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 proteccion
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 corrosion
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 contínuo 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.