9. Principios de corrosión.

9.PRINCIPIOS DE CORROSIÓN.

DEFINICIÓN

La corrosión es definida como el deterioro de un material metálico a consecuencia de un ataque químico por su entorno. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción química, la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido y las propiedades de los metales en cuestión [1].

      Figura 1. Corrosión debida a medios severos [2].

 

9.1 TIPOS DE CORROSIÓN.          

9.1.1 Corrosión uniforme.

Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. Esto ocurre por la atmosfera quien es la que produce mayor cantidad de daños en el material por lo que se ven atacados por oxigeno y al agua, La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. Los ambientes atmosféricos son los siguientes:

 Industriales: Son los que contienen compuestos sulfurosos, nitrosos y otros agentes ácidos que pueden promover la corrosión de los metales. En adición, los ambientes industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas, lo que produce un aumento en la corrosión.

 Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un ión particularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas metálicos.

 Rurales: En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica, caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas. Existen factores que influencian la corrosión atmosférica. Ellos son la Temperatura, la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad [3].

9.1.2 Corrosión localizada

La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en áreas discretas o localizadas, esta se divide:

9.1.2.1 Corrosión Galvánica.

La corrosión galvánica se presenta, cuando dos metales diferentes en contacto o conectados por medio de un conductor eléctrico, son expuestos a una solución conductora. En este caso, existe una diferencia en potencial eléctrico entre los metales diferentes y sirve como fuerza directriz para el paso de la corriente eléctrica a través del agente corrosivo, de tal forma que el flujo de corriente corroe uno de los metales del par formado.

Mientras más grande es la diferencia de potencial entre los metales, mayor es la probabilidad de que se presente la corrosión galvánica debiéndose notar que este tipo de corrosión sólo causa deterioro en uno de los metales, mientras que el otro metal del par casi no sufre daño.

El metal que se corroe recibe el nombre de metal activo, mientras que el que no sufre daño se le denomina metal más noble.

La relación de áreas entre los dos metales es muy importante, ya que un área muy grande de metal noble comparada con el metal activo, acelerará la corrosión, y por el contrario, una mayor área del metal activo comparada con el metal noble disminuye el ataque del primero.

La corrosión galvánica a menudo puede ser reconocida por el incremento del ataque junto a la unión de los metales, este tipo puede ser controlado por el uso de aislamientos o restringiendo el uso de uniones de metales cuando ellos forman diferencias de potencial muy grande en el medio ambiente en el que se encuentran. La diferencia de potencial puede ser medida, utilizando como referencia la serie galvánica de los metales y aleaciones que se presentan más adelante, en la serie de los potenciales tipo (standard) de óxido de reducción.

Otro método para reducir la corrosión galvánica, es evitar la presencia de grandes áreas de metal noble con respecto a las de metal activo, acelerará la corrosión, y por el contrario, una mayor área del metal activo comparada con el metal noble disminuye el ataque del primero [4].

9.1.2.2 Corrosión por erosión.

Es cuando el movimiento del medio corrosivo sobre la superficie metálica incrementa la velocidad de ataque debido a desgaste mecánico, este recibe el nombre de corrosión por erosión.  La erosión generalmente se atribuye a la remoción de películas superficiales protectoras, como por ejemplo, películas de óxido formadas por el aire, o bien, productos adherentes de la corrosión. La corrosión por erosión, generalmente tiene la apariencia de picaduras poco profundas de fondo.

La corrosión por erosión prospera en condiciones de alta velocidad, turbulencia, choque, etc., y frecuentemente se observa en impulsores de bombas, agitadores y en codos y cambios de dirección de tuberías. Los líquidos con suspensión conteniendo partículas sólidas duras pueden igualmente causar este tipo de problema [5].

                                          Figura 2. Corrosión por cavitación en el esquema del mecanismo    de turbulento remolino de aguas [6]

9.1.2.3 Corrosión Por Agrietamiento.

Definimos como agrietamiento por corrosión, al proceso físico-químico a través del cual los metales, cuando están sometidos a esfuerzos mecánicos, simultaneados con una exposición a ambientes corrosivos, presentan una fatiga estructural que desemboca en la aparición de fisuras y grietas con resultado de una disminución de su resistencia intrínseca. No se suelen observar grandes extensiones afectadas, lo cual resulta bastante engañoso, y consecuentemente peligroso, debido a que las grietas formadas, aparentemente superficiales, tienen la particularidad de ser de contextura fina pero profunda, lo cual redunda en un elevado riesgo de rotura [7].

9.1.2.4 Corrosión por Picadura o “Pitting”.

Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas “picaduras” en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada. Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor.

      Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas:

  • Corrosión por Fricción o Fretting: es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida.
  • Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en la superficie del metal (en contacto con un líquido). Es un fenómeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores de las hélices de los barcos. Genera una serie de picaduras en forma de panal.
  • Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por Descincado, en donde piezas de cinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. En este caso, es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro. Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al someterlo a una fuerza mecánica [8]

9.1.2.5 Corrosión Por Fricción.

Es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida [9].

9.1.2.6 Corrosión selectiva.

Es semejante a la llamada Corrosión por Descincado, en donde piezas de Zinc se corroen y dejan una capa similar a la aleación primitiva. En este caso, es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre-Oro. Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal al someterlo a una fuerza mecánica [10].

9.1.2.7 Corrosión intercristalina.

Se define como corrosión intercristalina, o corrosión intergranular al grado de desintegración electroquímica que se produce en los límites de grano de un metal, como consecuencia de la pérdida de características debidas al calentamiento generado, por ejemplo, en las zonas de transición de las soldaduras [11].

9.1.2.8 Corrosión Microbiológica (MIC).

Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado.

La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión.

Los organismos biológicos presentes en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del oxígeno a la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el proceso de la corrosión [12].

9.1.2.9 Corrosión bajo tensión.

La corrosión bajo tensión (CBT) es un mecanismo de rotura progresivo de los metales que se crea por la combinación de un medio ambiente corrosivo y de una tensión de tracción mantenida. El fallo estructural debido a la CBT es muchas veces, imprevisible y aparece tanto tras pocas horas como tras meses o años de servicios satisfactorios. Se encuentra, frecuentemente, en ausencia de cualquier otro tipo de ataque corrosivo. Virtualmente, todas las aleaciones son sensibles a la CBT en un medio ambiente específico y con un conjunto de condiciones [14].

Figura 3. Triangulo de la corrosión bajo tensión [13].

La tensión de tracción necesaria para la CBT está “estática”, y puede ser residual y/o aplicada (véase la tabla debajo). El agrietamiento progresivo debido a tensiones “cíclicas” se llama la “fatiga-corrosión”. 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. El shot peening controlado, introduciendo una tensión residual de compresión en la superficie del material, actúa sobre los dos fenómenos y puede impedirlos o retrasarlos [13].

9.1.2.10 Corrosión por hidrógeno. 

Son fenómenos destructivos que se relacionan de manera directa con la presencia de hidrógeno atómico o molecular, exceptuando la formación de hidruros, no producen oxidación metálica y no constituyen fenómenos típicos de corrosión aunque por su procedencia o efecto similar son tratados por los encargados de estudiar estos fenómenos de la corrosión.

 Suelen suceder   en gases a elevadas temperaturas o en electrólitos a bajas temperaturas, los que suceden en electrólitos   se caracterizan por su predominio de los efectos físicos y físico-químicos sobre las acciones químicas y electroquímicas, por lo que se incluyen dentro de los tipos de corrosión con efectos mecánicos.

Los daños por hidrógeno más importantes son:

 1. Descarburización.

 2. Ataque por hidrógeno.

 3. Ampollamiento por hidrógeno.

 4. Fragilidad y ruptura por hidrógeno.

Los primeros dos corresponden al campo de la corrosión gaseosa de los metales y aleaciones a temperaturas elevadas [14].

Figura 4. Figuras intergranulares y descarburación [14].

9.1.3 Corrosión electroquímica (celda electroquímica) 

 

Figura 5. Celda electroquímica [15].

Celdas electroquímicas: Son aquellas en las cuales la energía eléctrica que procede de una fuente externa provee reacciones químicas no espontáneas [15].

Clasificación:

  • Celda electrolítica: son aquellas en las cuales la energía eléctrica que procede de una fuente externa provoca reacciones químicas no espontáneas generando un proceso denominado electrólisis. Las celdas electrolíticas constan de un recipiente para el material de reacción, dos electrodos sumergidos dentro de dicho material y conectados a una fuente de corriente directa.
  • Celdas galvánicas o voltaicas: son celdas electroquímicas en las cuales las reacciones espontáneas de óxido-reducción producen energía eléctrica. Las dos mitades de la reacción de óxido reducción, se encuentran separadas, por lo que la transferencia de electrones debe efectuarse a través de un circuito externo [16].

Constituyentes de la celda:

> Cátodo: se define como el electrodo en el cual se produce la reducción porque algunas especies ganan electrones. Este posee carga negativa y a él migran los iones o cargas positivas.

> Ánodo: se define como el electrodo en el cual se produce la oxidación porque algunas especies pierden electrones. Este posee carga positiva y a él migran los electrones o cargas negativas.

> Puente salino: Es un tubo con un Puente salino electrólito en un gel que está conectado a las dos semiceldas de una celda galvánica; el puente salino permite el flujo de iones, pero evita la mezcla de las disoluciones diferentes que podría permitir la reacción directa de los reactivos de la celda [17].

