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INSTITUTO DE INGENIERIAMAESTRIA EN CORROSIONALUMNO: MARTIN CERON DELFINDIRECTOR DE TESIS: DR. RICARDO OROZCO CRUZBOCA DEL RIO, VERACRUZ; A 19 DE OCTUBRE DE 2015tituloEfectos de los cambios fisicoqumicos del agua de mar, en el comportamiento electroqumico de una aleacin Al-Zn-Mg: Efectos de la variabilidad estacionalintroduccinSe sabe bien que la proteccin catdica es uno de los medios prcticos ms efectivos para reducir la velocidad de corrosin de estructuras metlicas, enterradas o sumergidas, en medios acuosos. El potencial y corriente de proteccin pueden obtenerse de la unin con materiales metlicos mucho ms activos que el que se pretende proteger.

Todos los medios y ecosistemas naturales se enfrentan ahora a una dificultad sin precedentes: la humanidad. El ser humano ha comprimido en unos pocos siglos cambios que en su ausencia hubiesen exigido miles o millones de aos. Las consecuencias de estos cambios estn todava por verse. Unos de estos cambios se ve presente en la acidificacin de los ocanos, a causa de la gran presencia de CO2, en la atmosfera.Planteamiento del problemaUno de los principales problemas en el uso de nodos de sacrificio, se debe a elementos activadores que deben ser incluidos en la aleacin, esto con el fin de evitar que los mismos se pasiven en una variedad de electrolitos, entre ellos el agua de mar, ya que forman capas compactas de xidos sobre su superficie.Entre estos elementos activadores se encuentran el In (Indio), Pb (Paladio), Sn (Estao) y en algunos casos, hasta Hg (Mercurio), que afectan el ecosistema marinoLas propiedades que debe reunir un material andico son las siguientes:1) Debe tener un potencial de disolucin lo suficientemente negativo como para polarizar la estructura de acero (que es el metal que normalmente se protege) a -0.80 V. Sin embargo, el potencial no debe ser excesivamente negativo ya que eso motivara un gasto innecesario de corriente. El potencial prctico de disolucin puede estar comprendido entre - 0.95 V y - 1.7 V.

2) Cuando el metal acte como nodo debe presentar una tendencia pequea a la polarizacin, no debe desarrollar pelculas pasivantes protectoras y debe tener un elevado sobrepotencial para la formacin de hidrgeno.

3) El metal debe tener un elevado rendimiento elctrico, expresado en amperes-hora por kg. de material (Ah/kg.) lo que constituye su capacidad de drenaje de corriente.

4) En su proceso de disolucin andica, la corrosin deber ser uniforme.

5) El metal debe ser de fcil adquisicin y deber de poderse fundir en diferentes formas y tamaos.

6) El metal deber tener un costo razonable, de modo que en conjuncin con las caractersticas electroqumicas correctas, pueda lograrse una proteccin a un costo bajo por ampere-ao.

Las aleaciones de zinc, magnesio y aluminio pueden ser consideradas como materiales base prcticos para nodos de sacrificio. Las aleaciones comerciales base aluminio tienen alta eficiencia y mayor capacidad elctrica que los nodos comerciales de zinc, es decir, suministran una mayor carga elctrica por kg de material disueltojustificacinEl uso de aleaciones de Al-Zn-Mg tienen mayor utilidad, ya que estas no contienen elementos activadores que resulten perjudiciales al medio ambiente, sin embargo, suelen degradarse relativamente rpido debido a precipitados formados en sus lmites de grano dendrticos y se tratara de determinar si la variabilidad estacional los afecta y se propondrn soluciones al respecto.

Objetivo generalRelacionar la variacin estacional con los cambios de los parmetros fisicoqumico del agua del mar contra el comportamiento electroqumico de la aleacin

Objetivos especficos1)Medir los parmetros fisicoqumicos del agua del mar

2)Aplicar tcnicas electroqumicas para observar el comportamiento electroqumico de la aleacin.

3) Realizar un anlisis superficial por medio del FESEM (microscopio electrnico de barrido de emisin de campo) y EDS (Espectroscopia de Energa Dispersada), la segregacin de los precipitados a la matriz de la aleacin y la variacin de su acomodamiento granular.

