6. CORROSION Y DETERIORO DE MATERIALES

La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de

un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede

entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar

su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión

esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la

que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la

salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los

metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren

corrosión mediante otros mecanismos.

La corrosión puede ser mediante una reacción química (oxido reducción) en la que intervienen tres factores:

La pieza manufacturada

El ambiente

El agua

O por medio de una reacción electroquímica.

Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).

Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.).

Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos cuantos nanómetros opicómetros, invisibles en cada pieza pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo, constituyen una cantidad importante.

La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la vez nociones de química y de física (físico-química).

Por ejemplo un metal muestra una tendencia inherente a reaccionar con el medio ambiente (atmósfera, agua, suelo, etc.) retornando a la forma combinada. El proceso de corrosión es natural y espontáneo.

6.1 TIPOS DE CORROSIÓN

Corrosión uniforme o general: La corrosión uniforme se presenta cuando el

material no exhibe diferencias en su micro estructura y el ambiente que lo rodea tiene una composición uniforme. Toda el área superficial se corroe a la misma velocidad y podemos predecir la pérdida de material en un cierto período de tiempo. El hecho de que el daño que se produce sea previsible hace que la corrosión uniforme sea menos seria que la localizada. No obstante, la corrosión que se extiende sobre toda la superficie produce una mayor contaminación en el medio ambiente. Pensemos el caso de tubos que conducen agua potable, al corroerse los iones difundirán en el agua contaminándola. Si la corrosión es severa, la cantidad de material disuelto será apreciable. Existen tablas que reportan datos de velocidad de corrosión (uniforme) para diferentes materiales en distintos medios. La velocidad de corrosión en agua de mar es más severa que en agua de río para la mayoría de los metales. Esto se debe en gran parte a la gran concentración de iones cloruro que existe en el agua de mar. El diseño del equipo, estructura, dispositivo, etc., tiene menos influencia en la corrosión uniforme que en la corrosión localizada. Una protección adecuada del material (ej.: protección catódica, por cubiertas protectoras, por inhibidores como se verá más adelante) puede minimizar el problema de la corrosión general. La corrosión por placas es un caso intermedio entre la corrosión uniforme y la corrosión localizada. El ataque de la superficie metálica es general, pero no uniforme.

Es necesario tener en cuenta que un sistema en corrosión no está en equilibrio. La cantidad de un metal uniformemente corroído durante un período de tiempo se puede determinar utilizando las leyes de Faraday. Así el peso w del metal corroído en una disolución acuosa en un tiempo t será igual a:

w= ItM (1) nF

Donde:

I: Flujo de corriente (en amperes=A)

M: masa atómica del metal (g/mol)

n=número de electrones/átomo producido o consumido en el proceso

F: Constante de Faraday.

t= tiempo

Generalmente en corrosión se utiliza un valor de corriente ipor unidad de área (densidad de corriente, en Acm-2), por lo que I=iA y reemplazando en la ecuación (1):

w = iAtM nF

Otro método de medir la corrosión consiste en evaluar la pérdida de peso

de una muestra expuesta a un ambiente en particular durante un período

de tiempo determinado y expresar la velocidad de corrosión como peso

perdido por una unidad de área de la superficie y por unidad de tiempo. De

modo semejante se puede expresar la velocidad de corrosión como la

pérdida en profundidad de material por ejemplo en mm/año o en

milipulgadas (0,001 pulgada) por año.

Ejemplo:

Un tubo de acero que transporta agua potable se está corroyendo a una

velocidad de 27300 mg por m2 por año (mpa). Cuál será la velocidad de

corrosión en mm por año ¿Cuánto tardará en disminuir el espesor de la

pared del mismo en 0,25 mm?

Velocidad de corrosión en g/(cm2 año)= 27,3 g= 27,3 x 10-4 g/(cm2 año)

104 cm2 año

La densidad del hierro es 7,87 g/cm3, luego la velocidad de corrosión estará dada por

27,3 x 10 -4 = g/(cm2 año)= 3,47 x 10-4 cm/año=3,47 x 10-3 mm/año = 7,87 g/cm3

El número de días que se necesitan para una disminución de 0,25 mm será:

365 días = x días

3,47 x 10-4 mm 0,25 mm

x= 26 años 3 meses

Corrosión galvánica: Es un proceso electroquímico en el que un metal se corroe preferentemente cuando está en contacto eléctrico con un tipo diferente de metal (más noble) y ambos metales se encuentran inmersos en

un electrolito o medio húmedo.1 Por el contrario, una reacción galvánica se aprovecha en baterías y pilas para generar una corriente eléctrica de cierto voltaje. Un ejemplo común es la pila de carbono-zinc donde el zinc se corroe preferentemente para producir una corriente. La batería de limón es otro ejemplo sencillo de cómo los metales diferentes reaccionan para producir una corriente eléctrica.