 9.1.4 Pila Galvánica.

Son un dispositivo en el que la transferencia de electrones, (de la semireacción de oxidación a la semireacción de reducción), se produce a través de un circuito externo en vez de ocurrir directamente entre los reactivos; de esta manera el flujo de electrones (corriente eléctrica) puede ser utilizado.

En la siguiente figura, se muestran los componentes fundamentales de una celda galvánica o voltaica:

Figura 6.Esquema pila galvánica o voltaica [18].

 ¿Cómo funciona una celda galvánica?

En la semicelda anódica ocurren las oxidaciones, mientras que en la semicelda catódica ocurren las reducciones. El electrodo anódico, conduce los electrones que son liberados en la reacción de oxidación, hacia los conductores metálicos. Estos conductores eléctricos conducen los electrones  y los llevan hasta el electrodo catódico; los electrones entran así a la semicelda catódica produciéndose en ella la reducción [18].

En la tabla 8 se muestra el potencial de reducción de electrones en volts de algunos elementos con respecto al hidrógeno [19].

 

Figura 8. Tabla potencial electrodo estándar a 25°C “respecto al potencial del hidrógeno”[19].

Tipos de celdas galvánicas.

Principales tipos:

Celdas galvánicas primarias.

Las celdas galvánicas primarias pueden producir corriente inmediatamente después de su conexión. Las pilas desechables están destinadas a ser utilizadas una sola vez y son desechadas posteriormente. Las pilas desechables no pueden ser recargadas de forma fiable, ya que las reacciones químicas no son fácilmente reversibles y los materiales activos no pueden volver a su forma original.

Generalmente, tienen densidades de energía más altas que las pilas recargables, pero las células desechables no van bien en aplicaciones de alto drenaje con cargas menores de 75 ohmios (75 Ω) [18].

Figura 9. Imagen pila seca en la cual se produce una fem de 1.5V [20].

  Celdas galvánicas secundarias.

Las celdas galvánicas secundarias deben ser cargadas antes de su uso; por lo general son ensambladas con materiales y objetos activos en el estado de baja energía (descarga). Las celdas galvánicas recargables o pilas galvánicas secundarias se pueden regenerar (coloquialmente, recargar) mediante la aplicación de una corriente eléctrica, que invierte la reacciones químicas que se producen durante su uso. Los dispositivos para el suministro adecuado de tales corrientes que regeneran las sustancias activas que contienen la pila o batería se llaman, de modo inapropiado, cargadores o recargadores. La forma más antigua de pila recargable es la batería de plomo-ácido. Esta celda electroquímica es notable, ya que contiene un líquido ácido en un recipiente sellado, lo cual requiere que la celda se mantenga en posición vertical y la zona de estar bien ventilada para garantizar la seguridad de la dispersión del gas hidrógeno producido por estas células durante la sobrecarga. La celda de plomo-ácido es también muy pesada para la cantidad de energía eléctrica que puede suministrar. A pesar de ello, su bajo costo de fabricación y sus niveles de corriente de gran aumento hacen que su utilización sea común cuando se requiere una gran capacidad (más de 10A h) o cuando no importan el peso y la escasa facilidad de manejo.

Un tipo mejorado de la celda de electrolito líquido es la celda de plomo-ácido regulada por válvula de sellado (VRLA,por sus siglas en inglés), popular en la industria del automóvil como un sustituto para la celda húmeda de plomo-ácido, porque no necesita mantenimiento. La celda VRLA utiliza ácido sulfúrico inmovilizado como electrolito, reduciendo la posibilidad de fugas y ampliando la vida útil. Se ha conseguido inmovilizar el electrolito, generalmente por alguna de estas dos formas:

§ Celdas de gel que contienen un electrolito semi-sólido para evitar derrames.
§ Celdas de fieltro de fibra de vidrio absorbente, que absorben el electrolito en un material absorbente realizado con fibra de vidrio especial.

 Otras células portátiles recargables son (en orden de densidad de potencia y, por tanto, de coste cada vez mayores): celda de níquel-cadmio (Ni-Cd), celda de níquel metal hidruro (NiMH) y celda de iones de litio (Li-ion). Por el momento, las celdas de ion litio tienen la mayor cuota de mercado entre las pilas secas recargables. Mientras tanto, las pilas de NiMH han sustituido a las de Ni-Cd en la mayoría de las aplicaciones debido a su mayor capacidad, pero las de NiCd siguen usándose en herramientas eléctricas, radios de dos vías, y equipos médicos [18].

9.2 PROCESOS INDUSTRIALES DE RECUBRIMIENTO.

9.2.1 Introducción.

Durante muchos años nuestra sociedad de consumo ha exigido mejores condiciones de vida paralelas a sus necesidades crecientes y esto ha generado un formidable desarrollo industrial al cual se le ha invertido mucho tiempo de estudio en el diseño y construcción de plantas, equipos e instalaciones industriales de procesos para la síntesis y manufactura de productos que satisfagan dichas necesidades. Hoy día con día se desarrollan nuevos procesos, nuevos productos, nuevas necesidades las cuales ponen a prueba la creatividad e inventiva del hombre.

Protección catódica.

El proceso de corrosión del Acero considera un flujo de electrones que abandonan la superficie metálica con la consecuente disolución del Acero en forma de iones Fe++. Durante la protección catódica a través de un circuito eléctrico externo o sistema de  nodos de sacrificio, se imprime corriente a la superficie metálica invirtiendo el sentido del flujo de electrones y evitando así la disolución del fierro. Este método se utiliza preferentemente en tuberías y estructuras enterradas o sumergidas.

 Inhibidores de la corrosión.

Este método considera el uso de pequeñas cantidades de compuestos orgánicos o inorgánicos incapaces de formar una película o barrera adherente en la superficie del Acero por atracción eléctrica o por una reacción, evitando el acceso de los agentes corrosivos.

Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas eléctricas en los extremos de sus moléculas capaces de ser atraídas por la superficie a proteger; desafortunadamente esta atracción no es permanente siendo necesaria una dosificación constante en el medio. Este método se utiliza preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculación.

Uso de recubrimientos anticorrosivos.

Este método al igual que el anterior considera la formación de una barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosivos a la superficie metálica; no obstante, la barrera es formada a partir de la aplicación de una dispersión liquida de una resina y un pigmento, con eliminación posterior del solvente, obteniéndose una película sólida adherida a la superficie metálica. Su durabilidad está condicionada a la resistencia que presente esta película al medio agresivo. Su uso está  muy generalizado en la protección de estructuras e instalaciones aéreas o sumergidas.

Selección de materiales de construcción

Cuando las condiciones de presión y temperatura sean muy extremas o bien el medio sea excesivamente agresivo en tal forma que los métodos anteriores no sean utilizables se puede recurrir a una selección adecuada de materiales (generalmente caros). La alta resistencia a la corrosión de estos materiales se basa en la formación inicial de una capa delgada de oxido del metal y muy adherente e impermeable. A este fenómeno se le conoce como Pasivación. Afortunadamente la frecuencia en el uso de este método es menor en las instalaciones de la industria. Considerando el aspecto económico de cada uno de estos métodos así como sus limitaciones, las cuales necesariamente repercuten en su eficiencia de protección se concluye que la solución a los problemas de corrosión está enfocada a su control más que a su eliminación. Cada uno de los métodos mencionados constituye una extensa  área de estudio dentro de la ingeniería de corrosión, existiendo gran cantidad de publicaciones y bibliografía en cada caso. En el presente seminario se considera únicamente lo concerniente a Recubrimientos Anticorrosivos.

El uso de recubrimientos anticorrosivos para la protección de instalaciones industriales constituye una de las practicas mas comunes en el control de corrosión, tanto por su versatilidad de uso como por su bajo costo relativo. A la fecha se han desarrollado gran diversidad de recubrimientos caracterizados fundamentalmente por el tipo de resina y pigmento utilizados en su formulación; generalmente un aumento de eficiencia va aunada a un aumento de costo, por lo que, la selección del tipo de recubrimiento para un caso especifico debe ser el resultado de un balance técnico económico. De lo anterior es posible inferir que la investigación actual en este campo está orientada a recubrimientos anticorrosivos de alta eficiencia y bajo costo [21].

9.2.2 Niquelado electrolítico.

El niquelado electrolítico es un proceso que consiste en la deposición por vía electrolítica del metal níquel sobre una superficie previamente acondicionada que puede ser acero, cobre, latón y zamak. Con un espesor variable según las necesidades, tiene como objetivo mejorar las propiedades técnicas y decorativas del material base.

Ventajas.

Las principales ventajas para realizar deposición electrolítica de níquel sobre piezas son:

  • Protección contra la corrosión: incrementa la resistencia a la corrosión del material base como capa intermedia o final.
  • Mejora de las cualidades técnicas: aumenta la conductividad eléctrica, dureza y resistencia a la abrasión, entre otras cualidades.
  • Recubrimiento altamente decorativo: Proporciona un aspecto de gran brillo, nivelación y ductilidad.

 Aplicaciones

El níquel como elemento protector, tiene un campo de aplicación muy extenso empleándose, como elemento protector y como revestimiento ornamental de los metales, en especial de los que son susceptibles de corrosión como el hierro y el acero, asimismo aumentando su conductividad eléctrica. También es utilizado como pre capa para otros tratamientos. Su aplicación se ha extendido a todo tipo de sectores como de coletaje, ferretería, material eléctrico, electrónica, automoción, estampación metálica, material de saneamiento y grifería [22].

