Fundamentos básicos de corrosión
- Publicado por: César Boró Martín
- Categoría: Materials

A grandes rasgos podemos decir que la corrosión en materiales es algo nocivo en los distintos sectores del mundo de la industria. Por ello es conveniente conocer este fenómeno para, en la medida de lo posible, evitarlo. En primer lugar, recurramos a una definición clásica de corrosión en la que se establece como la degradación de un material, normalmente metálico, o de sus propiedades a causa de su interacción con el ambiente en el que se halla. La importancia capital de este fenómeno radica en dos aspectos fundamentales, la integridad estructural de todo tipo de elementos tanto industriales como de la vida diaria, con el consiguiente peligro para las personas, y el menoscabo económico que ello conlleva. Como ejemplo, valga el dato de que en un país como Estados Unidos los costes directos originados por la corrosión suponen varios puntos porcentuales de su Producto Interior Bruto (PIB).
Se hace necesario conocer los fundamentos básicos de electroquímica para entender el problema que se tiene enfrente. La corrosión ocurre por culpa de reacciones electroquímicas. El primer elemento destacado en ellas es un líquido, llamado electrolito, que contiene iones y, precisamente por eso, tiene capacidad para conducir una corriente eléctrica mediante el flujo de estos. El electrolito provoca un intercambio de electrones, lo cual ocurre en lugares distintos. Cabe destacar que un electrolito puede fomentar en gran medida el proceso de la corrosión en caso de tener un alto contenido de iones. Los iones que fluyen hacia el ánodo son llamados aniones, mientras que los que fluyen hacia el cátodo, cationes. Los electrones circulan a su vez a través de las piezas metálicas desde un sitio a otro de las mismas.
Estas reacciones electroquímicas son también llamadas de oxidación/reducción ya que la corrosión está compuesta por ambas. La oxidación tiene lugar en los ánodos y la reducción, en los cátodos. Mirando parte del flujo de electrones, es conveniente saber que los salientes del ánodo circulan por el metal hasta llegar al cátodo. Allí, los electrones que llegan son consumidos en la reacción de reducción. Para que estas reacciones ocurran, es necesario que exista un circuito eléctrico completo o tenderán a detenerse.
Desde un punto de vista termodinámico, cabe señalar que en las reacciones de corrosión la energía circula en forma de electricidad y que el flujo de energía condiciona la dirección de estas reacciones. La cantidad de energía en los metales en los que ocurren las reacciones de oxidación y reducción es mayor que el nivel energético en que se encuentran en los llamados productos de la corrosión. Los procesos que ocurren de forma natural tienden a disminuir el nivel energético total del sistema donde ocurren.
Llegados a este punto, se hace necesario hablar del potencial eléctrico de los metales, el cual indica la diferencia de energía entre los componentes del sistema. El ánodo o electrodo negativo se presenta originalmente en un estado energético más elevado que el cátodo o electrodo positivo. Por lo que hemos visto hasta aquí, podemos señalar que los electrones circulan de una zona de mayor energía a una de menos. Cuanto mayor sea la diferencia de potencial, esto es, de nivel de energía entre el ánodo y el cátodo, más tendencia existirá a tener lugar la corrosión.
Una forma habitual de considerar este concepto del potencial eléctrico son las series galvánicas, las cuales consisten en listas de metales, ordenados en función de su potencial, de más activo u oxidable a menos activo o menos oxidable, siendo cada serie galvánica dada para un medio ambiente en concreto. La serie galvánica más usualmente utilizada es para metales en agua de mar.
Otro parámetro no menos importante es el impacto de la superficie del ánodo y el cátodo en el desarrollo de la reacción de corrosión. Teniendo en cuenta que la reacción electroquímica total es la misma en ambos electrodos, ánodo y cátodo, el efecto en el que sea más pequeño será más intenso que en el electrodo más grande. Este efecto puede verse de forma gráfica mediante un diagrama de Evans para un ánodo y un cátodo con áreas iguales, mostrado a continuación:
Ciertos fenómenos son especialmente relevantes, como es el caso de la pasividad, la cual es la atenuación de la reactividad química en un metal cuando concurren determinadas circunstancias. La pasividad puede tener lugar por varias causas. Una de las más comunes es por la formación de una capa de óxido sobre la superficie de ciertos metales, como es el caso típico del aluminio. Otra de ellas se produce cuando algún metal o aleante es añadido a otro a fin de conseguir una película pasiva, como se produce en las aleaciones cromo-hierro.
Estos aspectos, en apariencia puramente teóricos (diferencia de potencial entre ánodo y cátodo, necesidad de un circuito eléctrico completo, superficies de los electrodos, etc.), tienen una importancia elevada en la práctica ya que al profesional involucrado le darán una idea de qué medidas considerar para evitar, en la medida de lo posible, este fenómeno indeseado.
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