión. Las principales son la Detención de la Producción debida a las Fallas y las Responsabilidades por Posibles Accidentes.

En general, los costes producidos por la corrosión oscilan cerca del 4% del P.I.B. de los países industrializados. Muchos de estos gastos podrían evitarse con un mayor y mejor uso de los conocimientos y técnicas que hoy en día están disponibles.

En 1971, se presentó el informe Hoar. Este informe mostraba de qué manera podrían reducirse los gastos de cada país si se utilizaran los conocimientos disponibles de una mejor manera. Un resumen de ese informe es el siguiente:
Industria o sector
Coste estimado(millones de libras)
Ahorro potencial estimado(millones de libras)
Construcción
250 ($190.000.000.000)
50 ($38.000.000.000)
Alimentación
40 ($30.400.000.000)
4 ($3.040.000.000)
Ingeniería en general
110 ($83600000000)
35 ($26.600.000.000)
Agencias y dptos. gubernamentales
55 ($41.800.000.000)
20 ($15.200.000.000)
Marina
280 ($212.800.000.000)
55 ($41.800.000.000)
Refino del metal y semielaborados
15 ($11.400.000.000)
2 ($1.520.000.000)
Petróleo y productos químicos
180 ($136.800.000.000)
15 ($11.400.000.000)
Energía
60 ($45.600.000.000)
25 ($19.000.000.000)
Transporte
350 ($266.000.000.000)
100 ($76.000.000.000)
Agua
25 ($19.000.000.000)
4 ($3.040.000.000)
TOTAL
1365 ($1.037.400.000.000)
310 ($235.600.000.000)

Como puede extraerse del informe Hoar, los sectores de transporte, marina y construcciones son los de mayores costes, debido al fuerte impacto de la intemperie y el agua de mar sobre la corrosión en los metales. Los costes del sector ingeniería no son tan altos pero es de destacar el ahorro potencial que, en proporción, es considerable.

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Definición de Corrosión
Existen muchas definiciones para corrosión. La más comúnmente aceptada es la siguiente:
“Corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente”
Nótese que hay otras clases de daños, como los causados por medios físicos. Ellos no son considerados plenamente corrosión, sino erosión o desgaste. Existen, además, algunos casos en los que el ataque químico va acompañado de daños físicos y entonces se presenta una corrosión-erosiva , desgaste corrosivo o corrosión por fricción.
Aún así, la corrosión es un proceso natural, en el cual se produce una transformación del elemento metálico a un compuesto más estable, que es un óxido.
Observemos que la definición que hemos indicado no incluye a los materiales no-metálicos. Otros materiales, como el plástico o la madera no sufren corrosión; pueden agrietarse, degradarse, romperse, pero no corroerse.
Generalmente se usa el término “oxidación” o “ aherrumbramiento ” para indicar la corrosión del hierro y de aleaciones en las que éste se presenta como el metal base, que es una de las más comunes.
Es importante distinguir dos clases de corrosión: la Corrosión Seca y la Corrosión Húmeda. La corrosión se llama seca cuando el ataque se produce por reacción química, sin intervención de corriente eléctrica. Se llama húmeda cuando es de naturaleza electroquímica, es decir que se caracteriza por la aparición de una corriente eléctrica dentro del medio corrosivo. A grandes rasgos la corrosión química se produce cuando un material se disuelve en un medio líquido corrosivo hasta que dicho material se consuma o, se sature el líquido. La corrosión electroquímica se produce cuando al poner ciertos metales con alto numero de electrones de valencia, con otros metales, estos tienden a captar dichos electrones libres produciendo corrosión.

