DEFINICION DE CORROSIÓN:

Es la destrucción o deterioro de un material causado por su reacción química con

el ambiente. La corrosión de metales se define como el ataque destructivo químico no

intencional de un metal; se produce por mecanismo electroquímico y por lo común se

inicia sobre la superficie. Pueden también incluirse bajo corrosión el deterioro de

cerámicos, plásticos y materiales compuestos.

Por ejemplo el deterioro de pinturas y gomas debido a la luz solar o a productos

químicos.

La corrosión puede ser rápida o lenta. Un acero inoxidable es atacado en horas por

algunos ácidos (corrosión rápida). Mientras que los rieles del ferrocarril tienen corrosión

muy lenta (nos referimos a años).

Muchos ambientes son corrosivos, y por causas bien diferentes: aire y humedad,

agua salada, atmósfera urbana, industrial y aún rural, vapor de agua y otros

gases, como amoníaco, dióxido de sulfuro, vapores de combustibles, suelos,

solventes, petróleo y sus derivados, productos alimenticios, etc. En general, de estos

ambientes podemos decir que las substancias inorgánicas son más corrosivas que las

orgánicas.

Desde el punto de vista de la mecánica de materiales, la corrosión tiene algunos

efectos directos como reducción del espesor efectivo del material, microfisuración y

cambios en fisuración, cambios en la resistencia a fatiga, concentración de esfuerzos…

Las formas de corrosión más comunes son : corrosión uniforme, galvánica o

bimetálica, corrosión localizada, corrosión por picaduras, corrosión transgranular,

corrosión por aireación diferencial, corrosión selectiva, por erosión, corrosión-erosión,

corrosión bajo tensión, corrosión con fatiga…(nos centraremos en este último).

CORROSIÓN CON FATIGA

El fenómeno de fatiga es aquel que tiene lugar cuando tenemos ciclos de tensión en el

tiempo. Generando variaciones entre solicitaciones a tracción y compresión para la

misma pieza.

Cuando la fatiga es con corrosión, se produce la reducción de la resistencia a fatiga

debido a la presencia de un medio corrosivo, siendo así el número de ciclos de vida

menor, por culpa de este medio presente.

Tendrá mucha influencia la frecuencia de ciclos de tensiones, teniendo mas importancia

esta influencia cuando las frecuencias son bajas, pues se consigue más tiempo para

que actúe la corrosión, debido al mayor tiempo de contacto con el agente corrosivo.

Se cree que la resistencia a fatiga se reduce por el agente corrosivo ya que los

pequeños agujeros originados en la corrosión producen concentración de tensiones. La

falla es de tipo transgranular (por dentro de granos) y no se muestran

ramificaciones, las cuales, son características de fisuras que progresan entre bordes de

granos del material. Las etapas finales de fatiga con corrosión son iguales a las de

fatiga porque ese proceso es mecánico y no incide el agente corrosivo.

También puede ir acompañado de ataques de picado.

Por otra parte, son muy susceptibles a la fatiga con corrosión las piezas que han estado

sometidas a un fuerte trabajo en frío, pero el acero recocido puede también agrietarse

cuando se le somete a condiciones difíciles. Es más fácil que el agrietamiento se

produzca en soluciones calientes que en las frías. El tipo 315 y el tipo 317, en la

condición de recocido, ofrecen mayor resistencia por ejemplo al ión cloruro que el tipo

302 y el tipo 304. Pero si están bajo tensiones fuertes, pueden fallar lo mismo en un

ambiente que conlleve a la corrosión por fatiga.

Por ello en la industria, a la hora de diseño y dimensionamiento de ciertas piezas se

debe tener en consideración este fenómeno, así por ejemplo, atendiendo al coeficiente

de seguridad para diseño en piezas agrietadas es:

vemos que

Kic: el factor critico de intensidad de tensiones.

Ki: factor de intensidad de tensiones.

En el cálculo para mecánica lineal de fractura se cambiará Kic por otro valor KicSCC

que tome en cuenta que la corrosión reducirá la resistencia del material.

