Escuela de Ingeniería Técnica Civil. Arquitectura Técnica. Materiales II

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Escuela de Ingeniería Técnica Civil. Arquitectura Técnica. Materiales II"

Concepción Salas Carmona
hace 6 años
Vistas:

1 3.- METALES 06 Durabilidad 1 Introducción La corrosión s la dstrucción d un matrial sólido a causa d fnómnos químicos o lctroquímicos qu sul prsntars n la suprfici dl mtal. En gnral los matrials mtálicos son afctados por l agua y los agnts atmosféricos. Los procsos más frcunts gnradors d corrosión son: 1. Elctrolisis. Acción d los cloruros 3. Carbonatación (n l caso spcial dl hormigón con armaduras) Estos procsos s vn afctados por la tmpratura qu aumnta la vlocidad d las raccions químicas, la suprfici xpusta D todos llos la lctrolisis juga un papl prpondrant n la corrosión d los mtals dado qu s rlativamnt fácil qu s formn pilas lctrolíticas n la construcción. Elctrolisis Los procsos qu producn corrosión dl acro son l anódico y l catódico. Ambos hac alusión al procso d lctrolisis n l qu los ions positivos (cations) dl mtal pasan al lctrolito (líquido prsnt) si los ions disultos n l lctrolito son liminados la disolución sigu mintras qud mtal o lctrolito. En l caso d agua con oxígno n disolución tin lugar la siguint racción: O + H O + 4 4OH Lo qu aumnta la concntración dl ions (cations): M + + OH OH qu raccionan con los ions mtálicos M + compusto qu si prcipita disminuy la concntración d ions M n l lctrolito, con lo qu la disolución dl mtal continúa. En la práctica la prsncia d humdad n la suprfici d los mtals favorc st procso cuando la disolución d los gass contaminants aumnta la vlocidad d ésta racción. OH 17

2 La pérdida d los cations va cargando ngativamnt al mtal rspcto dl lctrolito qu aumnta su carga positiva con la disolución d los cations n l mismo. Est procso sigu hasta un quilibrio. La introducción d otro mtal n l lctrolito hac aparcr una difrncia d potncial dbido a la carga ngativa dl matrial qu ha prdido cations y la carga positiva dl rcién aparcido. Esta difrncia d potncial actúa como una pila n la qu l matrial más lctrongativo rspcto dl lctrolito srá l polo ngativo (ánodo) y l otro l polo positivo. Si unimos los dos mtals por su part no sumrgida por mdio d un conductor, circulará una corrint d lctrons dsd l polo positivo al ngativo y n sntido opusto n la part sumrgida a través dl lctrolito. Es dcir, dsd l cátodo al ánodo. La racción dl ánodo srá : + M M + qu s una racción d oxidación. La racción n l cátodo dpndrá d las caractrísticas d la solución pro simpr xistirá incorporación d los lctrons qu por l circuito xtrior llgan al cátodo. Algunas raccions habituals son: H O + + HO M M + H + 4 4OH

3 En un caso s forma hidrógno qu s adhir al mtal dl cátodo dsprndiéndos st hidrógno n forma d burbujas formadas por tnsión suprficial. En l sgundo caso l oxígno disulto qu favorc la progrsión d la corrosión. El trcr caso, qu s poco corrint, xprsa l rcubriminto dl cátodo d una capa d mtal cuando l lctrolito contin ions más nobls qu l mtal xpusto a su acción. Est procso s d gran importancia dado qu n la práctica más d un mtal sul ncontrars unidos por agua y pudn formar spontánamnt una pila lctrolítica con la consiguint corrosión d uno d llo. A vcs sta situación s produc n conduccions d agua tras una rparación n la qu s cambia d mtal sin advrtir las conscuncias. Como s v, la pérdida d mtal tin lugar n l ánodo, s dcir n l mtal más lctrongativo con rlación a la solución. Por so s muy important conocr la rlación d lctrongatividad ntr los distintos mtals n rlación a un lctrolito. Naturalmnt la rlación dpnd dl lctrolito. Para l agua d mar la rlación ntr mtals s la siguint: 19

