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DETERMINACIÓN DE LA DEPOSICIÓN DE IONES CLORUROS PARA EL ESTUDIO  DEL COMPORTAMIENTO DE LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA DEL ACERO BAJO EN CARBONO EN UN AMBIENTE MARÍTIMO EN EL CANTÓN PUERTO LÓPEZ. FASE II

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DETERMINACIÓN DE LA DEPOSICIÓN DE IONES CLORUROS PARA EL ESTUDIO  DEL COMPORTAMIENTO DE LA VELOCIDAD DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA DEL ACERO BAJO EN CARBONO EN UN AMBIENTE MARÍTIMO EN EL CANTÓN PUERTO LÓPEZ. FASE II

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1.       MARCO REFERENCIAL

7.1: LA CORROSIÓN

La corrosión es el proceso que causa daños a los materiales metálicos por reacciones químicas o electroquímicas debido a su exposición al medio que los rodea.  La deposición de contaminantes atmosféricos sobre los materiales metálicos, incrementa frecuentemente y de modo dramático sus tasas de deterioro. Sobre la velocidad electroquímica de corrosión de los metales en la atmósfera influyen parámetros meteorológicos tales como: temperatura, la humedad  relativa, las precipitaciones (lluvia o rocío), la velocidad y dirección del viento, así como la naturaleza de los propios contaminantes.[1]

7.2: CORROSIÓN ATMOSFÉRICA

La corrosión atmosférica es la causa más frecuente de la destrucción de los metales y aleaciones.

El mecanismo de corrosión es de naturaleza electroquímica. El electrolito es una capa de humedad sobre la superficie del metal cuyo espesor varía desde capas muy delgadas (invisibles) hasta capas que mojan perceptiblemente el metal. La duración del proceso de corrosión depende sobre todo del tiempo durante el cual la capa de humedad permanece sobre la superficie metálica.[2]

7.3: TIPOS DE CORROSIÓN

Existen muchos mecanismos por los cuales se verifica la corrosión, que tal como se ha explicado anteriormente es fundamentalmente un proceso electroquímico.

CORROSIÓN QUÍMICA:

En la corrosión química un material se disuelve en un medio corrosivo líquido y este se seguirá disolviendo hasta que se consuma totalmente o se sature el líquido y demás para todos. Las aleaciones base cobre desarrollan una barniz verde a causa de la formación de carbonato e hidróxidos de cobre.

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

CELDAS DE COMPOSICIÓN

Se presentan cuando dos metales o aleaciones, tal es el caso de cobre y hierro forma una celda electrolítica. Con el efecto de polarización de los elementos aleados y las concentraciones del electrolito las series fem quizá no nos digan qué región se corroerá y cual quedara protegida

CELDAS DE ESFUERZO

La corrosión por esfuerzo se presenta por acción galvaniza pero puede suceder por la filtración de impurezas en el extremo de una grieta existente. La falla se presenta como resultado de la corrosión y de un esfuerzo aplicado, a mayores esfuerzos el tiempo necesario para la falla se reduce.

CORROSIÓN POR OXÍGENO

Este tipo de corrosión ocurre generalmente en superficies expuestas al oxígeno diatómico disuelto en agua o al aire, se ve favorecido por altas temperaturas y presión elevada ( ejemplo: calderas de vapor). La corrosión en las máquinas térmicas (calderas de vapor) representa una constante pérdida de rendimiento y vida útil de la instalación.[3]

CORROSIÓN POR ACTIVIDAD SALINA DIFERENCIADA

Este tipo de corrosión se verifica principalmente en calderas de vapor, en donde la superficie metálica expuesta a diferentes concentraciones salinas forma a ratos una pila galvánica en donde la superficie expuesta a la menor concentración salina se comporta como un ánodo.

7.4: Tipos de ensayos de corrosión

El ensayo de corrosión suele ser de dos tipos:

1-            Pruebas de campo

2-            Estudios de laboratorio.

PRUEBAS DE CAMPO.

Se disponen de tres métodos logísticamente similares:

Testigos de corrosión: están fabricados con el mismo material de la estructura o con otro material. Así mismo las sondas de resistencia: opera con el principio de que cuando un alambre delgado o lámina se corroe, su resistencia eléctrica aumenta debido a una disminución del área de la sección transversal método de Polarización línea, hace uso del hecho que la velocidad de corrosión es inversamente proporcional a la densidad de corriente de polarización y otros ensayos de planta son los detectores de espesor capaces de mador el metal que queda en los tubos corroídos. Estos normalmente utilizan transductores ultrasónicos disponibles en el mercado.

Pruebas de laboratorio.

Pruebas de corrosión por niebla salina: consiste en la atomización a temperatura controlada de una disolución de diversas sales en agua, de las cuales el CIN2 es el más representativo a efectos electrolíticos.

Prueba de corrosión por atmosfera urbana: consiste en simula la contaminación ambiental existente en los núcleos urbanos, el cual en presencia del oxígeno del aire pasa a SO3, que a su vez en presencia de humedad se ioniza produciendo el ion sulfúrico responsable de la corrosión.