Corrosión Electroquímica
La corrosión es un proceso electroquímico en el cual un metal reacciona con su medio ambiente para formar óxido o algún otro compuesto. La celda que causa este proceso está compuesta esencialmente por tres componentes: un ánodo, un cátodo y un electrolito (la solución conductora de electricidad). El ánodo es el lugar donde el metal es corroído: el electrolito es el medio corrosivo; y el cátodo, que puede ser parte de la misma superficie metálica o de otra superficie metálica que esté en contacto, forma el otro electrodo en la celda y no es consumido por el proceso de corrosión. En el ánodo el metal corroído pasa a través del electrolito como iones cargados positivamente, liberando electrones que participan en la reacción catódica. Es por ello que la corriente de corrosión entre el ánodo y el cátodo consiste en electrones fluyendo dentro del metal y de iones fluyendo dentro del electrolito.
Aunque el aire atmosférico es el medio más común, las soluciones acuosas son los ambientes que con mayor frecuencia se asocian a los problemas de corrosión. En el término solución acuosa se incluyen aguas naturales, suelos, humedad atmosférica, lluvia y soluciones creadas por el hombre. Debido a la conductividad iónica de estos medios, el ataque corrosivo es generalmente electroquímico.
La definición más aceptada entiende por corrosión electroquímica “el paso de electrones e iones de una fase a otra limítrofe constituyendo un fenómeno electródico, es decir, transformaciones materiales con la cooperación fundamental, activa o pasiva, de un campo eléctrico macroscópico, entendiéndose por macroscópico aquel campo eléctrico que tiene dimensiones superiores a las atómicas en dos direcciones del espacio”.
En los procesos de corrosión electroquímica de los metales se tiene simultáneamente un paso de electrones libres entre los espacios anódicos y catódicos vecinos, separados entre sí, según el esquema siguiente:
Fenómeno anódico: Ed1 Ec1 + n e-
Fenómeno catódico: Ec2 + n e- Ed2
Lo que entraña una corriente electrónica a través de la superficie límite de las fases. En el proceso anódico, el dador de electrones, Ed1, los cede a un potencial galvánico más negativo, y dichos electrones son captados en el proceso catódico por un aceptor de electrones, Ec2, con potencial más positivo.
Como vemos la corrosión electroquímica involucra dos reacciones de media celda, una reacción de oxidación en el ánodo y una reacción de reducción en el cátodo. Por ejemplo para la corrosión del hierro en el agua con un pH cercano a neutralidad, estas semireacciones pueden representarse de la siguiente manera:

Reacción anódica: 2Fe 2Fe 2+ + 4e-
Reacción catódica: O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

Por supuesto que existen diferentes reacciones anódicas y catódicas para los diferentes tipos de aleaciones expuestas en distintos medios.

Problemática de la Corrosión
Como se dijo en la definición de la Corrosión, ésta se presenta solamente en Metales. Por lo mismo, una de las mayores problemáticas es que la corrosión afecte principalmente a esta clase de elementos. Ello implica muchos tipos de problemas, de los cuales la mayoría son bastante serios, a los que nos referiremos más adelante, ya que primero conviene conocer las diversas clases de corrosión existentes.
Aún así, mencionemos que este proceso en sus variadas formas (dentro de las cuales se puede presentar) va produciendo un deterioro considerable en las clases de metales que afecta, los cuales con el tiempo, si no son tratados, inducen a su completa destrucción, lo cual implica también enormes pérdidas económicas y de producción.

Control de la corrosión
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Luego de haber analizado la corrosión y sus formas, es momento de ver qué conocimientos se tienen hoy en día para prevenirla.
Antes de ver un análisis un tanto más profundo a las formas de proteger sobre la corrosión, hablaremos un poco sobre la Protección Catódica y la Protección Anódica.
La PROTECCIÓN CATÓDICA ocurre cuando un metal es forzado a ser el cátodo de la celda corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de un metal que se corroa más fácilmente que él, de forma tal que esa capa recubridora de metal se corroa antes que el metal que está siendo protegido y así se evite la reacción corrosiva. Una forma conocida de Protección Catódica es la GALVANIZACIÓN, que consiste en cubrir un metal con Zinc para que éste se corroa primero. Lo que se hace es convertir al Zinc en un ÁNODO DE SACRIFICIO , porque él ha de corroerse antes que la pieza metálica protegida.
Por otro lado, la PROTECCIÓN ANÓDICA es un método similar que consiste en recubrir el metal con una fina capa de óxido para que no se corroa. Existen metales como el Aluminio que al contacto con el aire son capaces de generar espontáneamente esta capa de óxido y por lo tanto, se hacen resistentes a la corrosión. Aún así, la capa de óxido que recubre al metal no puede ser cualquiera. Tiene que ser adherente y muy firme, ya que de lo contrario no serviría para nada. Por ejemplo, el óxido de hierro no es capaz de proteger al hierro, porque no se adquiere a él en la forma requerida.