Por otra parte debemos definir la corrosión bajo tensión (CBT) que es un mecanismo

de rotura progresivo de los metales que se crea también por la combinación de un

medio ambiente corrosivo y de una tensión pero de tracción mantenida.

La tensión de tracción necesaria para la CBT está "estática", y puede ser residual y/o

aplicada. El agrietamiento progresivo debido a tensiones "cíclicas" se llama la "fatiga-

corrosión" o como antes hemos definido: corrosión con fatiga. El límite entre la CBT y

la fatiga-corrosión no es evidente a cada vez. Sin embargo, como los mecanismos que

provocan cada fenómeno son distintos, se separan y se consideran como mecanismos de

rotura diferentes.

PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN

Un método para evitar la corrosión, es el de aislar la estructura metálica del medio

corrosivo mediante un recubrimiento aislante o más estable, ante dicho medio, que el

metal base. Estos tipos de protección se llaman protección pasiva.

En la industria moderna, se usan muchos tipos de recubrimientos aislantes: resinas,

asfalto, pinturas vinílicas, epoxi, al clorocaucho, etc. En todas ellas los valores de

resistividad, flexibilidad, adherencia, punto de reblandecimiento, poder de absorción del

agua, etc., juegan un papel importante en la selección de esta clase de protección.

La protección pasiva es el sistema por el cual un metal se recubre por otro de mayor

resistencia a la corrosión, o capaz de pasivarse fácilmente ante el medio que le rodea.

Hay muchos métodos de lograrlo: electrolíticamente, por inmersión, por aspersión, etc.

Para elegir el metal y método de recubrimiento, se han de tener en cuenta una serie de

factores, entre los que son de considerar la porosidad del material de aportación y su

comportamiento electroquímico frente al metal base.

Otro método de protección anticorrosiva, el más importante, es la protección catódica.

Realizaremos esta, convirtiendo la estructura metálica a proteger en el cátodo de una

pila galvánica o circuito eléctrico. Esto lo haremos recurriendo a la serie electroquímica

de los metales y escogiendo para actuar como ánodo un metal más electronegativo que

el que tratamos de proteger (protección por ánodos de sacrificio) o bien conectando la

estructura al polo negativo de un generador de corriente continua, cuyo polo positivo

introducimos en el electrolito en cuestión( protección por corriente impresa),

mediante un ánodo que generalmente no se disuelve o sufre una disolución muy lenta.

Con este método podemos comunicar a la estructura a proteger una tensión controlable

en cualquier momento de la vida de la instalación.

En la protección por ánodos de sacrificio, la corriente polarizante, la suministran los

Ánodos que se desgastan en beneficio de la estructura (Cátodo) que permanece

inalterable.

Son diversos los materiales utilizados por Ánodos de Sacrificio, sin embargo, las

aleaciones de Magnesio, Zinc y Aluminio son las más corrientes. El Magnesio sin alear

no puede utilizarse en sistemas de protección catódica en agua de mar, debido a su

rápido deterioro, aunque sí se emplean algunas de sus aleaciones.

También se usan ciertas aleaciones de Aluminio, pero los Ánodos de Sacrificio más

utilizados son los de Zinc, que no es necesario controlar y que, además, suministran una

corriente continua y eficiente. Un imperante de este tipo de Ánodos es la pureza del

metal base; la composición debe de estar acorde con las especificaciones que

actualmente hay al respecto.

Otras maneras de protección están relacionadas con el diseño como por ejemplo:

Minimizar o eliminar las cargas de fatiga, diseño adecuado de las piezas (sobre todo el

las zonas de estrechamientos), evitar cambios bruscos de tensión, temperatura o presión,

evitar tensiones internas...

Bibliografía:

- Aviles R. “Análisis de Fatiga en Máquinas”, Thomson, 2005.

- González J.A Teoría y práctica de la lucha contra la corrosión.

Ed. CSIC. 1984