9.2.3 Recubrimiento metálico de cromo.

El cromo es un metal muy difícil de trabajar en frío porque es muy duro y quebradizo, en caliente es igual de difícil porque se oxida con una capa de oxido de cromo dura e infusible. Por estas razones el cromo no se suele emplear como metal puro salvo en ocasiones muy raras aunque eso si, entra a formar parte de muchas aleaciones. Especialmente es aleado con el hierro porque mejora su dureza y resistencia a la corrosión. El acero inoxidable contiene entre un 8 y un 12 % de cromo, y es el principal responsable de que sea inoxidable. Muchas herramientas están fabricadas con aleaciones de hierro cromo y vanadio. El nicromo o cromo-níquel se emplea para fabricar resistencias eléctricas.

Debido a las dificultades de la metalurgia de cromo cuando es necesario aplicarlo se emplean básicamente dos procedimiento, sputering y recubrimiento electrolítico. El recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro).

El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes (0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos especialmente en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales ejes de pistones hidráulicos y en general en lugares donde se requiera bastante precisión. El cromo duro se emplea especialmente en el rectificado de motores de explosión. Los cigüeñales y otras piezas fundamentales de los motores de explosión sufren desgastes que se manifiestan como holguras en sus rodamientos y que pueden comprometer su funcionamiento. Por ello antes de que exista una rotura grave se reponen las partes de metal perdidas mediante cromo electrolítico. Generalmente la capa de cromo depositada no es totalmente uniforme por lo cual se da espesor mayor del necesario y después se rectifican las piezas para conseguir las dimensiones y acabado adecuados.

El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se depositan sobre cobre o níquel para mejorar el aspecto de algunos objetos. El famoso niquelado de paragolpes y otros embellecedores de coche suele consistir en una capa de níquel terminada con un Flash de cromo de algunas micras de espesor. El color del cromo es mas azulado y reflectante que el níquel y es mucho mas resistente a la corrosión ya que inmediatamente se forma una fina e imperceptible capa de oxido que protege al metal.

El cromo tiene poco poder cobertor, menos aun si las capas que se depositan son tan finas como una micra. Por ello las superficies a cubrir deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas ya que el cromo no va a tapar ninguna imperfección. Es por esto por lo que frecuentemente las piezas que se croman con objeto decorativo se recubren con cobre y níquel antes de ser cromadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre el níquel y el acero, pero no sobre el zinc o la fundición.

Para conseguir un baño electrolítico de cromo se disuelve ácido crómico en agua en una proporción de 300 gramos por litro y se añade 2 gramos por litro de ácido sulfúrico. Se emplea como ánodo un electrodo de plomo o grafito. El plomo sirve como ánodo porque se forma una placa de oxido de plomo que es conductor pero que impide que se siga corroyendo por oxidación anódica. Al contrario que en otros baños como los del níquel el cromo que se deposita en el cátodo procede del ácido crómico disuelto y no del ánodo, por lo que poco a poco se va empobreciendo en cromo la solución. Con el uso el cromo se va agotando y hay que reponerlo añadiendo más ácido crómico [23].

El ácido crómico se descompone por la corriente eléctrica en cromo metálico que se deposita en el cátodo y oxígeno que se desprende en el ánodo. El ácido crómico (en realidad es un anhídrido soluble en agua) contiene aproximadamente un 50% en cromo metálico, esto significa que para que un litro de baño pierda solo un 10 % de concentración tienen que haberse depositado 15 gramos de cromo. Lo cual equivale a recubrir una superficie de aproximadamente dos metros cuadrado con una capa de cromo de 1 micras, mas que suficiente para efectos decorativos [24].

Figura 7. Medición temperatura solución de galvanocromia [24].

 Baños para cromo decorativo.

Acido crómico comercial 200 a 300 gr/ litro

Acido sulfúrico 1 a 3 gr /litro

Temperatura de trabajo de 36¡5 a 45 ºC

Densidad de corriente de 6 a 12 A/dm2

 Baños para cromo duro.

Acido crómico comercial 250 a 400 gr/ litro

Acido sulfúrico 1 a 2 gr /litro

Temperatura de trabajo de 45 a 65 ºC

Densidad de corriente de 15 a 50 A/dm2 [25].

 9.2.4 Cobreado ácido.

 Soluciones ácidas: 

El cobreado ácido se efectúa a partir de una solución que consiste fundamentalmente en sulfato de cobre y ácido sulfúrico. Este tipo de soluciones tiene un bajo costo de preparación y los rendimientos anódicos y catódicos llegan al ciento por ciento en muchos casos.

El depósito de cobre logrado con este tipo de soluciones suele ser de color mate, y si se precisa una superficie brillante, requiere un considerable trabajo de “afino”.

Es preciso limpiar mucho más cuidadosamente el metal de base antes de proceder al cobreado en baño ácido de lo que precisan las soluciones de cianuro, pues, a diferencia de estas últimas, la solución de sulfato no posee propiedades detergentes.

 La presencia del ácido sulfúrico es esencial, pues evita la formación de precipitados de sales básicas de cobre y también aumenta la ionización y, por consiguiente aumenta la conductividad de la solución, reduce la posibilidad de que los electrodos se polaricen y ahorra el consumo de fuerza. Reduciendo la concentración de iones cobre de la solución, el ácido tiene también el efecto de producir depósitos lisos de pequeño tamaño de grano.

Comúnmente, se utilizan densidades de corriente de 2 a 6,5 amperios por dm². Las soluciones de cobre trabajan usualmente a temperatura ambiente, aunque a veces se utilizan temperaturas hasta de 50 °C. La elevación de la temperatura da lugar a la obtención de un depósito de cobre más blando. La agitación con aire aumenta la densidad de corriente que pueda utilizarse.

Se utilizan cubas de acero recubiertas de goma. La parte exterior de la cuba debe recibir un tratamiento con pintura asfáltica anti-sulfúrica, puesto que la solución es muy corrosiva.

 Los contaminantes más comunes en los baños al sulfato provienen de la descomposición de los abrillantadores (orgánicos), o por impurezas metálicas (sales con impurezas, cubas metálicas con recubrimiento defectuoso, etc.). En ambos casos, las características del depósito se ven alteradas. En el caso de las impurezas orgánicas, se debe tratar con carbón activado. En casos de contaminaciones severas, se debe tratar con agua oxigenada, o con permanganato de potasio. Una vez descompuestos los contaminantes orgánicos, se debe tratar finalmente con carbón activado.

A continuación se presentan los dos baños basados en soluciones ácidas más utilizados junto con sus características particulares:

 Baños de cobre al sulfato convencionales: Estos baños resultan económicos de preparar, de operar y de neutralizar (tratamiento de aguas residuales).

 Los componentes químicos básicos de una solución de cobre ácido son el sulfato de cobre y el ácido sulfúrico. Estas sales son altamente conductoras de electricidad y se disocian con facilidad, pudiendo así trabajar con densidades de corriente suficientemente elevadas.

 Las piezas de hierro, deben ser cubiertas con una película previa de cobre alcalino o de un depósito de níquel “Strike”, para evitar desprendimientos de las películas depositadas por oxidación del metal de base. Los baños normalmente se operan a temperatura ambiente.

 En las soluciones semibrillantes y brillantes, el agente de adición utilizado para lograr este fin es la thiourea, que debe ser adicionada en cantidades exactas, ya que el exceso de este producto, favorecerá la polarización anódica, disminuyendo el rendimiento por el menor pasaje de corriente eléctrica y por la caída en el régimen de disolución anódica.

 Se aconseja el tratamiento de las soluciones de cobre ácido que contengan este tipo de aditivo, ya que el mismo tiende a descomponerse con o sin el uso del electrolito. La forma más conveniente de evitar esto es realizar un tratamiento preventivo de la solución con carbón activado en forma total y periódica.

Por lo general, para realizar baños de cobre ácido sobre material ferroso, se aconseja un baño previo de cobre alcalino (flash o strike).

 Se puede realizar un buen depósito de cobre ácido directamente sobre hierro, siempre y cuando el mismo haya sido inmerso un breve tiempo en una solución diluida de ácido arsenioso, que puede ser sustituida también por una sal de plomo o de antimonio.

 Baños de cobre acido “UBAC” (Udylite Brigt Acid Cooper): El empleo del proceso “UBAC” produce depósitos de cobre de alto brillo, con excelente ductilidad y gran poder de nivelación.

Las propiedades atribuidas a este proceso, pueden ser resumidas en los seis puntos siguientes:

 1. Los depósitos obtenidos poseen excelentes características de nivelación.

2. El depósito resulta de brillo especular trabajando en el rango de densidades de corriente normalmente empleadas. Puede ser niquelado y cromado directamente sin necesidad de repulido.

3. Las películas de cobre obtenidas mediante este proceso pueden ser repulidas fácilmente.

4. Los depósitos poseen ductilidad excepcional.

5. No se originan productos nocivos de descomposición durante la electrólisis, y el agente de adición no se deteriora con el tiempo.

6. La solución es muy fácil de controlar, ya que posee un solo agente de adición.

El aspecto más importante en el funcionamiento de este proceso consiste en la selección del tipo de ánodos. Es indispensable que los ánodos posean una determinada concentración de fósforo para poder obtener resultados óptimos con el proceso “UBAC”.

 El empleo de ánodos de material inadecuado dará lugar a la formación de grandes cantidades de iodo, que origina asperezas y picados. Es esencial una vigorosa agitación por aire, ya que la falta de ella daría lugar a la formación de depósitos “quemados” en las zonas de alta densidad de corriente, y poco uniformes en las de baja densidad.

