¿Cómo evitar la corrosión?

Velázquez Reynoso Paulina Haydee, 3ªA T/M, No. De lista #45Maestra: Alma Maite Barajas Cárdenas

Fase 1

Tecnología del Cinvestav prolonga vida de turbinas

México, D.F./Lunes 16 de enero, 2012/Agencia IDAl concentrar altas temperaturas, las turbinas de los aviones requieren protección especial para evitar un rápido desgaste y corrosión. Ante eso científicos de cinvestav desarrollaron materiales y recubrimientos capaces de proteger diversos componentes metálicos. La tecnología protectora se puede apreciar en forma de películas ultradelgadas del orden de micras de grosor, elaboradas a base de materiales nanoestructurados.Los materiales nanoestructurados con propiedades anticorrosivas y de aislamiento térmico son impregnados sobre bases mediante pistolas de rociado de partículas a altas presiones.Ciateq agregó que actualmente existen proyectos entre el centro de investigación y empresas transnacionales que requieren materiales de alta durabilidad, como es el caso de General Electric.

Dato interesante: una ventana solar que genera energía

Pythagoras Solar dio a conocer la primera unidad de vidrio transparente fotovoltaico (UVTF), diseñado para ser integrado fácilmente en los edificios convencionales.En junio, la ventana de Pythagoras Solar ganó el prestigioso Desafío Ecoimaginación de GE, que reconoce las innovaciones más prometedoras para captar, gestionar y utilizar la energía en los edificios:

Energías alternativas: ¿opción o imposición?

La energía es fundamental para el desarrollo de un país y de su población. Se la utiliza para hacer funcionar máquinas, herramientas y servicios. Además, es un bien de consumo final que se utiliza para la satisfacción humana.Vivimos en años en los que la tecnología controla nuestra sociedad. Esta tecnología se utiliza como combustible y materia prima para sus producciones, en especial al petróleo.Es importante resaltar que a partir de la crisis energética surgida desde los años 70, muchos investigadores se dedicaron a buscar energías alternativas. Uno de los beneficios de este tipo de energías es que no producen consecuencias ambientales negativas tan destructivas como la de los procesos de combustión o la fisión nuclear.Las energías alternativas son aquellas que se buscan para suplir las energías actuales, en razón de su menor efecto contaminante y de su capacidad de renovación.Estas energías se utilizaran en determinado momento de la historia.

¿Qué es Corrosión?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 de mayor estabilidad 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. El proceso de corrosión es natural y espontáneo.La corrosión es una reacción química (oxido-reducción) en la que intervienen tres factores: la pieza manufacturada, el ambiente y 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).

Continuación…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 cinco toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos cuantos nanómetros o picómetros, 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 ciencia de materiales que invoca a la vez nociones de química y de física (físicoquímica).

¿Cuántas toneladas de acero se disuelven a nivel mundial por este fenómeno?

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 o picómetros, invisibles en cada pieza pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo, constituyen una cantidad importante.

Métodos que existen para controlar la corrosión.1. PROTECCIÓN CATÓDICA2.  PROTECCIÓN ANÓDICA

PROTECCIÓN CATÓDICA

Ocurre cuando un metal es forzado a ser el cátodo de la celda corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de un metal que se corroa más fácilmente que él, de forma tal que esa capa recubridora de metal se corroa antes que el metal que está siendo protegido y así se evite la reacción corrosiva. Una forma conocida de Protección Catódica es la GALVANIZACIÓN, que consiste en cubrir un metal con Zinc para que éste se corroa primero. Lo que se hace es convertir al Zinc en un ÁNODO DE SACRIFICIO , porque él ha de corroerse antes que la pieza metálica protegida.

PROTECCIÓN ANÓDICA

Es un método similar que consiste en recubrir el metal con una fina capa de óxido para que no se corroa. Existen metales como el Aluminio que al contacto con el aire son capaces de generar espontáneamente esta capa de óxido y por lo tanto, se hacen resistentes a la corrosión. Aún así, la capa de óxido que recubre al metal no puede ser cualquiera. Tiene que ser adherente y muy firme, ya que de lo contrario no serviría para nada. Por ejemplo, el óxido de hierro no es capaz de proteger al hierro, porque no se adquiere a él en la forma requerida.

Fase 2

Experimentación

¿Cómo evitar la corrosión?

Objetivo

Comprender el fenómeno de la corrosión e identificar qué ambientes la favorecen.

