agentes oxidantes

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD PANAMERICANA DEL PUERTO FACULTAD DE INGENIERIA CATEDRA: CORROSION EXPOSICION FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CORROSION DE UN METAL PONENTES: VITOR DOS SANTOS CARLOS SEVILLA LUIS TISOY

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Page 1: Agentes oxidantes

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PANAMERICANA DEL PUERTO

FACULTAD DE INGENIERIA

CATEDRA: CORROSION

EXPOSICION

FACTORES QUE INFLUYEN

EN LA CORROSION DE UN

METAL

PONENTES:

VITOR DOS SANTOS

CARLOS SEVILLA

LUIS TISOY

Page 2: Agentes oxidantes

CORROSIÓN BIOLÓGICA

Provocada por la contaminación debacterias que pueden afectar de formadirecta o indirecta el deterioro delmetal, estas bacterias pueden estarpresentes en aguas con altasconcentraciones salinas, típicas de losmares y océanos, lagos salados y fosassalinas, . Las más significativas son lasdenominadas ferro bacterias.

Page 3: Agentes oxidantes

CORROSIÓN BIOLÓGICA

Las consecuencias de la actividad microbiologica

pueden ser:

Producir un ambiente corrosivo

Crear celdas de concentración electrolítica en la

superficie del metal

Modificar la resistencia de las películas

superficiales

Tener influencia sobre el índice de reacción

anódica o catódica

Modificar la composición ambiental

Page 4: Agentes oxidantes

TIPOS DE MICROORGANISMOS

• Los aeróbicos crecen

con facilidad en un

ambiente que

contenga oxígeno

• anaeróbicos tendrán

un ambiente

virtualmente

desprovisto de

oxígeno atmosférico.

Page 5: Agentes oxidantes

EJEMPLOS:

• microorganismos anaeróbicos constituido porbacterias de reducción de sulfatos, las cualesfomentan la corrosión. Los sulfatos en suelosligeramente ácidos a alcalinos (PH de 6 a 9) losreducen esas bacterias, para formar sulfato decalcio y sulfuro de hidrógeno. Cuando estoscompuestos entran en contacto con las tuberías dehierro subterráneas, se produce una conversión delhierro a sulfuro de hierro. Puesto que esas bacteriasesten en esas condiciones, seguirán fomentandoesta reacción, hasta que se produzca una falla de latubería.

Page 6: Agentes oxidantes

EJEMPLO 2

La matriz que se forma a través del ensuciamientobiológico no es una masa sólida, sino quecuenta con toda una gama de canales por loscuales las bacterias pueden absorber nutrientesy oxígeno del agua. Conforme esta capa vacreciendo, las partes bajas reciben pocooxígeno y se desarrollan capas anaeróbicas.

Page 7: Agentes oxidantes

MICROORGANISMOS

Page 8: Agentes oxidantes

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

El S02 y el NaCl son los agentes corrosivos más comunes

de la atmósfera. El NaCl se incorpora a la atmósfera

desde el mar. Lejos de éste, la contaminación

atmosférica depende de la presencia de industrias y

núcleos de población, siendo el contaminante principal

por su frecuencia de incidencia sobre el proceso

corrosivo el dióxido de azufre (S02), proveniente del

empleo de combustibles sólidos y líquidos que contienen

azufre.

Page 9: Agentes oxidantes

PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA

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

• El mecanismo de corrosión es de naturalezaelectroquímica. El electrolito es una capa dehumedad sobre la superficie del metal cuyo espesorvaría desde capas muy delgadas (invisibles) hastacapas que mojan perceptiblemente el metal. Laduración del proceso de corrosión depende sobretodo del tiempo durante el cual la capa de humedadpermanece sobre la superficie metálica.

Page 10: Agentes oxidantes

PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA

presencia de un proceso anódico y otrocatódico, con un electrólito de resistenciaóhmica determinada.