CELDAS GALVÁNICAS MICROSCÓPICAS

Las celdas galvánicas pueden formarse también a nivel microscópico en

metales y aleaciones por diferencias en su composición, estructura y concentración de tensiones. Teniendo en cuenta los factores metalúrgicos que le dan lugar podemos encontrar:

1. Celdas galvánicas por fronteras intergranulares

2. Celdas galvánicas multifásicas

3. Celdas galvánicas por impurezas.

1. En muchos metales las fronteras intergranulares son más activas (más anódicas) que la matriz granular. El motivo de este comportamiento anódico se relaciona con la alta energía que tiene esta zona debido a la desorganización atómica, también puede existir segregación de soluto y migración de impurezas hacia las fronteras. (Recordar que cuando se estudio imperfecciones cristalinas se vio los límites de granos como uno de ellas). Existen casos sin embargo en que el proceso es inverso y la frontera intergranular es el cátodo. Estas dos situaciones se muestran en las figuras siguientes:

Fig. 6 Corrosión en o cerca de las fronteras de grano. a) La frontera de grano es el ánodo de una celda galvánica y sufre corrosión b) La frontera de grano es el cátodo y las regiones adyacentes sirven de ánodos.

Uno de los ejemplos más importantes de este tipo de corrosión es la que tiene lugar en algunos aceros inoxidables austeníticos (18% Cr, 8 % Ni) que se ha visto previamente entre los casos de corrosión localizada (corrosión intergranular).

2. En una aleación de fase múltiple se crean celdas galvánicas entre las fases. Un ejemplo lo constituye la fundición de hierro gris perlítica que consta de hojuelas de grafito en una matriz perlítica. El grafito es más noble (más fácilmente reducible) que la matriz circundante creando celdas galvánicas muy activas.

3. Las impurezas en un metal o aleación pueden conducir a la precipitación de fases intermetálicas. Muchos metales contienen cierto grado de impurezas que es muy costoso eliminarlas y que dan lugar a la formación de regiones anódicas o catódicas muy pequeñas.

Corrosión por picaduras: Son una de las formas más destructivas de corrosión pues es una causa potencial de falla en equipos debido a la perforación y/o la penetración. Estas ocurren generalmente en las superficies de metal protegidas por revestimientos de óxido tal como acero inoxidable, aluminio, etc. Típicamente en circuitos de agua para caldera y de alimentación, el aumento del riesgo de

Corrosión por picadura aumenta dramáticamente con el aumento del contenido de oxígeno presente en el líquido.

Corrosión por grietas o aireación diferencial: Se trata de una forma de corrosión localizada en hendiduras o superficies protegidas donde puede haber disoluciones estancadas. Este tipo de corrosión es frecuente en tornillos, remaches,...; donde la abertura es ancha para que entre el líquido pero estrecha para que salga, de forma que se estanca. Así resulta preferible la unión por soldadura.

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Corrosión intergranular: La corrosión intergranular se produce en los límites de grano de una aleación. Un caso típico es el del acero inoxidable AISI 304 (18 % Cr; 8% de Ni) que contiene 0.06 a 0.08 % de carbono, estos aceros son calentados o enfriados lentamente dentro del rango de temperaturas de 500 a 800 oC (rango de sensibilizado). En ese intervalo de temperaturas los carburos de cromo pueden precipitar en los límites de grano con lo que se llega a la condición de acero sensibilizado (Fig. 3). Las regiones adyacentes a los límites de grano se empobrecen de cromo. El nivel de cromo puede descender por debajo de 12 % (mínimo necesario para el comportamiento pasivo). Estas áreas de bajo contenido en cromo se convierten en ánodos respecto al resto de las partículas de grano que son los cátodos.

