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¿Por qué algunas aleaciones se corroen más fácilmente en presencia de cloruros? ¿Cuál es la base científica para ello?
En el mundo de la corrosión de metales, la corrosión por picaduras es una forma de corrosión extremadamente localizada que a menudo crea pequeños agujeros aleatorios en la superficie del metal. La fuerza impulsora de este fenómeno proviene de la destrucción de la película pasiva que protege la superficie del metal. Esta pequeña área se convierte en el ánodo y experimenta reacciones de oxidación, mientras que otras áreas se convierten en el cátodo y experimentan reacciones de reducción, lo que da como resultado una reacción de batería muy localizada. Esto hace que la corrosión penetre profundamente en el metal, mientras que la difusión de iones se ve restringida.
Según Frankel (1998), el desarrollo de la corrosión por picaduras se puede dividir en tres pasos consecutivos: primero la destrucción de la película protectora, seguido por el crecimiento de puntos inestables y, finalmente, la formación de grandes picaduras estables.
En el entorno natural, el cloruro y otros aniones reactivos como el sulfato o el yoduro pueden acelerar este proceso. Muchas aleaciones, como el acero inoxidable y las aleaciones de níquel, si bien ofrecen una buena resistencia a la corrosión en condiciones normales, pueden fallar en presencia de cloruros, lo que produce una corrosión por picaduras prematura.
Mecanismos de picadura
La formación de picaduras puede verse como un proceso de dos pasos: nucleación y crecimiento. La protección entre el sustrato metálico y el líquido corrosivo suele ser eficaz para prevenir la corrosión debido a la presencia de una capa de óxido. Sin embargo, cuando la película protectora se daña localmente, esta área se convierte en un ánodo y la superficie metálica circundante se convierte en un cátodo. El metal en el área del ánodo comienza a oxidarse, formando picaduras.
El cloruro y el papel de los factores ambientalesEl crecimiento del grabado se considera un proceso autocatalítico. La separación del ánodo y el cátodo crea un gradiente de potencial que impulsa a los aniones reactivos (como el cloruro) hacia las picaduras, lo que, según sugiere la Sociedad Americana de Metales, es la causa principal del desarrollo de picaduras.
Los cloruros son uno de los principales culpables de la corrosión por picaduras en diversas aleaciones. Cuando los metales (como el acero inoxidable) se exponen a entornos de cloruro, estos aniones pueden penetrar la película protectora y debilitar su efecto protector. Además, cuando todavía hay agua con bajo oxígeno disuelto o cloruros activos en la acuicultura en el ambiente, la probabilidad de corrosión por picaduras aumenta considerablemente.
Por ejemplo, el acero al carbono no forma una película de óxido pasiva en un entorno con un valor de pH inferior a 10, y la adición de cloruros provocará una corrosión uniforme, pero esta situación desaparece a un valor de pH superior a 10.
Cómo evitar las picaduras
Los conservantes industriales de uso común, como los cromatos y nitritos, pueden restaurar eficazmente la pasividad de las superficies metálicas y reducir el riesgo de corrosión por picaduras. Controlando la proporción de componentes químicos también se puede mejorar la resistencia a la corrosión de la aleación. Sin embargo, en ausencia de los inhibidores de corrosión necesarios, pueden formarse ánodos locales, agravando las fallas por corrosión. Lecciones de proyectos fallidosEn proyectos de ingeniería, las consecuencias de la corrosión por picaduras pueden ser extremadamente graves. En 1992, una fuga de gasolina destruyó varios kilómetros de calles en Guadalajara, México. La causa de esta tragedia fue un único punto de corrosión en la tubería metálica. Se puede decir que comprender y prevenir la corrosión por picaduras de los metales es la clave para prevenir posibles desastres.
En un entorno industrial cada vez más complejo, ¿cómo podemos prevenir y controlar eficazmente el problema de que las aleaciones se corroan fácilmente en cloruros?