Prueba de corrosión industrial: es semejante a la atmosfera urbana si bien podemos encontrar la presencia de otro tipo de vapores ácidos derivados del N2, Cl, etc., los cuales configuran la denominada niebla acida.[4]

7.5 VELOCIDAD DE CORROSIÓN

Es un fenómeno en que interviene en la reacción anódica y una catódica en el momento en que se produce la corrosión de la velocidad de oxidación anódica ha de ser igual a la velocidad de la reducción catódica. Por lo tanto, la intersección de las curvas de polarización anódica y catódica nos dará potencial de corrosión y la densidad de corriente, que será proporcional a la velocidad de corrosión.[5]

7.6: CONCEPTO DE DEPOSICIÓN-.

Es un proceso termodinámico en el cual el gas se transforma en un sólido, también conocido como de sublimación, el proceso inverso de la deposición es la sublimación.[6]

7.7: DEFINICIÓN DE LOS IONES DE CLORURO

El ion cloruro (Cl ̅), es uno de los aniones inorgánicos principales en el agua natural y residual. El contenido de cloruros de las aguas naturales, es variables y depende principalmente de la naturaleza de los terrenos atravesados. El aumento de cloruros en una muestra de agua puede tener orígenes diversos. [7]

7.8: DEPOSICIÓN DE IONES DE CLORURO

Se denomina deposición de iones de cloruro (húmeda, seca o total) a la cantidad de una cierta sustancia depositada sobre el terreno en un cierto intervalo de tiempo. El valor por unidad de tiempo es la tasa de deposición o aportación. Aquí se considera la deposición de ión cloruro, que es la casi totalidad del Cl contenido, y por eso se expresa como Cl. La deposición total[8]

7.9: EVENTOS QUE GENERAN LA DEPOSICIÓN DE IONES DE CLORURO

La aportación de iones de cloruro puede obtenerse a partir de valores medios de precipitación y contenido de Cl, o a partir de valores acumulados de precipitación y contenido salino. La incertidumbre es menor para valores acumulados de la deposición, especialmente en zonas áridas.[9]

7.10: METODOLOGÍA PARA RECONOCER LOS NIVELES DE DEPOSICIÓN DE IONES DE CLORURO

Se realiza de acuerdo con la metodología indicada en la norma ISO 9225-2012.

Este método  consiste en una pieza de tela de gran capacidad absorbente de forma rectangular. La zona más estrecha presenta un dobladillo que admite pasar un cable recubierto con un aislante polimérico por el cual se extiende el captador. Este cable permite a la vez sujetar al captador de los aislantes de material cerámico atornillados al soporte de madera. Se colocan tres en cada captador a un ángulo de inclinación de 450 con respecto a la horizontal, realizando el cambio mensualmente. Los nuevos captadores que se colocan y los que se retiran, son almacenados en bolsitas de polietileno bien selladas con el propósito de no ponerlos en contacto con los contaminantes de la atmósfera durante su traslado desde y hacia el laboratorio.[10]

[1] Editorial CENIC Avenida 25, esquina 158, Cubanacán, Playa, La Habana http://revista.cnic.edu.cu/revistaCQ/articulos/estudio-de-la-corrosi%C3%B3n-atmosf%C3%A9rica-del-acero-al-carbono-en-zonas-petrol%C3%ADferas-de-la-costa [2] Sennett, R. (2000). La corrosión del carácter: las consecuencias personales del trabajo en el nuevo capitalismo. Barcelona: Anagrama.(http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/121/htm/sec_6.htm)[3] Raichev, R., Veleva, L., & Valdez, B. (2009). Corrosión de metales y degradación de materiales. Editorial UABC, 155-170. (LIBRO DE CORROSIÓN SANTIAGO MARIÑO EXTENSIÓN – CABIMAS) [4] Andrade, C., Alonso, C., & Sarria, J. (1998). Influence of relative humidity and temperature on-site corrosion rates. Materiales de Construcción, 48(251), 5-17. (https://www.ecured.cu/Corrosi%C3%B3n_en_los_Metales) [5] FABRE, C., Giovanni, E., Et. Al., Método de Protección Catódica para Calcular la Corrosión, Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica, México, 2010.  [6] JACABSON, MARK, Z., Fundamentos del Modelado Atmosférico, Cambridge University Press, 2da. Ed. (2005) pág. 525  [7] Valdés, A. C., Brito, N. D., Mellor, E. G., & Martínez, M. (2005). Influencia de la penetración de Iones Cloruros en el Hormigón Armado a diferentes relaciones Agua/Cemento y Condiciones de Exposición. Centro Nacional de Investigaciones Científicas. (http://ing.unne.edu.ar/pub/quimica/ab2/TP4.pdf)[8] Alcalá, F. J., & Custodio, E. (2004). La deposición atmosférica de cloruro al terreno en España. Boletín Geológico y Minero, 115(5), 319-330. (http://www.igme.es/boletin/2004/115_esp_2004/ARTICULO%205.pdf)[9] Espinosa-Martínez, S., Custodio, E., & Loaso-Vierbücher, C. (2015). Comparación de la recarga natural estimada con el balance de agua en el suelo y con el balance de la deposición atmosférica de cloruro en un sistema carbonatado en el área semiárida del Baix Ebre, Cataluña, España. Ingeniería del agua, 19(3), 135-155. (Wood y Sanford, 1995 (http://www.igme.es/boletin/2004/115_esp_2004/ARTICULO%205.pdf) [10] Vargas, A., & Fernández, J. F. (2002). Aplicación de una metodología para evaluar la agresividad del agua hacia estructuras de concreto. Revista Geológica de América Central, (27).