Cuando se efectúan soldaduras es frecuente que las zonas adyacentes hayan sido expuestas a temperaturas en el rango de 500-800 oC por lo que precipitará carburo de cromo en los límites de grano, y se habrá sensibilizado (Fig. 4). La junta soldada deberá ser calentada para disolver los carburos de cromo y evitar la corrosión intergranular.

Fig. 3 a) Representación esquemática de la precipitación de carburo de cromo en la frontera de grano de un acero inoxidable 304 sensibilizado. b) Sección transversal de la frontera de grano mostrando el ataque corrosivo intergranular adyacente a las fronteras de gran

Fig. 4 Corrosión intergranular de una soldadura de acero inoxidable

La corrosión intergranular del acero autentico puede ser controlada de la siguiente forma:

1. Utilizando un tratamiento de calentamiento a alta temperatura después de soldar, seguido de un enfriamiento con agua. Así los carburos serán re disueltos y podrán volver a formar la solución sólida.

2. Añadiendo aleantes tales como el niobio y titanio que tienen mayor afinidad por el carburo que el cromo.

3. Bajando el contenido de carbono por debajo del 0.03 % (Acero 304L "L"del inglés "Low" bajo contenido en carbono).

Corrosión por esfuerzo:Este tipo de corrosión se produce cuando se

combina un ambiente corrosivo con tensiones intensas que actúan sobre el

metal. El ataque no parece muy intenso pero su gravedad radica en que se

producen fisuras que se propagan a lo largo de la sección del metal. Los

esfuerzos pueden estar originados por la presencia de metales con

diferentes coeficientes de dilatación térmica, por diseños defectuosos, por

transformaciones de una fase durante una soldadura, etc.

La fisura comienza en general en una discontinuidad superficial y su frente

avanza en forma perpendicular a las tensiones. Si se frena el esfuerzo o se

inhibe la corrosión el avance de la grieta se frena.

Por lo tanto, este tipo de corrosión se puede impedir eliminando o

reduciendo la fuente de tensión, el ambiente corrosivo, cambiando el metal

(ej: acero inoxidable por titanio en presencia de agua de mar), por

protección catódica o uso de inhibidores.

Corrosión por erosión: Cuando el movimiento de un agente corrosivo sobre una superficie de metal acelera sus efectos destructivos debido al desgaste mecánico y a la corrosión, este efecto se denomina corrosión por erosión. La importancia relativa del desgaste mecánico y de la corrosión es a menudo difícil de determinar, y varía considerablemente de una situación a otra. El papel de la erosión se atribuye generalmente a la eliminación de películas superficiales protectoras: por ejemplo, las películas protectoras formadas por el óxido generado por el aire. Un metal oxidado ralentiza su deterioro porque la superficie ya oxidada dificulta que el interior continúe oxidándose. Si por ejemplo el polvo o la arena, impulsadas por el viento, eliminan esa capa exterior de óxido, el metal continuará deteriorándose al haber perdido su protección.

Corrosión de daño por cavitación: Es una forma especial de corrosión-erosión debido a la formación y al colapso de burbujas de vapor en un líquido cerca de una superficie metálica, que ocurre en turbinas hidráulicas, hélices de barcos, impulsores de, bombas y otras superficies sobre las cuales se encuentran líquidos de alta velocidad con cambios de presión.

Un daño por cavitación tiene un aspecto semejante a picaduras por corrosión, pero las zonas dañadas son más compactas y la superficie es más irregular en el caso de la cavitación. El daño por cavitación se atribuye parcialmente a efectos de desgaste mecánico. La corrosión interviene cuando el colapso de la burbuja destruye la película protectora.

Corrosión por frotamiento o rozamiento: Es un tipo común de daño a la superficie producido por vibración, la cual causa choques o rozamiento en la interfaz de superficies sometidas a altas cargas y estrechamiento ajustadas. Tal corrosión tal corrosión es común en superficies de ajustes por sujeción o de presión, ranuras de cuña, canales para llaves mecánicas y otras piezas estrechamente ajustadas, sujetas a un pequeño movimiento relativo. La corrosión por rozamiento destruye los cojinetes y las dimensiones y reduce las resistencias a la fatiga. Este tipo de corrosión es un fenómeno mecánico-químico.