• En el proceso anódico el metal se disuelve en lacapa del electrolito, en la cual la concentraciónse eleva hasta la precipitación de un compuestopoco soluble.

• En el proceso catódico, bajo la capa dehumedad, la mayoría de los metales expuestosa la atmósfera se corroen por el proceso dereducción de oxígeno.

Page 11: Agentes oxidantes

LA CORROSIÓN ATMOSFÉRICA SE CLASIFICA EN:

• a) Corrosión seca. Cuando el agente externo desencadenante no requiere específicamente la presencia de un agente líquido (par galvánico por contacto con otro metal, por ejemplo).

• b) Corrosión húmeda. Requiere de la humedad atmosférica, y aumenta cuando la humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por encima del 70%.

• c) Corrosión por mojado. Se origina cuando se expone el metal a la lluvia o a otras fuentes de agua.

Page 12: Agentes oxidantes

PRINCIPALES CONTAMINANTES QUE AFECTA LA

VELOCIDAD DE CORROSIÓN:

El NaCl y el SO2 son los principales contaminantes corrosivos de la atmósfera. La correlación entre los niveles de concentración de S02 o NaCl y la velocidad de corrosión es alta, También es importante mencionar al sulfuro de hidrógeno, que es el responsable del deslustre de cobre y plata, los compuestos nitrogenados que en solución incrementan la humedad en la superficie de los metales, las partículas inertes (silicio) y las partículas absorbentes (carbón de leña).

Page 13: Agentes oxidantes

Un oxidante es un compuesto químico que oxida a otra sustancia en

reacciones electroquímicas o redox. En estas reacciones, el compuesto

oxidante se reduce.

Básicamente:

•El oxidante se reduce

•El reductor se oxida

•Todos los componentes de la reacción tienen un número de oxidación

•En estas reacciones se da un intercambio de electrones

Los agentes oxidantes que aceleran la corrosión de algunos materiales

pueden retrasar la corrosión de otras, mediante la formación en sus

superficies de óxidos o capas de oxigeno absorbidos que los hacen mas

resistentes a los ataques químicos.

AGENTE OXIDANTE

Page 14: Agentes oxidantes

•Hipoclorito y otros hipohalitos como las lejías.

•Iodo y otros halógenos.

•Clorito, clorato, perclorato y compuestos halógenos análogos.

•Sales de permanganato, como el permanganato de potasio.

•Compuestos relacionados con el Cerio (IV).

•Compuestos cromados hexavalentes, como el ácido crómico,

el ácido dicrómico y el trióxido de cromo, clorocromato de

piridinio (PCC) y cromatos / dicromatos.

•Peróxidos, como el peróxido de hidrógeno (H2O2) o agua

oxigenada.

•Reactivo de Tollens

•Sulfóxidos

•Ácido persulfúrico

•Ozono

•Tetróxido de osmio OsO4

OXIDANTES COMUNES

Page 15: Agentes oxidantes

Cloro

El cloro es posiblemente el biocida industrial más usado hoy en día. Se utilizó durante

mucho tiempo para la desinfección de los abastecimientos de agua domésticos y para el

retiro del sabor y los olores del agua. La cantidad de cloro que necesita ser agregada a

un sistema de agua viene determinada por varios factores, a saber: demanda de

cloro, tiempo de contacto, pH y temperatura del agua, volumen de agua y cantidad de

cloro que se pierde con la aireación.

Dióxido de cloro

El dióxido de cloro es un biocida oxidante activo, eso lo hace ser el más aplicado y aún

más debido al hecho de que este tiene efectos menos perjudiciales para el ambiente y la

salud humana que el cloro. No forma ácidos hipoclorosos en agua; existe como dióxido

de cloro disuelto, un compuesto que es un biocida más reactivo en gamas más altas de

pH.

Isocianatos de cloro

Estos son los compuestos órgano-clorados que en hidrólisis dan el ácido hipocloroso y

ácido cianhídrico en agua. El ácido cianhídrico reduce la pérdida de cloro debido a las

reacciones fotoquímicas con la UV-luz, de modo que más ácido clorhídrico se origina y la

acción biocida se ve realzada.