 En caso de que se desee obtener depósitos realmente lisos, es esencial efectuar una buena filtración. Para ello se requiere normalmente el empleo de papeles de filtro y un caudal mínimo por hora equivalente al del volumen del baño.

Estos baños de cobre, al igual que los procesos de cobre ácido convencionales, presentan un excelente poder de cobertura o micro penetración. En las piezas de fundición, no se han evidenciado dificultades para ser cobreadas con este tipo de soluciones. Otra ventaja del “UBAC” con relación a las piezas de fundición es que posee muy buena nivelación comparada con la nivelación negativa característica de la mayoría de los procedimientos de cobre alcalino cianurado. Además, posee gran tolerancia a la contaminación con cinc. De hecho, este proceso llega a trabajar satisfactoriamente con iguales concentraciones de cinc en solución que de cobre.

 Otra interesante aplicación de este baño es que, según está comprobado, una delgada capa de cobre “UBAC”, aumenta la excelente resistencia a la corrosión en un depósito triple compuesto por Níquel brillante, “Níquel-Seal” y Cromo.

Las reacciones involucradas en este tipo de recubrimiento para el cobre acido son básicamente de oxido-reducción y se muestran a continuación, pero primero el sulfato de cobre se disocia en el baño:

En la siguiente figura se muestran los tipos de complejos que se pueden formar en los baños de Cobre acido, además se observa que la concentración de iones Cu2+ va disminuyendo conforme aumenta el pH; es por ello que este tipo de baños se opera a pH de 4.5 en donde la concentración de iones Cu2+ es casi constante. Los otros tipos de complejos formados, que se pueden afectar en cierta medida el recubrimiento, se hacen reaccionar en algunos casos con los compuesto que constituyen los aditivos para lograr de esta forma darle brillo y uniformidad al recubrimiento [26].

Figura 8. Cobreado de un objeto en una solución acida [26]. 

Soluciones de cianuro:

El baño de cobre cianurado, a pesar de los peligros que involucra su operación para la salud, y por sus desechos provenientes de aguas de enjuague, aún sigue siendo en algunos casos una opción insustituible.

Se recomienda la utilización de las formulaciones conteniendo sales potásicas, ya que aumentan considerablemente el rango de trabajo de las soluciones.

Los ánodos para todos los baños deben ser de cobre de la mayor pureza posible, libres de óxido. Ellos pueden ser laminados o elípticos. En algunas aplicaciones, es aconsejable utilizarlos con fundas.

Este tipo de solución se utiliza casi exclusivamente cuando se aplica el cobre como recubrimiento previo para el niquelado. El baño de cianuro consiste esencialmente en una solución de cobre en cianuro sódico o potásico, con un exceso de este último.

La solución trabaja normalmente a unos 32 a 38° C, con densidades de corriente de hasta 2 amperios por dm2. Una cantidad excesiva de cianuro da por resultado una gran proporción de hidrógeno desprendido, con la consiguiente disminución del rendimiento de corriente, y puede ser causa del levantamiento de los depósitos.

Cuando el contenido en carbonato llega a ser muy elevado, es de aconsejar la eliminación del exceso, ya sea apartando una parte de la solución, o todavía mejor, refrigerando la solución ligeramente por debajo de 0° C, con lo cual la mayoría del carbonato se separa por cristalización. Un nuevo método para la eliminación del exceso de carbonato consiste en el agregado de carburo de calcio. El carburo reacciona con el agua para formar hidróxido de calcio, que a su vez precipita el carbonato como carbonato de calcio. El lodo puede eliminarse por decantación y lavado.

Otros contaminantes son los orgánicos que causan un depósito poco uniforme, rugoso, picado y/o falto de cuerpo. En casos severos de contaminación orgánica suelen polarizarse los ánodos (se cubren con una película no conductora de sales de cobre), disminuyendo por consiguiente el flujo de corriente eléctrica. La alternativa válida para la recuperación del electrolito es el agregado de carbón activado, y posterior filtrado.

El cromo hexavalente, como contaminante, provoca depósitos incompletos en la zona de baja densidad de corriente. Los sulfuros producen coloraciones rojizas en las zonas de baja densidad de corriente. Pequeñas adiciones de cianuro de cinc, eliminan el contenido de sulfuro en los electrolitos.

Las soluciones de cianuro se aplican comúnmente en cubas de acero, aunque más recientemente se ha incrementado el uso de cubas recubiertas de goma.

Existen diferentes tipos de baños con los que se trabajan, algunos de ellos se detallan a continuación:

 Baños de Cobre tipo “Strike” multipropósito: La finalidad principal de estos baños es la de depositar una película de cobre de gran adherencia, activar substratos pasivos, o como paso de seguridad luego del proceso de limpieza.

Los depósitos de los baños de cobre “Strike”, normalmente están en el rango de espesores de 0,5 a 2,0 µm.

Existen dos formulaciones, una basada en sales sódicas y otra en sales potásicas, y ambas son de uso general. Según algunos autores, las sales potásicas admiten un rango de corriente mayor que las de sodio.

Este baño “Strike” de cobre, es uno de los más utilizados para el bañado del aluminio tratado con una solución de cincato (tratamiento previo). También puede ser usado sobre piezas de cinc y sus aleaciones, y diversos metales que pueden ser atacados por la acción de los distintos productos químicos o componentes de los demás baños.

El uso de la sal de Rochelle (tartrato doble de sodio y potasio), le confiere a la solución características de alta velocidad de depósito.

 Baños de Cobre de alta eficiencia: Estos tipos de electrolitos están formulados para obtener depósitos de gran espesor, con un régimen de depósito veloz.

Se pueden obtener mejoras en el brillo mediante el agregado de aditivos o agentes inorgánicos a la solución de cobre. Dentro de los posibles, se encuentran el sulfito, bisulfito e hiposulfito de sodio.

El abrillantado puede lograrse también mediante la interrupción de corriente en intervalos repetitivos, o con equipos de corriente periódicamente reversa (PRC), con lo cual, también se mejoran las características del depósito electrolítico respecto a su estructura cristalina y granular. En esencia el procedimiento consiste en invertir periódicamente la corriente utilizando un ciclo relativamente lento. El ciclo exacto de inversión periódica se determina en cada caso experimentalmente, pero el más corriente es uno de 20 segundos de recubrimiento seguido de otro de 5 segundos de disolución a densidades de corriente muy elevadas. Aunque es obvio que este procedimiento tiene un rendimiento bajo por ciclo que otro con corriente continua normal, las elevadas densidades de corriente que pueden utilizarse significan que puede reducirse considerablemente el tiempo total invertido en obtener un recubrimiento de un espesor determinado [27].

9.2.5 Galvanizado en caliente.

La técnica de galvanizado en caliente se ha utilizado por más de 100 años para la protección del acero en contra de la corrosión. Evitar la corrosión es de suma importancia en la industria, ya que los metales corroídos presentan mayores averías, quebraduras y rompimientos. Es por esto, que el galvanizado en caliente es uno de los métodos más utilizados hoy en día para la protección de los metales.

 El proceso de galvanizado al caliente es bastante sencillo. La película protectora del acero se forma al sumergir los productos de acero en zinc fundido. Esta película de zinc protege el acero de dos maneras, protección de barrera y protección galvánica. Éste último, permite que las piezas de acero permanezcan libres de corrosión por largos años [28].

 

Figura 9. Galvanizado en caliente [28].

9.2.6 Galvanizado electroquímico.

Es el proceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con otro. Se denomina galvanización pues este proceso se desarrolló a partir del trabajo de Luigi Galvani, quien descubrió en sus experimentos que si se pone en contacto un metal con una pata cercenada a una rana, ésta se contrae como si estuviese viva, luego descubrió que cada metal presentaba un grado diferente de reacción en la pata de rana, por lo tanto cada metal tiene una carga eléctrica diferente.  

Más tarde ordenó los metales según su carga y descubrió que puede recubrirse un metal con otro, aprovechando esta cualidad (siempre depositando un metal de carga mayor sobre otro de carga menor).  

De su descubrimiento se desarrolló más tarde el galvanizado, la galvanotecnia, y luego la galvanoplastia.  

La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc (Zn) sobre hierro (Fe); ya que, al ser el zinc más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire. Se usa de modo general en tuberías para la conducción de agua cuya temperatura no sobrepase los 60 °C ya que entonces se invierte la polaridad del zinc respecto del acero del tubo y este se corroe en vez de estar protegido por el zinc. Para evitar la corrosión en general es fundamental evitar el contacto entre materiales disímiles, con distinto potencial de oxidación, que puedan provocar problemas de corrosión galvánica por el hecho de su combinación. Puede ocurrir que cualquiera de ambos materiales sea adecuado para un galvanizado potencial con otros materiales y sin embargo su combinación sea inadecuada, provocando corrosión, por el distinto potencial de oxidación comentado.  

