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CINÉTICA DE LA CORROSIÓN
En los comentarios precedentes
hemos tratado los criterios fundamentales que llevan a la formación de una
célula de electrolito, que es el paso esencial en el proceso de corrosión. Sin
embargo, la diferencia de potencial de un par galvánico puede cambiar con el
tiempo. Cuando la corrosión progresa, los productos de corrosión pueden
acumularse en el ánodo, cátodo, o ambos. Esto reduce la velocidad a la cual la
corrosión tiene lugar. El fenómeno que afecta la cinética de corrosión se
refieren como polarización y pasivación. Estos dos fenómenos son extremadamente
importantes en medidas preventivas que pueden usarse para controlar la
corrosión.
Efectos de polarización
El fenómeno que controla la tasa
de reacción de corrosión se conoce como polarización, que es facilitar con el
que las reacciones anódicas y catódicas tienen lugar. Los principios de los
efectos de polarización son los siguientes.
Tan pronto como la corriente
comienza a fluir a través de la célula electrolítica, produce cambios químicos
en los electrodos, y estos cambios tienden a establecer una nueva célula voltaica
con un voltaje en la dirección opuesta al voltaje de la célula principal. Este
nuevo contravoltaje es conocido como polarización, y siempre se opone al
voltaje principal de la célula; nunca lo refuerza. En términos simples, debido
a la polarización los potenciales de los metales en una célula de corrosión
tienden a aproximarse entre sí. La disminución en potencial de ánodo es la polarización anódica, y la disminución en
el potencial del cátodo es la polarización catódica. Este voltaje reducido
puede impulsar menos corriente adicional a través de la célula. No siempre es
verdad que tanto la polarización anódica como catódica tengan lugar en la misma
extensión. En algunos casos, la polarización más grande está en el ánodo y en
otros casos en el cátodo. En el primer caso, la reacción se dice está
controlada anódicamente. En el último caso, se dice que está controlada
catódicamente.
Polarización en sistemas hierro – agua
En el sistema hierro – agua, la
reacción se controla catódicamente debido a que los iones de hidrógeno están
disponibles en pequeña cantidad. En otras palabras, los límites de polarización
catódica limitan la tasa de reacción. El oxígeno es un depolarizador ya que
hace decrecer la pendiente de una de las líneas, por lo que se incrementa la
corriente de corrosión y, en esta reacción, la cantidad de corrosión.
Factores que afectan la polarización
El grado de polarización es
variable; algunas reacciones de corrosión tienen lugar debido a la alta
espontaneidad y baja polarización, y otras tienen lugar muy lentamente debido a
la alta polarización; aunque tengan una tendencia pronunciada para corroer como
se muestra por la fem de la célula de corrosión.
1. Incrementando
el área de reacción lo que ocurre es que la corrosión tiene lugar más
rápidamente y por ello disminuye la tasa de polarización.
2. El
movimiento de agitación o electrolito aleja los productos de la reacción de
corrosión de la superficie y por lo tanto proporciona un número máximo de iones
contactando los electrodos, y así incrementando la tasa de corrosión y
decreciendo la polarización. Por otra parte, si la reacción catódica es de
activación controlada, la agitación no afectaría la tasa de corrosión.
3. El
oxígeno efectivamente despolariza el electrodo o hace que la reacción vaya más
rápidamente quitando el hidrógeno atómico producto de reacción.
4. Incrementando
la temperatura aumenta la tasa de la mayoría de las reacciones, y por lo tanto
disminuye la tasa de polarización.
Diagramas de polarización
Los diagramas de polarización
representan el potencial del cátodo respecto a la corriente (Ep, vs.
I) se llaman diagramas de polarización. Dibujando la densidad de corriente en
una escala logarítmica, las líneas de polarización serán lineales, de acuerdo
con la ecuación de Tafel. Estos diagramas también se llaman diagramas de Evans.
Mediciones de polarización
Las mediciones de polarización en
los elementos de un par galvánico pueden proporcionar información precisa
relativa a su comportamiento, particularmente la predicción de corrosión
localizada. Las técnicas de polarización y potenciales críticos se usan para
medir la susceptibilidad a la corrosión por picadura y hendedura de metales y
aleaciones en una solución de cloro.
Pasivación
A veces el material que se corroe,
produce un producto de corrosión adherente que lo protege de una corrosión
posterior. Tal material (pasivado) corroe muy poco en un ambiente específico,
incluso aunque de otra forma se corroa considerablemente. Por ejemplo, una
mirada a la serie galvánica indicará que el aluminio se corroería a alta
velocidad. En la práctica, sin embargo, se encuentra que el aluminio es
altamente resistente a los ataques en la mayoría de los medios excepto haluros.
Este fenómeno se conoce como pasivación. Materiales tales como níquel, titanio,
circonio, cromo, y acero inoxidable deben su resistencia a la corrosión a la pasivación
natural.
La pasivación es un resultado de
una polarización anódica marcada donde una barrera de film protector, ya sea
óxido de metal u oxígeno quimisorbido, se forma entre el metal y el medio
ambiente, previniendo un contacto posterior con el electrolito. En el caso del
hierro, cuando más oxígeno alcanza la superficie del metal de la que puede
usarse en la reacción catódica, se forma un film pasivo protector. De esta
forma, el alcanza de la pasividad es importante para eludir la corrosión
acelerada. Si una aleación dada es pasiva en una situación dada depende de los
efectos de polarización catódicos y anódicos.
Las aleaciones pasivas se usan
ampliamente como materiales resistentes a la corrosión para la construcción de
equipos sensibles como los intercambiadores de calor. La resistencia a la
corrosión de aleaciones pasivas depende del contenido en cromo, cloro y oxígeno
en el medio ambiente.
Comportamiento de las aleaciones
pasivas
Un material pasivo se corroe muy
poco en un ambiente específico, incluso aunque en otro ambiente corroa
considerablemente. A la inversa, las aleaciones que comúnmente muestren
pasividad son invariablemente bastante activas en el estado no pasivo. Algunos
elementos se descomponen en films pasivos, causando que el metal corroa donde
el film es discontinuo. Los iones cloro, por ejemplo, destrozan la pasividad
del aluminio, hierro, y acero inoxidable, causando corrosión por picaduras.
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2 comentarios:
Hola. tendras un ejemplo o alguna guia de como realizar los calculos hidraulicos, aplicados a sistemas de extincion a base de agua sin utilizar softwares de calculos....
Mi correo es
jota1088@gmail.com
estaria muy agradecido por el aporte.
Hola.
Eso hay que hacerlo creándose una plantilla. Hemos publicado varios artículos sobre cálculos de tuberías y bombas, que es lo más importante.
Saludos
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