AGENTES OXIDANTES

Page 16: Agentes oxidantes

Hipoclorito

El hipoclorito es la sal del ácido hipocloroso. Se formula en varios tipos de

formas. El hipoclorito se aplica generalmente como el hipoclorito de sodio

(NaClO) e hipoclorito de calcio (Ca(ClO)2). Estos compuestos se pueden aplicar

como biocidas. Funcionan mucho de la misma manera que el cloro, aunque son

algo menos eficaces.

Ozono

El ozono es naturalmente inestable. Puede ser utilizado como agente oxidante

de gran alcance, cuando se genera en un reactor. Como un biocida él actúa de la

misma manera que el cloro; dificulta la formación del ATP, de modo que la

respiración de la célula de los microorganismos se hace difícil. Durante la

oxidación con ozono, las bacterias mueren generalmente por pérdida del

citoplasma que sostiene la vida.

Mientras que el proceso de la oxidación ocurre, el ozono se divide en oxígeno

diatómico y un átomo de oxígeno, que se pierde durante la reacción con los

líquidos de la célula de las bacterias:

O 3 - > O 2 + (O)

Page 17: Agentes oxidantes

Las variaciones de concentración de los agentes oxidantes

sobre una superficie metálica pueden originar corrosiones

localizadas muy severas.

En muchas reacciones de corrosión, la ausencia de agentes

oxidantes hará disminuir mucho la corrosión, mientras que su

presencia la acelerara.

El magnesio, el aluminio, el titanio y los aceros inoxidables

desarrollan películas protectoras en contacto con agentes

oxidantes. Cuando el medio en que se encuentren disuelva

estas películas protectoras , la corrosión será muy rápida,

como ocurre en la corrosión del aluminio por los álcalis

fuertes.

OBSERVACIONES GENERALES

Page 18: Agentes oxidantes

COMO AFECTA LA TEMPERATURA

A LA CORROSION

La corrosión tiende a aumentar al elevar la temperatura ya

que esta posee efectos secundarios mediante su influencia

en la solubilidad del aire, que es la sustancia más común

que influye en la corrosión.

La velocidad de corrosión crece con la temperatura. Los

efectos secundarios variables con la temperatura pueden

hacer disminuir la velocidad de corrosión.

Page 19: Agentes oxidantes

EFECTOS DE LA CORROSION

El efecto de la corrosión es en el peor de loscasos, la destrucción total de uncomponente, pero también da lugar a otrosproblemas, que por menos contundentes nodejan de ser perjudiciales y, en algunoscasos, peligrosos para la seguridad de laspersonas.

Se sabe que tuberías de hierro enterradashan sufrido corrosión severa como resultadode la acción bacterial

Page 20: Agentes oxidantes

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA

CORROSIÓN

La posibilidad de la acción bacterial es una

importante consideración al evaluar la alta

probabilidad de la corrosión particularmente

en tuberías, estructuras enterradas y

sumergidas

Page 21: Agentes oxidantes

EFECTOS BIOLÓGICOS:

EN SUELOS NO AIREADOS

En suelos no aireados, este ataque se

atribuye a la influencia de la bacteria

reductora (esporovibrio desulfuricam).

Page 22: Agentes oxidantes

MECANISMO DE ATAQUE

Se cree que el mecanismo involucra tanto

el ataque directo del hierro y otros metales

por el sulfuro de hidrogeno como la

despolarización catódica ayudada por la

presencia de la enzima hidrogenasa.

Page 23: Agentes oxidantes

EN SUELOS NO AIREADOS

TUBERIAS

BARCOS, LANCHAS,GABARRAS

ESTRUCTURAS PETROLERAS

Page 24: Agentes oxidantes

EFECTOS BIOLÓGICOS:

EN SUELOS AIREADOS

Las especies thiobacillus dan cuenta de la

mayor parte de la corrosión microbiológica.