Uno de los errores que se comete con más frecuencia es el del empleo de tuberías de cobre combinadas con tuberías de acero galvanizado (vid. normas UNE 12502.3, UNE 112076, UNE 112081). Si la tubería de cobre, que es un material más noble, se sitúa aguas arriba de la de galvanizado, los iones cobre, que necesariamente existen en el agua o las partículas de cobre que se puedan arrastrar por erosión o de cualquier otra procedencia, se cementarán sobre el zinc del galvanizado aguas abajo y éste se oxidará por formarse una pila bimetálica local Cu/Zn en los puntos en los que los iones cobre se hayan depositado como cobre metálico sobre el galvanizado. A partir de ese momento se acelerará la corrosión del recubrimiento galvanizado en todos esos puntos. Desaparecido el zinc del recubrimiento, la pila será Cu/Fe y continuará corroyéndose hasta perforarse el tubo de acero. Como el galvanizado está instalado anteriormente este fallo pasa desapercibido y se suele atribuir al fin de la vida en servicio o, incluso, a la mala calidad del galvanizado. La causa, sin embargo ha sido la mala calidad del diseño: la instalación de la tubería de cobre aguas arriba, que es la que ha provocado la corrosión del galvanizado, aguas abajo. Por el contrario, en el caso de que las tuberías de cobre se instalen al final de la red, es decir, aguas abajo de la tubería de galvanizado, no existe ese problema siempre que se garantice que no haya agua de retorno que después de pasar por el cobre pase por el galvanizado. Si existe ese riesgo se deberá colocar un sistema anti retorno. En cualquier caso, es necesario colocar un manguito aislante entre el acero galvanizado de la instalación general y la tubería de cobre final para evitar el contacto galvanizado/cobre. Esta solución, sin embargo, es ineficaz en el caso anterior, tubería general de cobre y ramales finales de acero galvanizado. Aunque se elimine la corrosión en el punto de contacto entre ambos materiales, que es lo único que hace el manguito, no se evitará la corrosión. Ésta se producirá debido a los iones cobre que transporta el agua, o las partículas de cobre, que producirán picaduras sobre toda la instalación de galvanizado aguas abajo, tal como se ha explicado. 

Otros procesos de galvanizado muy utilizados son los que se refieren a piezas decorativas. Se recubren estas piezas con fines principalmente decorativos, las hebillas, botones, llaveros, artículos de escritorio y un sinfín de productos son bañados en cobre, níquel, plata, oro, bronce, cromo, estaño, etc. En el caso de la bisutería se utilizan baños de oro (generalmente de 18 a 21 quilates). También se recubren joyas en metales más escasos como platino y rodio [29].

Figura 10. Galvanizado electroquímico [29].

9.2.7 Galvanizado por inmersión. 

La inmersión en metal fundido. Consiste en sumergir el metal que se va a recubrir en otro metal de menor punto de fusión, en estado fundido. La aplicación más importante la constituye el recubrimiento de objetos, chapas, barras y alambres de acero con zinc, y el recubrimiento de acero, cobre y latón con estaño. En menor extensión se aplica también por este procedimiento el aluminio, para el que resulta necesario efectuar el recubrimiento en atmósfera de hidrógeno. En este proceso hay que regular la temperatura y el tiempo para lograr cierta disolución del metal que se va a recubrir, en el metal fundido, con objeto de que se forme una capa intermedia de aleación de ambos metales que dé lugar a una buena adherencia del recubrimiento, pero el espesor de la capa de aleación no debe ser tan grande que origine una película frágil. Los espesores que se obtienen por este procedimiento son relativamente gruesos comparados con los que se obtienen por otros métodos, y presentan menos poros. Sin embargo, tanto el espesor como la uniformidad del recubrimiento son difíciles de regular.

 Tiene como principal objetivo evitar la oxidación y corrosión que la humedad y la contaminación ambiental pueden ocasionar sobre este hierro. Esta actividad representa aproximadamente el 50% del consumo de zinc en el mundo y desde hace más de 150 años se ha ido afianzando como el procedimiento más fiable y económico de protección del hierro contra la corrosión [30].

9.3 RECUBRIMIENTOS NO METALICOS.

 9.3.1 Recubrimientos orgánicos.

Los recubrimientos orgánicos son resinas  y polímeros producidos en forma natural o sintética, generalmente formulados  para aplicarse como líquidos  que se secan o endurecen como películas de superficie delgada en materiales del sustrato. Estos recubrimientos  se   aprecian por la variedad de colores y texturas posibles, su  capacidad de proteger la superficie del sustrato, su bajo costo y facilidad de aplicación.

 En este tema consideramos las composiciones de los recubrimientos orgánicos  y los métodos para aplicarlos, aunque casi todos los recubrimientos orgánicos se aplican en forma líquida, algunos se aplican como polvos

Las formulaciones de los recubrimientos orgánicos contienen lo  siguiente:

  1.  Aglutinantes, las cuales dan al recubrimiento sus propiedades
  2.  Tinte o pigmentos, que prestan color al recubrimiento
  3.  Solventes para disolver los polímeros y resinas y agregar una fluidez conveniente al líquido
  4.   Aditivos.

Los aglutinantes en los recubrimientos orgánicos  son polímeros y resinas que determinan las propiedades del estado sólido del recubrimiento, tales como la resistencia, propiedades físicas y la adhesión a la superficie del substrato.

Los aglutinantes más comunes en los recubrimientos orgánicos son aceites naturales (usados para producir pinturas basadas en aceite), resinas  de poliésteres, poliuretanos epoxicos, acrílicos y celulósicos.

Los tintes y pigmentos proporcionan color al recubrimiento, los cuales son productos químicos solubles en el recubrimiento-

Los pigmentos son partículas solidas de tamaño uniforme  y microscópico que se dispersan en el liquido del recubrimiento, pero no se disuelven en el, no solo dan color, sino que también ocultan la superficie que está debajo. Debido a que los pigmentos son materia en partículas, también tienden a fortalecer el recubrimiento.

Los solventes se utilizan para disolver el aglutinante, y otros ingredientes que constituyen el recubrimiento, los más comunes son hidrocarburos alifáticos y aromáticos, alcoholes, esteres, acetonas y solventes clorinados. Para aglutinante existe un solvente específico. Los aditivos en los recubrimientos orgánicos  incluyen a los dispersantes (para facilitar la dispersión sobre la superficie), insecticidas y fungicidas, espesantes estabilizadores  de congelación\deshielo, estabilizadores para calor y luz, agentes coalescentes, plastificantes, des espumantes  y catalizadores para promover las cadenas transversales. Esto ingredientes se formulan para obtener una amplia variedad de recubrimientos, tales como pinturas, lacas y barnices [31].

 9.3.1.1 Métodos de aplicación.

El método para aplicar un recubrimiento orgánico a una superficie depende de varios factores como la composición del líquido de recubrimiento, el espesor requerido, la velocidad de producción y consideraciones de costo, tamaño de partes y requerimientos ambientales. Para cualquiera de los métodos de aplicación es de vital importancia que la superficie se prepare convenientemente. Esto incluye la limpieza y el posible tratamiento de las superficies, tal como un recubrimiento con fosfato. En algunos las superficies metálicas  se chapean antes de un recubrimiento orgánico para una máxima protección contra la corrosión.

Con cualquier método de recubrimiento la eficiencia de transferencia es una medida de suma importancia. La eficiencia de transferencia es la proporción de pintura que se suministra para el proceso y se deposita sobre la superficie de trabajo. Algunos métodos producen una eficiencia de transferencia de solo el 30% (lo que significa que el 70% de la pintura se desperdicia y no se recupera).

Los métodos disponibles para aplicar recubrimientos orgánicos líquidos incluyen el uso de brochas y rodillos, la aspersión, la inmersión y el recubrimiento con flujo. En algunos casos se aplican recubrimientos sucesivos a la superficie del sustrato para obtener el resultado deseado. Una carrocería de automóvil es un ejemplo importante; la siguiente es una secuencia típica que se aplica una carrocería de chapa metálica en producción masiva:

  1.    Se aplica un recubrimiento de fosfato por inmersión.
  2.    Se aplica un recubrimiento de sellador por inmersión.
  3.    Se aplica un recubrimiento de pintura de color por aspersión.
  4.   Se aplica un recubrimiento trasparente (para alto brillo y mejor protección) por aspersión [31].

9.3.1.2 Uso de brochas y rodillos.

Figura 11. Aplicación por rodillos (página 338) [31].

Estos son los dos métodos de aplicación más conocidos y tienen una alta eficiencia de transferencia, que se acerca al 100%. Los métodos de brochas y rodillos manuales son convenientes para bajos volúmenes de producción pero no para la producción masiva. Mientras el uso de brocha es versátil el empleo de rodillos se limita a superficies planas. Los rodillos se adaptan a la producción continua de superficies planas [31].

 9.3.1.3 Aplicación por aspersión o spraying.

El recubrimiento por aspersión es un método de producción muy utilizado para aplicar recubrimientos orgánicos. El proceso obliga al líquido de recubrimiento a atomizarse dentro de un vapor fino inmediatamente antes de la deposición sobre la superficie de la parte. Cuando las gotas chocan contra la superficie se extienden y siguen juntas para formar un  recubrimiento uniforme dentro de la región. Localizada en la aspersión. Si se hace correctamente el recubrimiento de aspersión proporciona un recubrimiento uniforme sobre toda la superficie de trabajo.

El recubrimiento por aspersión  se realiza manualmente en cabinas para pintura por aspersión o también puede establecerse como un proceso automatizado. La eficiencia de transferencia es relativamente baja (de solo un 30%), por estos métodos. La eficiencia mejora mediante ala aspersión electrostática, en la cual la parte de trabajo se carga eléctricamente y las gotas atomizadas se cargan de forma electrostática. Esto hace que la superficie de la parte atraiga las gotas y aumenten las eficiencias de transferencia, a valores cercanos del 90 %. La aspersión se usa ampliamente en la industria automotriz par aplicar recubrimiento de pintura externa a las carrocerías. También se usa para recubrir aparatos electicos y otros productos de consuno [31].