Corrosión por disolución selectiva o descinficacion: Se entiende por corrosión por disolución selectiva o corrosión por descinficación al proceso de desintegración del Zn integrante en determinadas aleaciones base Cu, como consecuencia de su exposición frente a soluciones líquidas químicamente activas, y por tanto con determinados potenciales redox.

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.

Las aleaciones base cobre desarrollan una barniz verde a causa de la formación de carbonato e hidróxidos de cobre, esta es la razón por la cual la Estatua de la Libertad se ve con ese color verduzco.

Ataque por Metal Líquido Los metales líquidos atacan a los sólidos en sus puntos más altos de energía como los límites de granos lo cual a la larga generará grietas.

Lixiviación selectiva Consiste en separar sólidos de una aleación. La corrosión grafítica del hierro fundido gris ocurre cuando el hierro se diluye selectivamente en agua o la tierra y desprende cascarillas de grafito y un producto de la corrosión, lo cual causa fugas o fallas en la tubería.

Disolución y oxidación de los materiales cerámico Pueden ser disueltos los

materiales cerámicos refractarios que se utilizan para contener el metal

fundido durante la fusión y el refinado por las escorias provocadas sobre la

superficie del metal.

Ataque Químico a los Polímeros Los plásticos son considerados

resistentes a la corrosión, por ejemplo el Teflón y el Vitón son algunos de

los materiales más resistentes, estos resisten muchos ácidos, bases y

líquidos orgánicos pero existen algunos solventes agresivos a los

termoplásticos, es decir las moléculas del solvente más pequeñas separan

las cadenas de los plásticos provocando hinchazón que ocasiona grietas.

Corrosión electroquímica o polarizada La corrosión electroquímica se

establece cuando en una misma superficie metálica ocurre una diferencia

de potencial en zonas muy próximas entre sí en donde se establece una

migración electrónica desde aquella en que se verifica el potencial de

oxidación más elevado, llamado área anódica hacia aquella donde se

verifica el potencial de oxidación más bajo, llamado área catódica.

El conjunto de las dos semi reacciones constituye una célula de corrosión electroquímica.

La corrosión electroquímica es debida a la circulación de electrones entre zonas de diferente potencial, en contacto con el medio conductor. Esta diferencia de potencial puede darse entre dos puntos de un mismo material en cuyo caso la diferencia de potencial no acostumbra a ser elevada o entre diferentes metales dando lugar a una pila galvánica en la que la corriente de corrosión es importante.

Es característica de este tipo de corrosión la localización de la zona de corrosión; esto puede dar lugar a consecuencias catastróficas a pesar de que la pérdida de material puede no ser muy importante.

En una pila de corrosión la pérdida de material corresponderá a la zona o metal más electronegativo que se denominará zona anódica y será donde se concentra la salida de la corriente al medio. La zona de entrada de la corriente, denominada zona catódica no sufrirá ningún deterioro y corresponde al potencial más electropositivo.

Tipos de 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. También la corrosión seda en los humanos es cuando tomamos agua

Corrosión microbiológica Es uno de los tipos de corrosión electroquímica. Algunos microorganismos son capaces de causar corrosión en las superficies metálicas sumergidas. Se han identificado algunas especies hidrógeno-dependientes que usan el hidrógeno disuelto del agua en sus procesos metabólicos provocando una diferencia de potencial del medio circundante. Su acción está asociada al pitting (picado) del oxígeno o la presencia de ácido sulfhídrico en el medio. En este caso se clasifican las ferrobacterias.

Corrosión por presiones parciales de oxígeno El oxígeno presente en una tubería por ejemplo, está expuesto a diferentes presiones parciales del mismo. Es decir una superficie es más aireada que otra próxima a ella y se forma una pila. El área sujeta a menor aireación (menor presión parcial) actúa como ánodo y la que tiene mayor presencia de oxígeno (mayor presión) actúa como un cátodo y se establece la migración de electrones, formándose óxido en una y reduciéndose en la otra parte de la pila. Este tipo de corrosión es común en superficies muy irregulares donde se producen obturaciones de oxígeno.

Corrosión galvánica Es la más común de todas y se establece cuando dos metales distintos entre sí actúan como ánodo uno de ellos y el otro como cátodo. Aquel que tenga el potencial de reducción más negativo procederá como una oxidación y viceversa aquel metal o especie química que exhiba un potencial de reducción más positivo procederá como una reducción. Este par de metales constituye la llamada pila. En donde la especie que se oxida (ánodo) cede sus electrones y la especie que se reduce (cátodo) acepta los electrones.

