Corrosión en Metales
La corrosión es un fenómeno natural persistente que afecta a las obras materiales del hombre. Es un proceso mediante el cual un material metálico se deteriora como resultado de la interacción con el medio que lo rodea.
Para obtener los metales en la forma en que los utilizamos en diversas aplicaciones, se llevan a cabo procesos metalúrgicos que requieren grandes cantidades de energía. La corrosión, por otro lado, es un proceso químico en el que un metal o aleación pasa de su estado puro a otro estado, comúnmente formando un óxido, aunque no siempre se forma una capa de óxido sobre la superficie.
A nivel atómico, la oxidación de un metal implica la pérdida de electrones por parte de los átomos, convirtiéndolos en iones positivos (cationes). Esto clasifica la corrosión como un proceso electroquímico, donde un agente oxidante, como el aire con cierto grado de humedad, entra en contacto con el metal.
La corrosión se intensifica en ambientes marinos, acelerando los procesos de deterioro.
Tipos de Corrosión
Corrosión Generalizada o Uniforme
Este tipo de corrosión se produce de manera uniforme en toda la superficie del metal, generando una pérdida de material en forma de una delgada capa. El espesor de esta capa depende de la velocidad del ataque y del tiempo de exposición al medio agresivo. La corrosión generalizada se caracteriza por un deterioro estético, siendo común en metales expuestos a la atmósfera, ambientes industriales o zonas costeras. Metales como el hierro, acero, cobre y plata son susceptibles a este tipo de corrosión.
Corrosión por Picadura
La corrosión por picadura se caracteriza por un ataque localizado en un área pequeña y delimitada de la superficie del metal. Las áreas circundantes suelen permanecer intactas, pero las picaduras pueden aparecer muy próximas entre sí, dando la apariencia de una superficie rugosa. Es una de las formas de corrosión más peligrosas, ya que avanza rápidamente en profundidad, afectando la integridad estructural del material. La corrosión por picadura puede estar acompañada de cierto grado de corrosión generalizada, lo que puede enmascarar el inicio del proceso. El picado se inicia en puntos del metal o aleación donde existe heterogeneidad en la superficie. Los aceros inoxidables pueden ser vulnerables a este tipo de ataque.
Un ejemplo de corrosión por picadura es la aparición de manchas y pequeños agujeros alrededor de la pintura de un automóvil expuesto a la intemperie con humedad. En el caso de un remache, la corrosión suele ocurrir debajo de la cabeza.
Corrosión Galvánica
La corrosión galvánica es una de las formas más frecuentes de corrosión. Se trata de una corrosión acelerada que ocurre cuando dos metales diferentes entran en contacto eléctrico en un medio conductor de iones. También puede ocurrir entre dos piezas del mismo material con diferente estado. La corrosión puede ser uniforme o localizarse en la unión entre los metales, dependiendo de las condiciones.
Para que se produzca la corrosión galvánica, se deben cumplir dos condiciones: contacto directo entre dos metales diferentes e inmersión de ambos metales en un electrolito o medio húmedo.
Corrosión Intergranular
La corrosión intergranular es un ataque selectivo que se localiza en los bordes de grano del metal. La causa puede estar relacionada con una mayor concentración de impurezas y una menor concentración de elementos que confieren pasividad en los límites de grano. Si el ataque progresa, pueden desprenderse granos completos. En aleaciones de níquel y aceros inoxidables, se agrega cromo como elemento de aleación para mejorar la resistencia a la corrosión. El contenido de cromo debe ser de al menos un 12% para asegurar la pasividad y estabilidad de la capa superficial protectora.
Corrosión Microbiológica
La corrosión microbiológica ha cobrado importancia en las últimas décadas. Ocurre cuando cepas bacterianas colonizan las superficies de materiales como el acero y el hierro fundido en alcantarillados, produciendo ácido sulfúrico que los corroe. Se manifiesta como una pérdida de metal y requiere un diagnóstico preliminar para determinar la presencia de bacterias.
Exfoliación
La corrosión por exfoliación es un tipo de corrosión intergranular que avanza a lo largo de los planos de cristalización del material, provocando la separación del material en capas.
Corrosión por Esfuerzo
La corrosión asistida por esfuerzo (CAE) es una forma de corrosión que involucra la nucleación y crecimiento de grietas en un material (usualmente un metal o aleación) debido a la acción simultánea de un esfuerzo de tensión estático y un ambiente reactivo. Se puede definir como un mecanismo de falla por agrietamiento causado por la combinación de un medio ambiente corrosivo y un esfuerzo de tensión.
Corrosión por Fatiga
La corrosión por fatiga es un proceso de agrietamiento que se produce por la acción combinada de una tensión cíclica y la presencia de un medio agresivo. Se diferencia del agrietamiento por corrosión bajo tensión en que la tensión es cíclica y no se requiere un medio agresivo específico para cada material. Un material inmune a la corrosión bajo tensión en ciertas condiciones no necesariamente tendrá un buen comportamiento frente a la corrosión por fatiga. En algunos materiales, como los aceros al carbono, existe un «límite de fatiga», un valor de tensión por debajo del cual no se produce fallo, incluso con un número infinito de ciclos de carga.
Corrosión Filiforme
La corrosión filiforme es un tipo de corrosión localizada que afecta a algunos metales pintados, como acero, aluminio y magnesio. Suele ocurrir en piezas expuestas a atmósferas marinas y provoca el deterioro del recubrimiento protector y un ataque en forma de filamentos del metal base. Se manifiesta formando filamentos y representa un tipo particular de socavamiento anódico. Usualmente se produce en ambientes húmedos y es más común debajo de películas orgánicas aplicadas sobre acero, aluminio, magnesio y zinc. El ancho de los filamentos varía entre 0.05 y 0.5 mm.
Clasificación de los Aceros
Los aceros se clasifican en: aceros al carbono, aceros aleados, aceros ultra-resistentes de baja aleación y aceros inoxidables.
Los aceros al carbono, con un 1.65% de manganeso, 0.60% de silicio y 0.60% de cobre, son los más utilizados en la vida cotidiana. Se emplean en componentes industriales, carrocerías de automóviles, acero de refuerzo para la construcción, cascos de buques, rejas, etc.
Los aceros aleados contienen vanadio, molibdeno, manganeso, silicio y cobre. Se utilizan para fabricar engranajes, ejes de motores, patines y herramientas de corte.
Todos los tipos de acero se oxidan, pero la capa de óxido que se forma en el acero al carbono es una capa de herrumbre rojiza, gruesa, porosa, rugosa y que se desprende fácilmente. En cambio, la capa de óxido en los aceros inoxidables es transparente, invisible, compacta, delgada y muy adherente, formada principalmente por óxidos de cromo, hierro y níquel.
El aluminio también es susceptible a la corrosión.