 9.3.1.4 Secado y curado.

Una vez aplicado, el recubrimiento orgánico debe convertirse de liquido a solido. Se usa el término secado para describir este proceso de conversión. Muchos recubrimientos orgánicos se secan mediante la evaporación de sus solventes, sin embargo, para formar una película duradera en la superficie del sustrato, es necesaria una conversión adicional, llamado curado. El curado implica un cambio químico en la resina orgánica, en la cual ocurre una polimerización o formación de cadenas transversales para endurecer el recubrimiento. El tipo de resina determina la clase de reacción química que ocurre en la vulcanización. Los métodos principales de vulcanización en los recubrimientos orgánicos son los siguientes:

  • Curado a temperatura ambiente. Este método por lo general implica la evaporación del solvente y la oxidación de la resina. Casi todas las lacas se vulcanizan con facilidad por este método.
  • Curado a temperatura elevada.  Este tipo de vulcanización se denomina en ocasiones cocido.las temperaturas elevadas aceleran la evaporación del solvente, así como la polimerización y la formación de cadenas transversales de la resina.
  • Curado por canalización. Los recubrimientos del curado por este método requieren agentes reactivos mezclados con las resinas se arranque, originando la polimerización y la formación de cadenas transversales. Algunos ejemplos son las pinturas epódicas y de poliuretano. Frecuentemente son sistemas de dos componentes que deben mezclarse inmediatamente antes de la aplicación.
  • Curado por radiación. Ciertas resinas se vulcanizan mediante diversas formas de radiación, como microondas, luz ultravioleta y haz de electrones [31].

9.3.2 Recubrimiento pulverizado.

Figura 12. Recubrimiento pulverizado (página 340) [31].

Los recubrimientos orgánicos analizados hasta aquí son sistemas líquidos que consisten en resinas solubles (o al menos mezclables) en un solvente conveniente. Los recubrimientos pulverizados son diferentes. Se aplican como partículas solidas y secas finamente pulverizadas que se funden en la superficie para formar una película liquida uniforme. Después de la cual se re solidifican en un recubrimiento seco. Los sistemas de recubrimiento pulverizado han aumentado su importancia comercial entre los recubrimientos orgánicos desde mediados de los años 70.

Los sistemas de recubrimiento pulverizado incluyen varias resinas que no se usan en recubrimiento orgánicos líquidos. La razón de esta diferencia es que el material para el recubrimiento pulverizado es sólido a temperatura ambiente. Los recubrimientos pulverizados se clasifican, como termo plásticos  o termo fijos. Los polvos termoplásticos incluyen el cloruro de polivinilo, el nylon, el poliéster, el polietileno y el polipropileno. Por  lo general se aplican como recubrimientos relativamente gruesos, en el rango de 0.003 a 0.012 pulgadas (0.08 a 0.30 milímetros). Los polvos para recubrimiento termófilo  comunes son epoxicos, poliésteres y acrílicos. Se aplican como resinas no suradas que se polimerizan y forman cadenas transversales cuando se calientan o reaccionan con otros ingredientes. Los grosores de recubrimiento están generalmente en el rango de 0.001 a 0.003 pulgadas  (0.025 a 0-075 milímetros).

Estos son los métodos de aplicación principales para los recubrimientos pulverizados:

 1.  Aspersión

2.   lecho fluidizado

 En el método por aspersión, se aplica una carga electrostática a cada partícula para atraerla a una superficie de la parte que forma una tierra eléctrica. Existen diversos diseños de pistolas para aspersión, a fin de impartir la carga a los polvos. Las pistolas para aspersión se operan de forma manual o mediante robots industriales. Se usa aire comprimido para impulsar los polvos a la boquilla. Los polvos están secos cuando se dispersan y es posible reciclar cualquier exceso de partículas que no se pega a la superficie (a menos que se mezclen múltiples colores de pintura para aspersión). Los polvos se aplican a temperatura ambiente sobre la pieza, después esta se calienta para fundir los polvos; también puede aplicarse sobre una parte que se ha calentado arriba del punto de fusión del polvo, con lo cual se obtiene un recubrimiento más grueso.

El lecho fluidizado es una alternativa de uso menos frecuente  que la aspersión electrostática. En este método se calienta con anticipación la parte de trabajo que se va a recubrir y se pasa por un lecho fluidizado que contiene polvos suspendidos (fluidizados) mediante una corriente de aire. Estos polvos se adhieren a la superficie de la parte para formar el recubrimiento. En algunas implantaciones de este método, los polvos se cargan electrostáticamente para aumentar la atracción hacia la superficie de la parte conectada a la tierra [31].

 9.3.3 Esmaltado en porcelana y otros recubrimientos cerámicos.      

La porcelana es una cerámica hecha de caolín, feldespato y cuarzo. Se aplica a metales de sustrato tales como el acero, hierro fundido y aluminio como un esmalte vítreo. Los recubrimientos porcelanizados son valiosos por su belleza, color, textura, facilidad de limpieza, inercia química y durabilidad general. El nombre que recibe esta tecnología de materiales de recubrimiento cerámico se llama porcelanizado, así como los procesos mediante los cuales se aplican.

El esmalte porcelanizado se usa en una amplia variedad de productos, incluyendo accesorios para baño (lavabos, tinas, retrete), artículos eléctricos para el hogar (cocina, calentadores, lavadoras, lavadoras de platos), artículos para cocinas, utensilios para hospitales, componentes de motores a chorro, silenciadores de automóviles y tableros de circuitos electrónicos, la composición de las porcelanas varia, dependiendo de los requisitos del producto, algunos esmaltes se formulan por color y belleza, en tanto que otros se diseñan por funcionalidad. Entre las propiedades funcionales sobresalen la resistencia a los productos químicos y el clima, la capacidad de resistir altas temperaturas de servicio, la dureza, la resistencia a la abrasión y la resistencia eléctrica.

 Como proceso, el esmalte porcelanizado consiste en:

  1.   Preparación del material de recubrimiento
  2.   Aplicación sobre la superficie
  3.   Secado, si es necesario
  4.   Quemado (firing)

La preparación implica convertir el esmalte vitro en partículas finas, llamada frita (en ingles frit), que se trituran a un tamaño conveniente y consistente. Los métodos para aplicar la frita, son muy similares a los que se utilizan para recubrimientos orgánicos, aunque el material inicial es muy distinto. Algunos métodos de aplicación implican mezclar la frita con agua como transporte, (la mezcla se denomina la colada), en tanto que otros métodos aplican el esmalte como un polvo seco. Entre las técnicas están, la aspersión, la aspersión electrostática, el recubrimiento de flujo, la inmersión y la electrodeposición. En el caso de los métodos de aplicación “a la colada”, se requiere secar el recubrimiento para remover la humedad antes del quemado. Los secadores usan calentamiento radiante o por convección. El quenado se realiza a temperatura a 1500 grados °F (800 °C) el nivel exacto depende de la composición, las propiedades y los requerimientos de producción. El quemado es un proceso de sinterizado, en el cual la frita se transforma en esmalte vítreo no poroso. Los grosores del recubrimiento varían desde 0.003 pulgas (0.075 mm) hasta cerca de 0.075 pulga (2 mm). La secuencia del procesamiento se repite varias veces para obtener el espesor deseado.

 Además de la porcelana,  se usan otras cerámicas como recubrimiento para propósitos especiales en general, estos recubrimiento tienen un alto contenido  de alúmina, que los hacen más conveniente para aplicaciones refractarias. Las técnicas utilizadas para aplicar los recubrimientos son similares a las anteriores, excepto que las temperaturas de quemado son más altas [31].

 9.3.4 Recubrimiento por inmersión y por flujo.

 Estos métodos aplican grandes cantidades de recubrimiento líquido a la parte de trabajo y permiten drenar el exceso para reciclarlo. El método más simple es el recubrimiento por inmersión en el cual se sumerge la parte en un tanque abierto con material de recubrimiento líquido, cuando se retira la parte, el exceso  de líquido se drena de regreso al tanque. Una variante del recubrimiento por inmersión es el electro recubrimiento, en el cual la parte se carga de manera eléctrica  y después se sumerge en un baño de pintura que ha recibido una carga opuesta, esto mejora la adhesión y permite el uso de pinturas donde el solvente es agua (lo cual reduce los riesgos de incendio y contaminación).

 En el recubrimiento por flujo las partes de trabajo se mueven a través de una cabina cerrada para pintura en donde una serie de boquillas bañan la superficie de la parte con el líquido para recubrimiento. El exceso de líquido se drena de regreso a un vertedero lo cual permite que se reutilice [31].

Créditos

Recopilacion y edición realizada por Sebastián Agudelo Sánchez Martinez Duque,Randy Gallego Garcia,Cristian Camilo Garcia Castaño,estudiantes de ingeniería mecánica de la universidad Tecnológica de Pereira 2012

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 [28] galvanización y sistema dúplex, [en línea] porta conductores LTDA  [consultado sábado 7 de julio de 2012] Disponible en: <http://portaconductoreschile.cl/category/galvanizado-en-caliente-para-acero/>

 [29] galvanizado, [en línea] ASOMETAL [consultado sábado 7 de julio de 2012] Disponible en: <http://www.asometal.org/?p=165>

 [30] VELASCO CORRAL C, recubrimientos metálicos, [en línea] enciclopedia GER [consultado sábado 7 de julio de 2012] Disponible en: <http://www.canalsocial.net/ger/ficha_GER.asp?id=11940&cat=tecnologia>

 [31] GROVER P. Mikell, Fundamentos de Manufactura Moderna: Materiales, Procesos Y Sistemas Pearson Educación, 1/09/1997 - 1062 páginas, [en línea] editorial Pearson [consultado sábado 7 de julio de 2012] Disponible en: <http://books.google.com.co/books?id=tcV0l37tUr0C&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false>

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http://www.youtube.com/watch?v=m-DnY6tBAaA

CORROSION EN METALES

 

9.4. LA CORROSION EN LA ECONOMIA MUNDIAL

 

IMPORTANCIA ECONOMICA DE LA CORROSION

Gracias a los estudios realizados, se ha llegado a la conclusión de que, aunque se tomen todas las previsiones posibles, no se puede impedir completamente las pérdidas de metales por corrosión, pero cabe lograr una disminución en la magnitud de los perjuicios, y esto basta para que todos los esfuerzos sean justificados. Queremos decir que en el  dominio, realmente muy complejo, de la corrosión y la protección contra ella, deben ponerse en tensión todas las actividades, tanto en el campo de la investigación como en el de la enseñanza; el conocimiento de los fenómenos de corrosión y la puesta a punto de medidas eficaces contra ella es una exigencia económica mundial, como consecuencia del enorme consumo de los materiales metálicos.