Selección de materiales
La selección de los materiales que vayamos a usar será factor decisivo en el control de la corrosión a continuación se enunciaran algunas reglas generales para la selección de materiales:
¨ Para condiciones no oxidantes o reductoras tales como ácidos y soluciones acuosas libres de aire, se utilizan frecuentemente aleaciones de Ni y Cr.
¨ Para condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan Cr.
¨ Para condiciones altamente oxidantes se aconseja la utilización de Ti y
¨ Los elementos cerámicos poseen buena resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas pero son quebradizos, su utilización se restringe a procesos que no incluyan riesgos.

Recubrimientos
Recubrimientos metálicos
Los recubrimientos se aplican mediante capas finas que separen el ambiente corrosivo del metal, es decir que puedan servir como ánodos sacrificables que puedan ser corroídos en lugar del metal subyacente. Los galvanizados son un buen ejemplo de este caso. Un recubrimiento continuo de zinc y estaño aísla el acero respecto al electrolito. A veces se presentan fallas con estos metales, cuando el riesgo de corrosión es muy elevado se recomienda hacer un recubrimiento con Alclad.
El Alclad es un producto forjado, compuesto formado por un núcleo de una aleación de aluminio y que tiene en una o dos superficies un recubrimiento de aluminio o aleación de aluminio que es anódico al núcleo y por lo tanto protege electroquímicamente al núcleo contra la corrosión.

Recubrimientos inorgánicos
En algunos casos es necesario hacer recubrimientos con material inorgánico, los mas usados son el vidrio y los cerámicos, estos recubrimientos proporcionan acabados tersos y duraderos. Aunque si se expone un pequeño lugar anódico se experimenta una corrosión rápida pero fácil de localizar.

Recubrimientos orgánicos
El uso de pinturas, lacas, barnices y muchos materiales orgánicos poliméricos han dado muy buen resultado como protección contra la corrosión. Estos materiales proveen barreras finas tenaces y duraderas para proteger el sustrato metálico de medios corrosivos. El uso de capas orgánicas protege mas el metal de la corrosión que muchos otros métodos. Aunque debe escogerse muy bien, ya que hay procesos que incluyen tratamientos con alcoholes que en algún momento pueden disolver los materiales orgánicos.

Diseño
Este quizá el método más efectivo para el control de la corrosión, ya que si hacemos un buen diseño y una buena planeación podemos evitar dicho fenómeno, a continuación se enumeraran algunas reglas generales que se deben seguir:
¨ Se debe tener en cuenta la acción penetrante de la corrosión junto con los requerimientos de la fuerza mecánica cuando se considere el espesor del metal utilizado. Esto se utiliza para tuberías y tanques que contengan líquidos.
¨ Son preferibles los recipientes soldados que los remachados para reducir la corrosión por grieta
¨ Se deben usar preferiblemente metales galvánicamente similares para prevenir para prevenir la corrosión galvánica. Si se atornillan metales no similares galvánicamente se deben usar arandelas no metálicas para eliminar contactos eléctricos entre los materiales.
¨ Es preciso evitar tensión excesiva y concentraciones de tensión en entornos corrosivos, para prevenir la ruptura por corrosión por esfuerzos, especialmente en aceros inoxidables, latones y otros materiales susceptibles a este tipo de corrosión.
¨ Se deben evitar recodos agudos en sistemas de tuberías por donde circulan fluidos. En estas áreas donde cambia la dirección del fluido bruscamente se potencia la corrosión por erosión.
¨ Se deben diseñar los tanques y recipientes de una manera que sean fáciles de limpiar y desaguar, ya que el estancamiento de sustancias corrosivas provoca la aparición de celdas por concentración.
¨ Se debe hacer un diseño eficiente de aquellas piezas que se espera queden inservibles en poco tiempo, para que sean fáciles de reemplazar.
¨ Es importante también diseñar sistemas de calefacción que no den lugar a zonas puntuales calientes, los cambios de calor ocasionan corrosión.