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.

Corrosión por heterogeneidad del material Se produce en aleaciones metálicas, por imperfecciones en la aleación.

Corrosión por aireación superficial También llamado Efecto Evans. Se produce en superficies planas, en sitios húmedos y con suciedad. El depósito de suciedad provoca en presencia de humedad la existencia de un entorno más electronegativamente cargado.

6.2 PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN

Protección contra la corrosión uniforme

Utilice acero inoxidable en lugar de acero normal. Acero inoxidable es acero normal mezclado con otros metales como níquel y cromo. Sin embargo, el coste del acero inoxidable hace que éste no sea práctico para un uso diario, excepto para pequeños elementos de ajuste como pernos y tuercas.

Recubra el acero normal con plásticos especiales. El recubrimiento del acero con plásticos especiales resistentes al desgaste constituye otra forma de protección contra la corrosión; sin embargo, el alto coste que implica el proceso de recubrimiento (en talleres especializados) hace que este método no sea práctico para uso diario.

Pinte el acero normal con pinturas especiales. El pintar el acero utilizando pinturas especiales es el método más común de proteger grandes estructuras de acero. Las superficies que se van a pintar se deberán limpiar cuidadosamente con un cepillo de acero (o preferiblemente mediante un chorro de arena). La capa inferior deberá consistir en un imprimador basado en zinc. La segunda y tercera capas deberán consistir en una pintura de epoxi sobre base de brea.

Protección contra la corrosión galvánica

Recubra el acero normal con zinc. El recubrimiento de acero con zinc, que es otro metal, es un procedimiento que se conoce generalmente como galvanizado y es la forma más normal de proteger pequeños objetos fabricados como anillas de amarre, bolardos fabricados con tubos, pernos, mordazas, cadenas, grilletes, tuberías de agua, etc. Los materiales a recubrir se sumergen normalmente en un baño de zinc fundido en talleres especializados. Una vez un objeto se ha sumergido en zinc en caliente no se debe realizar ningún trabajo de soldado, corte o taladrado, ya que esto destruiría la integridad del recubrimiento de protección.

Proteja el acero con ánodos de zinc (protección catódica). Los ánodos de zinc se utilizan para prolongar más aún la vida útil de estructuras de acero sumergidas en agua del mar como, por ejemplo, pilones de acero, pontones, flotadores metálicos, etc. Los elementos de aluminio, en contacto con acero húmedo, quedan expuestos también a la corrosión galvánica.

Protección contra la corrosión por picadura

Selección de materiales: consiste en elegir un material lo suficientemente resistente a la corrosión, en la condición a la que va a ser utilizado. Ej. Aceros inoxidables o algunos materiales cerámicos.

Recubrimientos: podemos controlar la corrosión dotando a los materiales de un recubrimiento adecuado. Pueden ser recubrimientos metálicos, orgánicos o inorgánicos.

Los inorgánicos se usan para proteger al acero de la corrosión mediante una fina capa de vidrio fundido, que le proporciona además un acabado duradero. Este acero vidriado se utiliza para la industria química

En los inorgánicos, los materiales se recubren con pinturas, barnices, lacas, y otras sustancias con el fin de proteger de la corrosión.

-Diseño: para reducir los problemas de corrosión se pueden establecer ciertas normas de diseño:

Protección contra la corrosión por grietas

Preferible la unión por soldadura a los remaches.

No se deben diseñar ángulos pronunciados en tuberías donde circulen líquidos a gran velocidad para evitar la corrosión.

Los tanques destinados a albergar sustancias corrosivas deben estar provistos de un sistema de desagüe que permita su limpieza.

Los elementos sometidos a condiciones extremas de corrosión estar situados de forma que se puedan limpiar y sustituir de forma rápida y sencilla.

Protección contra la corrosión intergranular:

Pinturas. Protección catódica. Protección anódica. Selección de materiales. Alteración del medio. Inhibidores.

Protección contra la corrosión por esfuerzo

Tipo de sustrato.- Para poder identificar qué métodos de pintado son los que se pueden utilizar.