Los primeros cálculos correctos de la magnitud de los daños causados por la corrosión datan, aproximadamente, de la segunda década de nuestro siglo. Sobre la base de una estadística cuidadosa el West Scotland Iron and Steel Institute (West Scotland Instituto del Hierro y del Acero), comprobó que por la formación de orín (Capa de color rojizo que se forma en la superficie del hierro y otros metales a causa de la humedad o del aire.) se habían destruido, entre los años 1890 y 1923, nada menos que 718 millones de toneladas de hierro, de los 1766 millones de toneladas que alcanzo la producción total. [1]

En las perdidas por corrosión hay que distinguir:

A)   PERDIDAS INDIRECTAS, muy difíciles de evaluar. Hay que contar aquí con los efectos sobre la salud  y la vida de los hombres, que pueden ser la consecuencia de explosiones y fugas en agregados industriales no estancos. Se incluyen en estas pérdidas las de material y dinero que no se refieren propiamente al material corroído, como son por ejemplo las de petróleos, gas natural o agua en conductos deteriorados, las de energía eléctrica, alimentos y agua potable, por el ataque corrosivo, estas últimas, de las paredes de los depósitos

 

También son perdidas indirectas los gastos excesivos que resultan de luchar contra el peligro de la corrosión incrementando las dimensiones de los aparatos industriales, por introducción de mayores coeficientes de seguridad, con el fin de que se conserve la resistencia mecánica cuando se presente la corrosión. Repetimos que estas pérdidas indirectas son muy difíciles de valorar. [1]

 

B)    PERDIDAS DIRECTAS, que se refieren a los gastos resultantes de sustituir las instalaciones corridas y, además, todos los necesarios para mantener una protección permanente de cualquier tipo de instalaciones metálicas (corrosión sin control), así como los que resultan de la necesidad de sustituir el acero, considerado como material de construcción usual, por otros materiales, a fin de conseguir una cierta independencia respecto a la duración. Entran aquí los gastos que resultan de sustituir los aceros ordinarios por aceros aleados o por metales no férreos. En este aspecto también hay que tener en cuenta que los costos de montaje por kilogramo de material son más elevados que para el acero, como consecuencia de la diferencia de peso especifico. [1]

 

 

9.5. PROTECCION CONTRA LA CORROSION

 

La protección contra la corrosión es un problema muy complejo, en el que intervienen muchos factores, por lo cual no puede existir una solución de protección de tipo universal, básicamente todos  los métodos que existen para lograr controlar la corrosión  de los materiales metálicos, son intentos para interferir con el mecanismo de corrosión, de tal manera que se pueda hacer que éste sea lo mas ineficiente posible.   Por ejemplo, disminuyendo el flujo de corriente en el componente electrolítico  de la celda de corrosión, de alguna manera disminuiría la corriente de corrosión y por tanto, la velocidad de corrosión. Los principales factores que se deben considerar en el estudio de la protección contra la corrosión son los siguientes: 

-Clase y estado de metal: Hay que tener en cuenta la clase de metal y el estado en que se encuentra, para esto hay que conocer  la composición química, su estructura, impurezas, procedimiento de fabricación, tratamientos térmicos y mecánicos que haya sufrido.

-Medio en que se encuentra: El tipo de ataque depende en gran parte del medio en que se encuentra el metal y por lo tanto, cuanto mejor lo conozcamos, más fácil será prever la clase de corrosión que pueda sufrir y los medios para evitarla, sobre el medio es conveniente conocer .Su naturaleza química, concentración, porcentaje de oxigeno disuelto, índice de acidez  (PH), presión y temperatura.

-Clase de contacto entre el metal y el medio que lo rodea: El contacto entre el metal y el medio en que se encuentra  queda definido por la forma de la pieza, estado de la superficie y condiciones de inmersión entre otras.

Para que exista un proceso de corrosión en la mayoría de los casos, se debe formar una pila o celda de corrosión y por lo tanto, un ánodo, un cátodo, un conductor metálico y un electrolito, además de una diferencia de potencial entre los electrodos para formar las zonas anódicas y catódicas, la eliminación de algunos de los componentes  esenciales de la mencionada pila, podría llegar a detener el proceso. En la práctica. Existen tres maneras de lograr lo anterior y por lo tanto de luchar contra la corrosión:

1-Aislamiento eléctrico del material. Esto puede lograrse mediante el empleo de pinturas,  resinas, depósitos metálicos y no metálicos de espesor suficiente o por aplicación de diversos recubrimientos. De esta forma, se puede lograr aislar el metal del contacto directo con el medio agresivo  (agua, suelo y atmósfera por lo general).

2- cambiando el sentido de la corriente en la pila de corrosión. Conectando eléctricamente, por ejemplo, el acero con un metal más  activo (zinc o magnesio) se puede llegar a suprimir la corrosión del acero, ya que dejará de actuar como ánodo y pasará a comportarse como cátodo, dejando el papel de ánodo al metal más activo (zinc o magnesio). Este es el principio de la protección catódica.

3- Polarización del mecanismo electroquímico. Esto se puede lograr bien eliminando el oxigeno disuelto, bien mediante la adición en el medio agresivo de ciertas sustancias llamadas inhibidores, las cuales pueden llegar a polarizar uno de los electrodos de la pila de corrosión y por lo tanto, llegar a detener o cuanto menos disminuir sus efectos. En la práctica,  lo anterior conlleva una modificación del entorno o medio ambiente, al cual está expuesto el metal. [2]

 

9.5.1. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES:

Los objetos deben recubrirse de tal manera que el metal base quede completamente aislado del medio agresivo. De ello se deduce principalmente que las piezas a recubrir deben estar acabadas de tal forma que no requiera ningún mecanizado posterior, ya que este deterioraría el recubrimiento. Cuando se haga absolutamente necesario un trabajo mecánico posterior se debe quitar el recubrimiento y luego de la mecanización se aplicará de nuevo. Las piezas recubiertas, especialmente si el plaqueado es  blando, deben manejarse con cuidado.

 

Se debe considerar como imprescindible la protección de todos aquellos objetos que deban sufrir la acción de un agente corrosivo, ya que se garantiza una mayor vida del objeto o todavía mejor del recubrimiento. Esto significa que se deben anteponer los conocimientos relativos a la corrosión y sobre todo, las normas establecidas respecto a los espesores mínimos de los recubrimientos  a las  consideraciones  económicas. Solo así es posible retrasar la muy costosa destrucción de los metales.

Uno de los procedimientos más empleados contra la corrosión es el recubrir la superficie que se desea proteger, estos recubrimientos se utilizan para aislar el metal del medio agresivo. En primer lugar están aquellos recubrimientos metálicos y no-metálicos que se pueden aplicar al metal por proteger, sin una modificación notable de la superficie metálica. [2]

 

9.5.1.1. ELECCIÓN DEL RECUBRIMIENTO:

Para lograr la mejor protección posible de un material con un recubrimiento, hay que estudiar detenidamente las condiciones de ataque a que ha de estar sometida la pieza protegida. Estas condiciones son ya conocidas gracias a numerosas investigaciones a pesar de ello, apenas existe un esquema que permita prever cual será la medida de protección más segura para unas condiciones dadas.

La elección de una buena protección debe ser en todo caso la que proporcione  mayor seguridad, pero siempre se debe tener en cuenta que la protección es solo temporal. El recubrimiento se gasta siempre más o menos por la acción del medio agresivo y cuando desaparece queda el metal base, fácilmente atacable o expuesto a la corrosión.

En todos los recubrimientos, cualquiera que sea su naturaleza, es  normal que presenten poros. Pero debe tenerse en cuenta que es muy frecuente considerar inútiles los recubrimientos cuando la causa se debe a los defectos del metal base, tales como sopladuras, poros , grietas, inclusiones etc. El recubrimiento  puede taparlos pero quedan siempre como puntos débiles. El medio corrosivo puede iniciar en ellos su ataque. Para que el metal base sea capaz de protegerse es necesario que esté sano, ya que frente a los defectos fallan los mejores procedimientos. Además se puede eliminar el efecto de la formación natural de poros, debido al crecimiento del precipitado sobre gérmenes aislados, con recubrimientos de espesor suficiente. [2]c1

[2]

 

9.5.1.2 LA ADHERENCIA DEL RECUBRIMIENTO:

 

Es evidente que la adherencia del recubrimiento al metal base debe ser perfecta, ya que si no es buena se producirá una destrucción intensificada de la base. En el lugar débil del recubrimiento se inicia el ataque, que luego progresa bajo el recubrimiento cuando penetra el agente corrosivo. Los productos de la corrosión acaban de arrancar a trozos la capa cubridora.