4) Evaluar el cambio de la eficiencia de los nodos de sacrificio de aleaciones de Al-Zn-Mg mediante tcnicas electroqumicas, variando condiciones del agua de mar, como su salinidad, temperatura, pH, en estado estacionario y con flujo.

5)Modelar los resultados EIS para proponer un circuito elctrico equivalente.

antecedentes(Orozco Ricardo, 2005) Realiz un trabajo enfocado en la influencia del contenido de Mg en el comportamiento electroqumico y la eficiencia de aleaciones Al-Zn 5.3% at. Mg (5.3, 6.6, 7.2 y 8.5 % at.), para ser usadas como nodos de sacrificio. Reportan que la microestructura de colada est compuesta de dendritas de Al , eutctico ( + ) y la fase , ambos interdendrticos; esta fase se observ principalmente en las tres muestras con mayor cantidad de Mg. La eficiencia electroqumica calculada para la muestra con 5.3% Mg es de 68% y para la que contiene 8.5% Mg es de 75%, con lo que concluye que el incremento en la cantidad de Mg es el responsable del aumento en eficiencia.

(Orozco et al, 2005) Estudio la proteccin del cobre ante la corrosin con aleaciones de aluminio en el agua de mar, usando Al-Zn-Mg-Li y variando el Zn y el Mg. Sumergidos en NaCl al 3% a 20C. Obteniendo un potencial de alrededor de -0.95V (SCE) variando en funcin al contenido de Mg siendo ms negativo al aumentar el Mg hasta 8.5% at. Concluye que la mejor eficiencia electroqumica se obtiene con Al- Zn 5.3% at. Mg 8.5%at

hiptesisSe espera que si se encuentran cambios de magnitud considerable en las propiedades fsicoqumicas del agua de mar debido a la variacin estacional , no se vea afectada notablemente la eficiencia en los nodos de sacrificio de aleaciones de Al-Zn-Mg y de ser asi, adoptar medidas pertinentes en al estructura de la aleacin, para que no se alteren sus propiedades electroqumicasmetodologaSe tomaran los lingotes proporcionados de la aleacin de Al-Zn 5.3% at. Mg 8.5 at% que segn (al., 2005) reporto con mayor eficiencia, alcanzando un 75% Se sometern a inmersin en diferentes muestras de agua de mar, variando su salinidad, pH, realizando pruebas a diferentes temperaturas aun por proponer, se harn pruebas con flujo y sin flujo, usando variantes de tiempo de permanencia a 5 horas, 9 horas y 13 horasSe realizar caracterizacin electroqumica por medio de:Espectroscopia de impedancia electroqumica (EIE)

Realizar un anlisis superficial por medio del FESEM

Curvas de polarizacin potenciodinmicas

Tcnica de Reactivacin Electroqumica Potenciodinmica (REP)

Alcances y metasAl trmino de la investigacin se determinara por medio de tcnicas electroqumicas en condiciones dinmicas el efecto en la eficiencia electroqumica para los nodos de sacrificio de Al-Zn 5.3% at. Mg 8.5 at%.

Al menos un artculo cientfico en una revista nacional.

Asistir a un congreso nacional como expositor o presentar un poster.

Obtener grado de maestro ingeniero en corrosin.

Difusin de resultados.

cronograma

referenciasMedrano, W. (2007). Caracterizacin micro estructural de nodos de sacrificio de Al-Zn-In. Ciudad de Mxico, Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Mxico: Tesis. Pags. 642-643.Morgan, J. (1993). Cathodic Protection. NACE.NACE. (2002). Corrosion Costs and preventive Strategies In the United States. NACE International, 12.Orozco, C. R. (2005). Desarrollo y evaluacin electroqumica de aleaciones Al-Zn-Mg como nodos de sacrificio. Tesis Doctoral . Mxico, Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Mxico: Dr. Juan Genesc Longueras: Tesis Doctoral Pags. 125-127Orozco, C. R. (2009). Aleaciones de degradacin andicos expuestos a diferentes condiciones de flujo en Natural. Pags. 4-11.ASTM-E3. (2011). Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens.ASTM-E407-07. (May de 2011). Standard practice for Microetching Metals and Alloys. Pags. 4-9.ASTM-G102-89. (2010). Standard Practice for Calculation of Corrosion Rates and Related Information from Electrochemical Measurements.ASTM-G3-13. (1 de Noviembre de 2011). Standard Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing. ASTM-G5-94. (2011). Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements.

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