Encontrar maneras de evitar la corrosión de manera sencilla.

Materiales (cuadernillo de prácticas)

3 cristalizadores (tapas de frascos)

3 vasos de precipitados de 100 mL (frascos de cristal)

3 fibras pequeñas metálicas para lavar trastes

300 mL de agua de la llave20 mL de vinagre 50 mL de agua salada

Materiales (libro de química)

Introducción (cuadernillo de prácticas)

Una de las mas importantes obras de ingeniería en México, el Puente Coatzacoalcos II, que une a esa cuidad con Minatitlán, es de concreto para evitar la corrosión por la salinidad y las emanaciones de las petroquímicas de la región. La corrosión es una pesada carga para la economía de cualquier país. En Estados Unidos, por ejemplo, el costo de reconstrucción de estructuras que han sufrido graves deterioros por este fenómeno se estima en 279 millones de dólares al año, es decir, 3.2% de su Producto Interno Bruto (Corrosion Cost And Preventive Strategies In The United States, 2001).La corrosión es mayor en ambientes húmedos y con alta concentración de sal, como en los puertos.

Introducción (libro de química)

Una de las reacciones de oxidación mas frecuentes es la combustión. Esta se manifiesta, por ejemplo, cuando prendemos una hoja de papel o un trozo de madera seca; sin embargo, ¿alguna vez te has preguntado si es posible quemar los metales?

Procedimiento (pág. 79-cuadernillo de prácticas)

…

1. Numera los vasos de precipitados del 1 al 3.2. Vierte 100 mL de agua en un cristalizador.3. Humedece una fibra con agua y colócala en el fondo del vaso de

precipitados 1.4. Coloca el vaso invertido sobre el cristalizador. Espera algunas horas y

observa lo que ocurre (yo espere 3 días).5. Repite el procedimiento anterior colocando dentro del vaso 2 una fibra

humedecida con vinagre, y en el vaso 3 una fibra mojada con agua salada.

Procedimiento (pág. 223-libro de química)

…

1. Coloquen por separado un pedazo de fibra metálica y el clavo sobre el cenicero (tapa de frasco).

2. Con mucho cuidado, enciendan un cerillo y acerquen la flama al clavo. Observa que sucede.

3. Ahora, con mayor cuidado, enciendan otro cerillo y acérquenlo al fragmento de fibra metálica. Observa que sucede.

Yo utilice varios cerillos en ambos materiales.

Conclusiones-Resultados (cuadernillo)

1.¿Qué ocurrió con la fibra en cada uno de los ensayos?• Agua de la llave: no sucedió nada, ya que estas fibras están hechas para

evitar la oxidación mientras lavas los trastes.• Vinagre: fue en el que mas se presento la oxidación.• Agua salada: se oxido pero no lo suficiente.2.Con base en estas observaciones, explica lo ocurrido con cada vaso:Solo los vasos de vinagre y agua salada fueron los que sufrieron de oxidación.3.¿En que medio es mas rápida la corrosión?¿porque?En vinagre, debido a sus componentes.

Conclusiones-Resultados (libro)

1.¿Que ocurrió con el clavo cuando le acercaron la flama del cerillo? ¿Cómo explican lo que sucedió?Al principio se apago el cerillo, pero después comenzó a ponerse obscuro. Tal vez tenia algún tipo de protección.2.¿Que ocurrió cuando acercaron el cerillo a la fibra metálica? ¿Qué explicación dan a este fenómeno?Comenzó a verse que la fibra se ponía anaranjada, terminó obscura como el clavo.Que no tenía ninguna protección.3.¿Por que a esta reacción se le considera una oxidacción?Porque se esta deteriorando el objeto.

Fase 3

Investigación.• Qué pasa con el organismo cuando envejece? Todos los órganos vitales comienzan a perder algo de funcionalidad a medida que uno envejece durante la adultez. Los cambios por el envejecimiento ocurren en todas las células, tejidos y órganos del cuerpo y afectan el funcionamiento de todos los sistemas corporales. El tejido vivo está conformado por células. Existen muchos tipos diferentes de ellas, pero todas tienen la misma estructura básica. Los tejidos son capas de células similares que cumplen con una función específica. Los diferentes tipos de tejidos se agrupan para formar órganos. A medida que continúa el envejecimiento, los productos de desecho se acumulan en el tejido. En muchos tejidos, se acumula un pigmento graso pardo denominado lipofucsina, como lo hacen otras sustancias grasas. El tejido conectivo cambia volviéndose más inflexible, lo cual hace a los órganos, vasos sanguíneos y vías respiratorias más rígidos. Las membranas celulares cambian, razón por la cual muchos tejidos tienen más dificultad para recibir el oxígeno y los nutrientes y eliminar el dióxido de carbono y los desechos. Ningún proceso solo puede explicar todos los cambios del envejecimiento.