Alteración por el entorno
Las condiciones ambientales son muy importantes para el control de corrosión, algunos métodos usados son:
¨ Bajando la temperatura se consigue disminuir la velocidad de reacción, por ende se disminuye el riego de corrosión.
¨ Disminuyendo la velocidad de un fluido corrosivo se reduce la corrosión por erosión. Sin embargo, para metales y aleaciones que se pasivan, es más importante evitar las disoluciones estancadas.
¨ Eliminar el oxigeno de las soluciones acuosas reduce la corrosión especialmente en las calderas de agua.
¨ La reducción de la concentración de iones corrosivos en una solución que esta corroyendo un metal puede hacer que disminuya la velocidad de corrosión, se utiliza principalmente en aceros inoxidables.
¨ La adición de inhibidores que son principalmente catalizadores de retardo disminuye las probabilidades de corrosión. Los inhibidores son de varios tipos: los inhibidores de absorción que forman una película protectora, los inhibidores barrenderos que eliminan oxigeno. En general, los inhibidores son agentes químicos, añadidos a la solución de electrolito, emigran preferentemente hacia la superficie del ánodo o del cátodo y producen una polarización por concentración o por resistencia.

Corrosión y medidas de protección
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Proceso de corrosión
Los aceros se muestran una propensión muy importante a convertirse nuevamente en óxidos. Esto se debe a un fenómeno electroquímico en el cual se verifica un proceso de solubilización del metal siendo el electrolito la propia atmósfera. Es imprescindible para que se produzca el fenómeno la presencia de oxígeno (esto explica la durabilidad de las varillas de acero al interior de la masa de hormigón).El proceso de solubilización tiene lugar a través del transporte de electrones (partículas elementales de carga negativa) de un ánodo a un cátodo. La idea más representativa de éste fenómeno la constituye la pila galvánica constituida por dos metales ( o elementos irregulares no homogéneos de un mismo metal) denominados como ánodo y cátodo, un conductor (el propio metal) y un electrolito (atmósfera húmeda, agua dulce o de ácidos, álcalis, soluciones salinas o tierra).La diferencia de potencial que resulta en la superficie de contacto de metal con el electrolito y que caracteriza la tendencia del metal a su disolución se denomina potencial electródico y su magnitud depende en buena parte de la composición del electrolito. Los metales se relacionan, a través de su potencial electródico por comparación con el potencial hidrógeno cuyo valor se toma como cero.
Aquellos metales de PH mayor actúan como cátodos produciendo corrosión en aquellos de menor PH. A los efectos ilustrativos se transcribe la tabla de potenciales electródicos de los distintos metales, indicando sólo aquellos más representativos para nuestro uso:
Oro
+1.50
Plata
+0.80
Cobre
+0.334
Hidrógeno
0.00
Plomo
-0.127
Estaño
-0.136
Hierro
-0.439
Zinc
-0.762
Aluminio
-1.30
Magnesio
-1.55

Medidas de protección
Preparación de la superficie
Es la etapa crucial en la protección del hierro. Sin una adecuada preparación no pueden esperarse resultados satisfactorios de resistencia frente a la corrosión. Por tanto es importante establecer una calidad promedio de pretratamiento en particular en trabajos de relevancia. Para ello nos podemos basar en una norma sueca STANDARD SIS que relaciona el grado de corrosión de las superficies con el grado de limpieza de las mismas.

Distingue 4 grupos:
1. Superficie con capa de laminación intacta y prácticamente sin corrosión.
2. Superficie con principios de corrosión y donde la capa de laminación comienza a desprenderse.
3. Superficie donde las capas de laminación han sido eliminadas por la corrosión o puede eliminarse por raspado. No se observan cavidades.
4. Superficie donde la capa ha sido eliminada por la corrosión y se han formado cavidades a gran escala.
Para las condiciones establecidas se analizan dos tipos de preparación de la superficie.
¨ Rascado y cepillado normal.
¨ Arenado seco.
Para ambas operaciones las superficies se limpiarán para quitar aceites, grasas, etc, y las capas gruesas de óxidos se retirarán con cincel.