4 En sta tabla los lmntos lctropositivos son mnos suscptibls d sr atacados qu los lctrongativos. Por llo n una conducción l agua con dos mtals l agua db circular dsd los mnos nobls (más lctrongativos) a los más lctropositivos) y no al rvés. Obviamnt la corrosión pud sr inducida introducindo una difrncia d potncial mdiant una corrint léctrica ntr los dos polos. D hcho sto ocurr a mnudo n la ralidad cuando difrncias d oxignación (ntrrado no ntrrado) cran una difrncia d potncial. En stos casos s posibl la corrosión d un mismo mtal al constituirs la humdad prsnt n lctrolito. En algunos casos las corrosión s paraliza por l dpósito d óxido dl mtal n l mismo, actuando como un protctor. Es l caso dl aluminio. Esta circunstancia s aprovcha industrialmnt para consguir aluminio oxidado y, por tanto, capaz d rsistir la corrosión. Est procdiminto s la razón d qu a st trataminto dl aluminio s l dnomin anodizado. También s aprovchado l procso lctrolítico controlado para consguir l dpósito d zinc n un acro a fin d qu la postrior oxidación d zinc n l uso proporcion la capa protctora d óxido d zinc. Est procso s llama galvanizado. La protcción catódica consistn n provocar una corrint n l sistma dl mtal qu stá sindo corroído o s suscptibl d srlo d modo qu otro mtal s constituya n ánodo dl sistma y actú como mtal d sacrificio. También s pudn formar pilas spontánas n un mismo matrial. En stos casos la difrncia d potncial la gnral condicions difrncials n oxignación y otras. 0

5 3 Corrosión por cloruros En l caso d corrosión por la acción d cloruros, la plícula pasiva d los acros s romp n zonas localizadas y pquñas. La difrncia d xtnsión ntr la zona anódica y la catódica provoca una furt corrosión por picadura n la primra. 4 Corrosión por carbonatación La corrosión más prjudicial dsd l punto d vista práctico s la qu sufr l acro structural. En st caso, l acro s constituy n ánodo pasando los cations dl acro al lctrolito prsnt sgún la racción: F F + + El acro tin una capa d óxido protctora n stado pasivo qu l protg d la corrosión. Sin mbargo sta protcción dsparc si l acro cambia su potncial léctrico, baja l ph dl ntorno o s atacado por solucions d sals d cloro. La dspasivación no s da mintras l acro s ncuntr n zona d pasivación dl diagrama d Pourbaix (punto P). 1

6 Pro si por fcto d la carbonatación dl hormigón qu lo roda n l hormigón structural baja l ph d su ntorno l acro d dspasiva sindo suscptibl d corrosión. La carbonatación s un procso qu s produc por fcto d la racción dl CO dl air con la fas líquida dl hormigón qu stá saturada d hidróxido cálcico librado n la hidratación dl cmnto. Esta racción s: C ( OH + CO C CO + H O a ) a 3 Igual ocurr con l hidróxido d Sodio y Potasio prsnts. Cuando s ha producido la total carbonatación l ph stá n valors crcanos a 9. En la racción d corrosión n l cátodo l oxígno disulto n l agua qu stá n contacto con l acro s combina con los lctrodos suministrados por l ánodo dando lugar a la formación d ions hidroxilo: F + + OH F ( OH )

7 La carbonatación pud sr dtctada mdiant la aplicación d una solución d fnolftalina al hormigón potncialmnt afctado. Esta solución vira al morado n un mdio básico prmancindo transparnt n un mdio ácido. En la imagn s pud obsrvar la pntración d la carbonatación n un tstigo d hormigón carbonatado. 3

Documentos relacionados

CARACTERÍSTICAS EXTERNAS y REGULACIÓN de TRANSFORMADORES

CARACTERÍSTICAS EXTERNAS y REGULACIÓN de TRANSFORMADORES CARACTERÍSTCAS EXTERNAS y REGLACÓN d TRANSFORMADORES Norbrto A. Lmozy 1 CARACTERÍSTCAS EXTERNAS S dnomina variabl ntr a una magnitud qu stá dtrminada ntr dos puntos, tal como una difrncia d potncial o