Oxidación y Corrosión

Oxidación

Si una sustancia se combina con oxígeno, el proceso se llama oxidación y el compuesto resultante se llama óxido.

Ejemplos: Cascarilla de fragua (Fe₂O₃), dióxido de carbono (CO₂), óxido de aluminio (Al₂O₃).

En toda oxidación se libera calor. Cuanto más rápida es la oxidación, mayor es la temperatura que se alcanza.

Una oxidación muy rápida, con fuerte desarrollo de luz y calor, se llama combustión.

Cuando se extrae el oxígeno de un óxido, se habla de reducción.

Ejemplos: descomposición del óxido de mercurio, electrólisis del agua, obtención de la mayoría de los metales.

Muchos óxidos metálicos se encuentran en la naturaleza como minerales. Son importantes porque se utilizan para extraer metales. Por ejemplo, el hierro se obtiene en un alto horno extrayendo el oxígeno de un óxido de hierro (el mineral de hierro) mediante carbono y calor.

Es conocida la formación de orín o herrumbre en el hierro expuesto al aire húmedo. Este orín tiene una textura esponjosa, por lo que la oxidación puede continuar a través de los poros hasta que todo el metal haya sido atacado. Esta acción se denomina corrosión.

En algunos metales como el plomo, zinc y aluminio, se produce oxidación pero no corrosión. El óxido de estos metales cubre el cuerpo con una fina capa que lo impermeabiliza a la acción del oxígeno.

Existen metales, como el cromo y el níquel, que son de difícil oxidación espontánea y otros metales que no se combinan con el oxígeno, como el oro, la plata y el platino, llamados metales nobles.

Corrosión

Es la reacción química, electroquímica o fisicometálica de un material metálico con el entorno, que conduce a una variación de sus propiedades.

Por regla general, los materiales son afectados por la atmósfera. En el aire se encuentran oxígeno, vapor de agua, humos, compuestos con azufre y fósforo, gases de combustión como el dióxido de carbono o el dióxido de azufre; ácidos diluidos como el ácido carbónico, ácido sulfúrico y ácido nítrico.

La mayoría de los metales están combinados con oxígeno, agua, azufre, fósforo o carbono, en forma de minerales. Una vez que, siderúrgicamente, se han deshecho estas combinaciones con gran consumo de energía, los metales tienden a volver a su estado original. Esta es la causa de la destrucción (corrosión) que aparece en muchos metales.

Clases de Corrosión sin Solicitaciones Mecánicas

• Corrosión plana uniforme: Se produce una erosión casi uniforme sobre toda la superficie, por ejemplo: Óxido.
• Corrosión en forma de picadura: Se produce solo en puntos de la superficie.
• Corrosión en forma de fisura: En casos de humedad. Es debida a la diferente concentración de oxígeno en el agua.
• Corrosión de contacto: Se presenta cuando se unen dos metales consecutivos en la serie de tensiones por medio de un electrolito. El resultado es la destrucción del metal menos noble.
• Corrosión intercristalina: Se presenta a lo largo de los límites de los granos y reduce la resistencia.
• Corrosión transcristalina: Se produce generalmente en el caso de una carga de tracción y transcurre paralelamente a la dirección de deformación dentro del grano.

Clases de Corrosión con Solicitaciones Mecánicas

• Corrosión con grietas por tensión: Se produce por la tracción y la acción de medios corrosivos. La formación de grietas tiene lugar de forma intercristalina o transcristalina.
• Corrosión con grietas por vibraciones: Es un tipo de corrosión por fatiga producida por una solicitación alternada.

Protección Contra la Corrosión (Recubrimientos No Metálicos)

La protección anticorrosión consiste en separar el material metálico del medio atacante, mediante la aplicación de capas de recubrimiento o revestimientos que eviten o reduzcan la corrosión.

• Aceitado y engrasado: Se emplean cuando las piezas deben ser brillantes (pie de rey). La grasa y el aceite no deben contener ácidos.
• Pintar a brocha o pistola: El minio de plomo forma una capa protectora de pintura de imprimación, sobre la que se aplica la pintura adecuada (óleo, barniz, etc.) según su aplicación.
• Esmaltado: Se realiza mediante espolvoreo o aplicación con pistola de polvo de esmaltes y cocción posterior a 800° o 1000°C. El recubrimiento es resistente a los agentes químicos y al calor. La masa a esmaltar se compone de polvo de vidrio, que es una mezcla de cuarzo, feldespato, arcilla y colorantes.
• Recubrimientos plásticos: Se obtienen por inmersión en plástico líquido o por lacado. Las pinturas al aceite están siendo desplazadas por lacas de resina sintética, celulósica y al clorocaucho. También existen lacas al horno que secan a 120° o 150°C y proporcionan una buena protección contra la corrosión.
• Fosfatado (bonderizado): Por rociado o inmersión se aplica una solución acuosa de fosfato de manganeso o de zinc (sales de ácido fosfórico) a la superficie metálica, previamente desoxidada y desengrasada. Se forma una capa protectora de fosfato de hierro. Generalmente sirve de base para otras capas protectoras.
• Tratamiento superficial electrolítico: Consiste en una oxidación artificial para reforzar las capas de óxidos naturales de las aleaciones de aluminio. Los defectos de planicidad, grietas y arañazos son visibles después del tratamiento. La capa de protección es sólida y no se desprende.
• Anodizado: En un baño con ácido sulfúrico como electrolito, se coloca una placa de plomo (polo negativo) y la pieza de aluminio (polo positivo). Al pasar una corriente continua, se forma una capa de óxido en la pieza debido al oxígeno liberado (aluminio oxidado en el ánodo).