…

El envejecimiento es un proceso complejo que varía en la forma como afecta a diferentes personas e incluso a diferentes órganos. La mayoría de los gerontólogos (personas que estudian el envejecimiento) cree que el envejecimiento se debe a la interacción de muchas influencias a lo largo de la vidaEsto tiene relación con el experimento que estamos presentando porque los materiales se oxidan con el agua y el oxígeno y van perdiendo propiedades al igual que el organismo cuando envejece pierde su capacidad de defensa ante enfermedades. El experimento presentado tiene una aplicación dependiendo de para qué lo queramos, puede ser una muestra de como la materia orgánica o material como lo es tan llamado fuerte y resistente acero o hierro sufre transformaciones en cuanto a su composición física y a través del de la pérdida de electrones.

GalvanoplastiaEs la aplicación tecnológica de la deposición mediante electricidad, o electrodeposición. El proceso se basa en el traslado de iones metálicos desde un ánodo a un cátodo, donde se depositan, en un medio líquido acuoso, compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado. De forma genérica bajo el nombre de galvanoplastia se agrupa diversos procesos en los que se emplea el principio físico anterior, la electrodeposición, de diferentes formas. Dependiendo de autores y profundización de estudio se considera un único proceso o se desglosa en varios, incluso en subprocesos. Algunas veces, procesos muy semejantes recibe un nombre distinto por alguna diferencia tecnológica. Generalmente las diferencias se producen en la utilización del sustrato.La aplicación original a gran escala de la galvanoplastia era reproducir por medios electroquímicos objetos de detalles muy finos y en muy diversos metales. El primer empleo práctico fueron las planchas de imprenta hacia el 1839. En este caso, el sustrato se desprende. Como se describe en un tratado de 1890, la galvanoplastia produce "un facsímil exacto de cualquier objeto que tiene una superficie irregular, ya se trate de un grabado en acero o placas de cobre, un trozo de madera,...., que se utilizará para la impresión, o una medalla, medallón, estatua, busto, o incluso un objeto natural, con fines artísticos“

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El electroformado (en inglés: electroforming) es un método para reproducir piezas de metal mediante deposición eléctrica. Es un proceso muy parecido a la aplicación original. La diferencia es su ámbito de utilización, centrándose más en la mecánica de precisión y no en las artes plásticas. Se deposita una capa de metal sobre un sustrato que posteriormente se hará desaparecer quedando sólo el metal depositado.El proceso más utilizado a partir de la década de 1970 es la electrodeposición, o chapado electrolítico, de un metal sobre una superficie para mejorar las características de esta. Inicialmente se utilizó por cuestiones estéticas, pero posteriormente se usó para conseguir mejorar las propiedades mecánicas de los objetos tratados: su dureza, o su resistencia, etc. Debe señalarse que existen métodos para conseguir el mismo recubrimiento sin emplear electricidad, como en el caso del niquelado. En este caso, el sustrato se mantiene, y lo que se intenta es mejorar alguna característica de la superficie. Pero existe una variación de la galvanoplastia, empleada en escultura, en la que el metal se adhiere al sustrato.

Modelos en 3D de las moléculas que participan en las reacciones químicas.

Crucigrama

Sopa de Letras

Fase 4

Evaluación-¡Se oxidó mi bici!Tu tío Enrique se ha empeñado en que heredes su bicicleta. Por eso, vas a su casa para recogerla y, volando, sales a probarla, pero… te das cuenta de que amenaza una tormenta, así que, sobre la marcha, decides volver y dejas la bici apoyada en la valla. Sabes que se mojará, pero piensas que no pasa nada, así se limpia.Al cabo de unos días, cuando por fin vuelve a salir el sol, decides recoger tu bici y, al acercarte, observas unas manchas marrones que antes no tenía. Intentas limpiarlas pero no se quitan, no se trata de suciedad; además, la cadena esta rígida y los eslabones atorados; algo ha pasado. ¿Qué ocurrió?