Sistema de pintado.- Una vez conocido que tipo de sustrato se saber si puede tener una adhesión entre los materiales en cuestión

Preparación superficial.- Al conocer el sistema de pintado se puede saber qué es lo necesario para poder generar la mejor adhesión

Pre-tratamiento.- El pre-tratamiento es similar a la preparación superficial, considerando el pre-tratamiento de la superficie, pero se puede dar el caso de un pre-tratamiento en la pintura, que podría ser tal vez lo llamado preparación de la pintura.

Espesor total y por capa.- Dependiendo del tipo de método escogido se va a tener los diferentes espesores de la pintura

Adhesión metal/pintura.- Es la más importante debido a que si no se tiene una buena adhesión entre los dos materiales, no tiene sentido seguir estudiando los demás casos si por ejemplo no se va a poder pintar. Y cuanto más se prolonga la adhesión menor es la posibilidad de que se inicie el proceso de corrosión.

Composición de las pinturas.- Puede considerarse posteriormente este punto ya que dependiendo de la composición de las pinturas se va a poner los diferentes tipos de ligantes, pigmentos y disolventes

Compatibilidad entre capas.- Esto es importante ya que de esto va a depender el método de aplicación, y conociendo la composición de las pinturas

Método de aplicación.- Si se sabe qué tipo de compatibilidad se tiene, entonces se puede escoger el método que se acople a dicha compatibilidad.

Protección contra la corrosión por erosión

Una disminución de la temperatura implicara la reducción de la velocidad de corrosión. Sin embargo hay algunas excepciones como el agua de mar, que es más corrosiva a menor temperatura.

Si la velocidad del fluido corrosivo disminuye, se reduce la corrosión por erosión. Aunque otras veces hay que evitar las disoluciones estancas.

Protección contra la corrosión de daño por cavitación

Modificar el diseño para minimizar las diferencias de presión hidráulica en el flujo de medio corrosivo

Seleccionar materiales con mayor resistencia a la cavilación.

Dar un acabado de pulido a la superficie sujeta a efectos de cavilación, ya que es más difícil nuclear burbujas sobre una superficie muy plana

Recubrimiento con hules o plásticos que absorben las energías de choque.

Protección contra la corrosión por frotamiento o rozamiento

Pinturas. Protección catódica. Protección anódica. Selección de materiales. Alteración del medio. Inhibidores.

Protección contra la corrosión por disolución selectiva o descinficacion

Tipo de sustrato.- Para poder identificar qué métodos de pintado son los que se pueden utilizar.

Sistema de pintado.- Una vez conocido que tipo de sustrato se saber si puede tener una adhesión entre los materiales en cuestión

Preparación superficial.- Al conocer el sistema de pintado se puede saber qué es lo necesario para poder generar la mejor adhesión

Pre-tratamiento.- El pre-tratamiento es similar a la preparación superficial, considerando el pre-tratamiento de la superficie, pero se puede dar el caso de un pre-tratamiento en la pintura, que podría ser tal vez lo llamado preparación de la pintura.

Espesor total y por capa.- Dependiendo del tipo de método escogido se va a tener los diferentes espesores de la pintura

Adhesión metal/pintura.- Es la más importante debido a que si no se tiene una buena adhesión entre los dos materiales, no tiene sentido seguir estudiando los demás casos si por ejemplo no se va a poder pintar. Y cuanto más se prolonga la adhesión menor es la posibilidad de que se inicie el proceso de corrosión.

6.3 OTROS TIPOS DE DETERIORO DE LOS

MATERIALES

DETERIORO DE POLÍMEROS

La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros.

Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que constituyen enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.

Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas.

Oxidación y Degradación Térmica de los Polímeros. Los polímeros se degradan al ser calentados y al ser expuestos al oxígeno. Una cadena de polímeros puede romperse, produciendo dos macroradicales. En los polímeros termoplásticos más flexibles particularmente en polímeros amorfos en vez de cristalinos, no ocurre recombinación y el resultado es la reducción en el peso molecular, en la viscosidad y en las propiedades mecánicas del polímero.

DETERIORO DE CERÁMICOS.