L a causa fundamental de una mala adherencia suele ser una preparación defectuosa dela superficie de la pieza a recubrir. La pieza debe haberse limpiado a fondo, siendo su  superficie puramente metálica, es decir libre de suciedad, de partículas metálicas procedentes del trabajo previo y sobre todo de grasa, esta se quita en parte con ácidos orgánicos y en parte mediante soluciones alcalinas con o sin corriente  eléctrica.  El descapado con ácidos o álcalis elimina la mayor parte de los óxidos existentes, que perjudicarían la adherencia. [2]

 

9.5.1.3 TIPOS DE RECUBRIMIENTOS:

 

Hay diferentes tipos de recubrimiento para luchar contra la corrosión y algunos de los más empleados son los que se mencionan a continuación:

 

9.5.1.3.1 RECUBRIMIENTOS METÁLICOS: La selección del metal empleado en el recubrimiento se hace de acuerdo con el metal que se va a proteger, su forma y trabajo que va a desempeñar, ya que el espesor de la capa de metal autoprotector debe ser lo más compacta y adherente posible. Pueden lograrse recubrimientos metálicos mediante la electrodeposición de metales como el níquel, zinc, cobre, cadmio, estaño, cromo, etc. Inmersión en metales fundidos: los más utilizados son zinc (galvanizado) y el estaño (estañado). Metalización es la proyección de los metales fundidos, semifundidos o cerámicos. [2]

 

-ELECTRODEPOSICIÓN: Las películas de metal protector son obtenidas utilizando un ánodo y las piezas que se quieren proteger como cátodos, además de emplear un electrolito como en solución en forma de cianuros o sulfatos y con la adición de algunas sustancias orgánicas. El espesor de las películas es del orden de 0,001 a 0,01mm. El níquel y el cromo son los metales más empleados en recubrimientos electrolíticos, debido a que confieren un alto grado de protección contra la corrosión y son una buena preparación  para la aplicación posterior de pintura. [2]

 

INMERSIÓN EN METALES FUNDIDOS: Se sumerge la pieza que se quiere proteger durante un breve tiempo, en un baño de metal fundido, a la salida del baño se somete la pieza a enjuague que disminuye y uniformiza el espesor de la capa del metal adherido. Por este proceso se obtienen mayores espesores  que en la electrodeposición. [2]

 

-METALIZACIÓN: Consiste en la proyección de partículas en estado plástico o fundido sobre la pieza por medio de una pistola metalizadora, estas partículas se deforman adaptándose a la rugosidad de la pieza y entrabándose mecánicamente, en muchos casos poseen suficiente energía para producir una difusión metalúrgica con el metal base. [2]

 

-RECUBRIMIENTOS POR DIFUSIÓN: Son métodos que trabajan a temperaturas elevadas. Tienen por fin que el recubrimiento se alee con la base del metal, para alcanzar de esta forma una gran adherencia. L as piezas a tratar se introducen  en polvo metálico y se calienta a alta temperatura. La temperatura depende del metal base. La profundidad de la penetración del metal difundido es una función del tiempo y la temperatura en tanto se forme una solución sólida o sea posible una disolución mutua de ambos metales. [2]

 c2

 [2]

 

9.5.1.3.2. RECUBRIMIENTOS  NO-METÁLICOS: Podemos incluir dentro de éstos la fosfatación, oxidación superficial, el esmaltado, las pinturas, barnices, lacas, resinas naturales o sintéticas. Grasas, ceras, aceites, empleados durante el almacenamiento o transporte de materiales metálicos ya manufacturados y que proporcionan una muy buena protección y en algunos casos una protección temporal. [2]

 

RECUBRIMIENTOS POR FOSFATACIÓN: El fosfatado se aplica al acero,  pero también puede realizarse sobre zinc y cadmio. Este proceso consiste en sumergir el acero en una solución diluida de fosfato de hierro, zinc o manganeso en ácido fosfórico diluido, en donde se puede utilizar una pequeña cantidad de sal de cobre como catalizador. Los recubrimientos de fosfato proporcionan una protección limitada, pero en cambio resultan ser una base excelente para la pintura posterior. [2]

 

-RECUBRIMIENTOS POR OXIDACIÓN: La formación de una película superficial de óxido para proteger el metal es un medio muy eficaz, la oxidación puede realizarse por calentamiento, electrólisis (Oxidación anódica) y por ataque ácido. [2]

 

LA OXIDACIÓN POR CALENTAMIENTO: Es muy usada en el acero, en donde se calienta la pieza en un horno o en un baño de sales fundidas formadas por una mezcla de nitrato de sodio y potasio a una temperatura de 260 a 400 °C. [2]

 

OXIDACIÓN  ANÓDICA: El anodizado es un proceso electrolítico en el cual el metal a tratar se hace anódico en un electrolito conveniente, con el objeto de producir una capa de óxido en su superficie. Este proceso se aplica a varios metales no-ferrosos, pero principalmente al aluminio y sus aleaciones. Proporciona una buena protección y también resulta un buen tratamiento previo para la pintura posterior. [2]

 

OXIDACIÓN QUÍMICA: Consiste en sumergir el metal o aleación en una solución capaz de reaccionar sobre el metal formando una película delgada de óxido o de una sal compleja insoluble,  la protección conseguida por este método es inferior ala obtenida por la oxidación  anódica. [2]

 

RECUBRIMIENTOS POR ESMALTADO: Los esmaltes son esencialmente borosilicatos de calcio, potasio y de plomo, que se aplican en forma pastosa sobre el metal, una vez seca se introducen en el horno donde se funde el esmalte formando una capa protectora vítrea. Los esmaltes tienen el inconveniente de que no son elásticos y se descascaran con facilidad si se golpean. [2]

 

RECUBRIMIENTOS POR MATERIALES PLÁSTICOS: Esta protección contra la corrosión es muy aplicada y los plásticos más empleados son el polietileno,  el cloruro de polivinilo, la resina epóxica y el acetato butirato de celulosa. [2]

 

RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS LÍQUIDOS (PINTURAS): Existen muchas clases de pinturas que proporcionan una protección más o menos eficaz  contra la corrosión. Se tienen diferentes tipos de pinturas como son las anticorrosivas, en aceite, a base de purpurina, alquitranes, de caucho colorado y poliestireno

 

Estos recubrimientos orgánicos son aplicados en forma líquida mediante brocha, rodillo o por pistola de rociado (spray). La mezcla esta constituida del solvente, resinas y pigmentos, en donde el solvente, disuelve la resina y esta tiene la capacidad de unirse al sustrato metálico, a los pigmentos y a otras resinas (polimerización), después el solvente es evaporado y el revestimiento queda curado. La función de los pigmentos es aumentar la impermeabilidad, proveer opacidad y color para proteger las resinas dela radiación ultravioleta, además de tener elementos inhibidores de la corrosión.

 

Los revestimientos orgánicos son clasificados de acuerdo al tipo de resina, la cual controla la protección y la resistencia a la degradación. Una forma fácil de clasificar es, capa base o de fondo (Primer) y capas finales (Top coat) dependiendo de la formulación, ya que algunas resinas tienen buna adhesión al substrato metálico y son utilizadas como capa base, con lo que ayudan a mejorar la durabilidad de las capas finales y viceversa, mejorando su desempeño, debido a que estas últimas capas deben tener alta resistencia  al ataque directo del ambiente expuesto.

Para la protección de la corrosión son solamente adecuados aquellos sistemas en que estén asociadas, buena adherencia, ausencia de porosidad y resistencia frente a los agentes externos. Hay  que operar con sistemas de varias capas, cuyo número depende de las circunstancias específicas de cada caso. [2]

 c3[2]

 

9.5.4. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS RECUBRIMIENTOS: 

Cuando se trata de proteger de una manera eficaz y económica la superficie del metal, la selección de un determinado recubrimiento metálico se puede efectuar y justificar sobre la  base de las siguientes propiedades físicas:

 

IMPERMEABILIDAD: Todos los recubrimientos presentan poros, por lo que se necesita que el recubrimiento sea lo más continuo posible, uniforme y con un buen espesor,  lo cual permitirá aislar la superficie del acero de los agentes agresivos. [2]

 

ALTA RESISTENCIA MECÁNICA: Para garantizar una buena resistencia a los choques, rozamientos ligeros o accidentales. [2]

 

BUENA ADHERENCIA AL ACERO: Aunque  la causa fundamental de una baja adherencia es la preparación defectuosa de la pieza. [2]

 

POSIBILIDAD DE PROPRCIONAR SUPERFICIES PULIDAS O MATES: Con capacidad de conferir a los objetos un acabado con fines decorativos.

Para obtener buenos resultados con los recubrimientos metálicos, hay que tener en cuenta una serie de operaciones que deben  llevarse a cabo con anterioridad a la aplicación del recubrimiento como es el estado superficial del metal a recubrir. [2]

CRÉDITOS

Recopilación y edición realizada por Jorge Iván Cerón Pabón, Luis Gabriel Carmona, Jaime Córdoba y Daniel Jimenez estudiantes de ingeniería mecánica de la universidad Tecnológica de Pereira 2013

BIBLIOGRAFIA

1.    Fritz, Todt. CORROSION Y PROTECCION. Editorial Aguilar. Madrid – España 1959

2.    José Ludey Marulanda Arévalo, FUNDAMENTOS DE LA CORROSION. Universidad Tecnológica de Pereira 2006

 

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