Preguntas

1. ¿Las manchas marrones son resultado de un cambio químico o físico? Químico, porque se modifican sus propiedades.

2. ¿Qué elementos han intervenido en los cambios producidos en la bicicleta? Humedad.

3. ¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar? Corrosión/Oxidación.

4. Si las partes metálicas de la bicicleta son de hierro, ¿Cuál es la reacción que se llevo a cabo? Corrosión/Oxidación.

5. ¿Cómo se evita que a las bicicletas les pase lo que se menciona en el texto que le ocurrió a la del tío Enrique? Evitar que se queden mojadas.

Primeras observaciones de Ácidos y BasesEn el siglo XVII, tres químicos fueron los pioneros en el estudio de las reacciones entre los ácidos y las bases. Johann R. Glauber (1604-1668) preparó muchos ácidos y sales, como la sal de Glauber, con la que hoy se siguen elaborando colorantes. Otto Tachenius (1620-1690) fue el primero en reconocer que el producto de reacción entre un ácido y una base es una sal. Por su parte, Robert Boyle (1627-1691) asoció el cambio de color en el jarabe de violetas con el carácter ácido o básico de la disolución de una sustancia.Hoy sabemos que estas reacciones intervienen en muchos procesos biológicos.

Preguntas

1. El bicarbonato es una sustancia que se utiliza para eliminar la acidez estomacal. ¿Qué clase de sustancia es y que reacción química se produce en dicho caso? Es un compuesto sólido cristalino de color blanco soluble en agua. Neutralización.

2. ¿Qué tipo de reacción analizó Otto Tachenius? Neutralización.

3. ¿Como explicas lo observado por Robert Boyle en el jarabe de violetas? Que cambiaba de color según el pH.

TRIPTICO

TRABAJO INDIVIDUAL

SIEMPRE ALGUNAS VECES POCAS VECES NUNCA

¿Cooperé con mis compañeros de equipo?

¿Fui participativo en las reuniones y actividades?

¿Aporté ideas para enriquecer nuestro trabajo?

¿Cumplí con mis tareas y responsabilidades dentro del equipo?

¿Ayudé a quien me lo pidió aunque no fuera miembro de mi equipo?

¿Participé en la solución de desacuerdos o conflictos en mi equipo?

¿Me gustó trabajar en equipo?

TRABAJO EN EQUIPO SÍ NO ¿Por qué?¿Las investigaciones que hicimos fueron suficientes para nuestro proyecto?

Porque investigué en muchas páginas.

¿Las actividades y los procedimientos que elegimos fueron adecuados para presentar el tema de nuestro proyecto?

No las elegí yo.

¿La distribución del trabajo en el equipo fue adecuada y equitativa?

No fue necesario.

¿Dentro de nuestro equipo hubo un ambiente de compañerismo, cooperación y solidaridad?

No fue en equipo el proyecto.

¿Hicimos los ajustes necesarios en nuestro proyecto para mejorarlo?

Agregué mucha información.

¿Logramos los propósitos y el objetivo de nuestro proyecto?

Supongo que si.

¿Nuestro proyecto fue significativo para la comunidad a la que se dirigía?

Porque hablaba sobre una reacción química que le podría suceder a cualquiera.

¿Tuvimos nuevos aprendizajes durante el desarrollo y la presentación de nuestro proyecto?

Simplemente el hecho de que ahora sabemos el significado de corrosión y como prevenirla.

CONTINUACIÓN- TABLA 2

Video

https://youtu.be/6Q5vYn5rL94

Resumen del proyecto

Conclusión

• La corrosión es un tema a tratar muy importante ya que a todos nos puede suceder, debemos evitar dejar nuestros objetos de metal húmedos, ya que esto puede ocasionar la temida oxidación/corrosión.• Buscar alternativas para evitar que le suceda esto a

nuestras pertenencias, ya sea comprar algún tipo de pintura anticorrosiva o usar la Protección Catódica o Anódica.

Bibliografía• https://youtu.be/6Q5vYn5rL94• https://triplenlace.com/2015/01/21/la-qumica-de-la-acidez-de-estm

ago/• http://www.ebam.org/crucigramas.html• https://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n• https://www.textoscientificos.com/quimica/corrosion/proteccion• http://

www.monografias.com/trabajos82/corrosion-materiales/corrosion-materiales.shtml• https://es.wikipedia.org/wiki/Galvanoplastia• https://www.educima.com/wordsearch/spa/• Libro de texto y cuadernillo de prácticas.