CAUSAS FÍSICAS Se refiere a parámetros ambientales de tipo físico y cuyas manifestaciones determinan deterioros de carácter mecánico sobre objetos, porque en realidad, los materiales cerámicos son frágiles ya que tienden a romperse sin deformarse. Igual sucede con los demás materiales arqueológicos, huesos, metales, lítica y otros. Entre estas causas se encuentran las variaciones de estado del agua: el elemento de volumen al pasar al estado sólido y las tensiones desencadenadas con el posterior deshielo. También la migración de sales solubles: formación de depósitos superficiales y disgregación de revestimiento.

Variaciones de humedad que provocan fenómenos de condensación y evaporación que produce un efecto mecánico abrasivo. Variaciones de temperatura que favorecen los procesos de dilatación y contracción y determinan movimientos mecánicos y graves tensiones que son amortiguadas por la propia pieza a través de fisuras o grietas. El flujo de agua consistente en que la lluvia es capaz de producir una acción abrasiva reforzada con las partículas en suspensión que además pueden ir acompañadas de otras sustancias más dañinas. La carga pesada, como la propia tierra o aplicadas por el hombre al apilar las piezas, afectan a la resistencia de los objetos. La exposición al viento que actúa en forma abrasiva por el polvo atmosférico transportado en suspensión. También la presencia de vibraciones de varios tipos incluyendo terremotos, transporte, tráfico, etc. Las radiaciones luminosas, especialmente dañinas las radiaciones infrarrojas, ya que pueden incrementar la temperatura siendo los rayos ultravioleta los más peligrosos, pero producen reacciones de tipo químico.

Todos estos fenómenos pueden producir, entre otros daños roturas, fisuraciones, fracturas, pérdidas, exfoliaciones, disgregaciones, etc. Un tipo de fisurasión característico es la craqueladura en la cerámica ya presente desde la producción del objeto en la fase de enfriamiento a causa de una excesiva contracción del engobe en cerámica que produce su posterior caída en escamas.

CAUSAS QUÍMICAS Se refiere a parámetros ambientales de tipo físico y que son provocados por elementos externos, generalmente naturales (agua, anhídrido carbónico, ácidos, etc.), pero también determinados por la actividad humana (incendios, contaminación ambiental, etc.). Las alteraciones químicas o mineralógicas comportan generalmente variaciones en el material cerámico, manifestando consecuencias de tipo mecánico. Producen sustracción o aporte de elementos químicos y son típicos los fenómenos de descohesión que favorecen la pulverización del material, también en lítica, estuco, metales, huesos y otros.

Contacto con el agua: en contacto con el agua la pieza actúa como esponja, absorbiéndola a través de su estructura porosa, con un consiguiente proceso de vuelta, más o menos rápido, a las condiciones originales como material arcilloso. Se recupera el agua de constitución y puede provocar deformaciones. Este fenómeno tiene lugar en contacto directo con el agua, pero puede derivarse incluso 454de la absorción de moléculas de agua a través de la humedad ambiental. En lítica también hay cambios en cuanto a su composición, al igual que en los metales, murales y huesos.

Ácidos y otras substancias: pueden atacar al material arqueológico provocando el transporte de uno o más componentes químicos. También la presencia de iones en solución en contacto con el material puede producir reacciones con los componentes de la mezcla cerámica, que acumula elementos antes ausentes, el caso del fósforo que se encuentra en cerámicas enterradas durante mucho tiempo.

Sales solubles: modifican la microestructura acumulándose en los poros. Pueden tener origen diverso, componentes naturales del material arqueológico o productos de reacciones con contaminantes gaseosos o substancias contenidas en soluciones.

Contaminación atmosférica: las substancias abrasivas son transportadas por el aire o el agua y se ponen en contacto con el material arqueológico, permitiendo así el desarrollo de procesos de alteración.

Algunas substancias sólidas (polvo silíceo y carbonato de calcio) no reaccionan con los materiales, limitándose a formar incrustaciones; aquellos más solubles en agua (cloruros, nitratos, sulfatos) determinan los efectos típicos de las sales solubles. Entre las substancias gaseosas las más comunes son los óxidos de azufre y también los polvos metálicos como el plomo residual de los automóviles, que producen funciones de catalizadores en determinadas reacciones.

Anhídrido carbónico: contenido en el aire o en el agua reacciona rápidamente con el óxido o hidrato de calcio. El consiguiente aumento de volumen determina tensiones internas que pueden no ser soportadas por la cerámica y lítica que tiende a perder su cohesión o se vuelve polvo.