Estas especies convierten azufre en acido

sulfúrico lo cual es un gran estimulante al

ataque corrosivo

Page 25: Agentes oxidantes

MECANISMO DE ATAQUE

La variación de aireación suficientemente

grande para no despreciar la acción de la

bacteria sulfatoreductora. Por ejemplo:

Dentro de picaduras por corrosión activa

el contenido de oxigeno se hace

excesivamente bajo.

Page 26: Agentes oxidantes

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA

CORROSIÓN

Por mencionar un caso real, en diciembrede 1999, frente a las costas de Vizcaya, alnorte de España, el buque-tanque E r i k azozobró debido a la ruptura de su cascoprovocada por la corrosión.

El resultado: aproximadamente 20 miltoneladas de petróleo crudo se derramaronen el mar y causaron un gran daño alecosistema marino.

Page 27: Agentes oxidantes

TIPOS DE CONTAMINANTES

Óxidos de nitrógeno: que tienen su origen en algunos

procesos naturales y en actividades humanas que implican

un uso de combustibles fósiles.

El NO y el NO2 son gases tóxicos a temperatura ambiente, y

se forman por oxidación del nitrógeno atmosférico en

procesos de

combustión a temperaturas elevadas.

El NO es incoloro e inodoro, y procede de la oxidación

incompleta del N2 atmosférico en los motores de

combustión interna;

El NO2 es pardo−rojizo, con un

olor asfixiante, y procede de la oxidación del NO natural.

Page 28: Agentes oxidantes

TIPOS DE CONTAMINANTES

Óxidos de carbono: como el monóxido de carbono (CO) y

el dióxido de carbono (CO2).

El CO es el contaminante que más abunda en la atmósfera

próxima a la mayor parte de las ciudades.

Es un gas incoloro, inodoro e insípido, inflamable y

tóxico, producido por combustiones incompletas de

elementos que contienen carbono.

En zonas urbanas, la principal fuente de CO son las

emisiones de vehículos automóviles.

Page 29: Agentes oxidantes

TIPOS DE CONTAMINANTES

Compuestos de azufre: como dióxido de azufre

(SO2) y el trióxido de azufre (SO3), que resultan

de la oxidación del azufre presente en los

combustibles fósiles al quemarse, y el ácido

sulfhídrico(H2S), que procede de escapes de

refinerías de petróleo, fábricas de gas y, de forma

natural, de erupciones volcánicas o del

metabolismo anaerobio.

Page 30: Agentes oxidantes

TIPOS DE CONTAMINANTES

Compuestos orgánicos: como los

hidrocarburos (HC), que contienen carbono e

hidrógeno constituyen un grupo de

contaminantes muy abundantes en ciudades

y zonas industriales.

Su estado físico depende del número de

átomos de carbono de su molécula.

Page 31: Agentes oxidantes

TIPOS DE CONTAMINANTES

Metales pesados: que son elementos químicos de

masa atómica y densidad elevadas, presentes en

la atmósfera como partículas y en pequeñas

concentraciones.

Se consideran muy peligrosos, debido a que se

acumulan en las cadenas alimentarias. Entre los

más nocivos se encuentran el plomo, el cadmio y el

mercurio.

Page 32: Agentes oxidantes

TIPOS DE CONTAMINANTESTipo de

contaminante

Salud vegetación materiales

Compuestos de

azufre: SO2,

SO3, H2S

El SO2 produce

irritación en las

mucosas y en

los ojos.

El H2S produce

malos y tóxicos

olores

El SO2 produce

pérdida de color

en las hojas

(clorosis) y

necrosis.

El SO2 en la

caliza provoca

su demolición.

En el papel

causa su

amarilleo y en

el

cuero pérdida

de

flexibilidad y

resistencia. En

los metales

provoca

corrosión.

Óxidos de

carbono:

CO2 − CO

El

El CO es tóxico,

interfiere en el

transporte de

oxígeno a las

células.