Rascado y cepillado normal
Se consideran dos clases:
¨ St 2 -Cepillado minuciosos.
¨ St 3 -Cepillado muy minucioso.


Arenado seco
Se consideran 4 clases:
¨ Sa 1 – Arenado ligero.
¨ Sa 2 – Arenado minucioso.
¨ Sa 21/2- Arenado muy minucioso.
¨ Sa 3- Arenado a metal blanco.
Otra clasificación de tratamientos superficiales para eliminar los contaminantes y el óxido los podemos dividir en:

Métodos químicos: se emplean desengrasantes y detergentes para eliminar la grasitud. El óxido es eliminado con soluciones ácidas conocidas como desoxidantes, debiéndose retirar el exceso de los mismos previo al pintado. Otro método muy eficaz e integral es fosfatizado.

Métodos físicos: eliminar la grasitud y contaminantes mediante desengrasantes o trapeo con solvente. Para eliminar el óxido se pueden aplicar varios métodos que indicaremos en orden creciente de eficacia:
¨ lijado.
¨ cepillado manual.
¨ cepillado mecánico.
¨ granallado.
¨ picareteado.
¨ arenado húmedo.
¨ arenado seco.

Recursos contra la corrosión
1- Interrupción del circuito electroquímico.
¨ Mediante la eliminación del contacto entre los dos metales que forman el par.
¨ Eliminando el oxígeno disuelto en el electrolito.
¨ Usar metales cuyo potencial electródico sea muy semejante.
¨ Mediante catodización, es decir, cambiar las condiciones de polaridad del circuito.

2- Pasivado.
Se logra mediante la transformación superficial del metal, formando una capa de óxido o sal del metal base.
Esta capa debe ser impermeable para evitar la penetración del electrolito.
Algunos de éstos métodos se conocen con el nombre de pavonado y anodizado.

3- Recubrimientos metálicos.
Estos se aplican ampliamente en la industria y hace falta distinguir dos tipos de protección: la catódica y la anódica.
- Protección catódica:
El metal de recubrimiento tiene un potencial electródico mayor que el del metal base. Para asegurar una buena producción se necesita que el recubrimiento sea continuo y no poroso.
Como recubrimientos catódicos del hierro o el acero se emplean el estaño, plomo, cobre y níquel.
- Protección anódica:
El metal de recubrimiento posee un potencial electródico menor que el del metal base. El recubrimiento protege el metal de un modo electróquico, al formarse el par galvánico el metal de recubrimiento.
- Procedimientos de ejecución:
Galvanizado: la pieza del metal base que actúa como cátodo se suspende en un baño electrolítico de solución acuosa de la sal del metal a precipitar. Las propiedades protectoras de éste procedimiento son muy eficientes y su tecnología muy simple.
Difusión: Para atribuir a la capa superficial del metal gran resistencia a la formación de óxidos, dureza y resistencia al desgaste se aplica la saturación de la capa superficial con distintos metales (aluminio, cromo, silicio). El tratamiento termoquímico se denomina también recubrimiento por cementación.
Pulverización: Consiste en que la superficie del metal, previamente limpiada, se pulveriza con metal fundido con ayuda de aire comprimido (pulverizador). Este recubrimiento resulta poroso y por ésta razón disminuye la calidad con respecto al galvanizado. Los materiales de recubrimiento son de zinc, cadmio y sus aleaciones.
Plaqueado: consiste en la formación, sobre el metal a proteger de una capa de metal que crea una película fuerte. El hierro se plaquea con cobre y acero inoxidable.

4- Recubrimientos no metálicos.
Es el tipo de producción más difundido en el cual la superficie del metal es tratada mediante pinturas. Su tecnología es simple y muy accesible teniendo como desventaja el cuarteo de la capa protectora dejando pasar la humedad. La protección se verifica de acuerdo a los siguientes mecanismos:

¨ Efecto barrera. La película protectora tiene muy baja difusibilidad del agua y del oxígeno.
¨ Protección galvánica: Pigmentos que actúan como ánodos de sacrificio.
¨ Protección química: Pigmentos que se vinculan químicamente al hierro.
¨ Mixta: Es una combinación de las anteriores.