Todos hemos escuchado alguna vez que el óxido y la corrosión son fenómenos que dañan el metal y afectan, como consecuencia, su rendimiento.
Esto ocurre especialmente cuando el material está en contacto con líquidos, y en el caso de instalaciones hidráulicas residenciales, es inevitable pues el líquido es el agua. Pero en estos casos el uso de tubería termoplástica puede ayudar.
Sin embargo, existe confusión entre los conceptos de oxidación y corrosión y los efectos que pueden tener. Por esa razón, en este artículo haremos una revisión de la corrosión y sus consecuencias.
¿Qué es la corrosión?
Según la definición del término, la corrosión es el desgaste paulatino de los cuerpos metálicos, sin importar que pierdan o no la forma.
Químicamente, se trata de una reacción que causa el deterioro del material a raíz de un ataque electroquímico originado por elementos en el entorno; aunque puede tener efectos sobre materiales de cualquier naturaleza, el término se utiliza para objetos metálicos, por lo que se habla de “degradación” cuando se hace referencia a este fenómeno si afecta otro tipo de materiales.
La reacción de los metales tiene una explicación: al tratarse de minerales que son obtenidos mediante la explotación de yacimientos y menas (minerales sin limpiar), los elementos son procesados llevándolos a un estado de alta energía y, con el paso del tiempo, las reacciones necesarias para que la energía se estabilice hasta que los materiales lleguen a su estado natural provoca el efecto electroquímico debido a la interacción con otros compuestos en el medio ambiente.
Causas de la corrosión
Como en la mayoría de los casos la corrosión incluye reacciones de reducción y oxidación, por su naturaleza electroquímica, es necesario que coexistan tres factores para que se produzca:
- La presencia de electrodos (un ánodo y un cátodo, que fungen como terminales positivo y negativo, respectivamente)
- Un electrolito que sirva como medio conductor, que para el caso que compete a los temas de nuestro interés es el agua.
- Una conexión eléctrica entre los electrodos, la cual suele existir en el metal en sí mismo.
Cuando se produce la reacción, la parte de material que funciona como ánodo pierde electrones (reacción de reducción), mientras otra sección del material los recibe (reacción de oxidación) y muestra las consecuencias deteriorándose.
Corrosión y deterioro de materiales
En la mayoría de los casos, la corrosión lleva a que el material se descomponga y se vuelva frágil, perdiendo las características y capacidades por las que fue seleccionado originalmente. Sin embargo, hay diferentes grados de descomposición de acuerdo con el material específico.
La Asociación Europea de Revestimiento de Bobinas (ECCA, por sus siglas en inglés), ha hecho investigaciones en las que clasifica la susceptibilidad de diferentes metales a la corrosión, llegando a clasificarlos según el orden del siguiente gráfico:
Alcance de la corrosión
- Corrosión generalizada o uniforme: ocurre en toda la superficie de un material y lo deteriora completamente. Aunque provoca más daños, es más fácil de detectar, predecir y controlar; es común en la industria de la construcción con materiales hechos a base de hierro, pero raras veces es causa de accidentes.
- Corrosión localizada: se manifiesta en zonas específicas de un material; suele representar un mayor riesgo que la corrosión generalizada por la dificultad para detectarla.
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Tipos de corrosión
Aunque se puede pensar que se trata de una reacción genérica o única por la naturaleza química de los materiales, en realidad se han catalogado diferentes tipos de corrosión. A continuación, revisaremos algunos:
- Corrosión galvánica: se produce cuando hay una unión física o eléctrica entre materiales de diferente naturaleza, que cumplen la función de ánodo y cátodo en la reacción electroquímica.
- Corrosión por fisuras: se origina en zonas estrechas de una instalación donde la concentración de oxígeno es baja, por lo que los materiales actúan como un ánodo (liberan electrones) y dan lugar a la reacción que inicia el proceso.
- Corrosión por picaduras: se produce por una acumulación de agentes oxidantes y un incremento del pH, que ofrece las condiciones propicias para las reacciones electroquímicas.
- Corrosión por cavitación: ocurre en sistemas de transporte de fluidos cuando hay cambios de presión que dan origen a burbujas de aire que implosionan y favorecen las reacciones electroquímicas, provocando los efectos de la corrosión por picaduras.
- Corrosión microbiológica: es un fenómeno que facilita otros procesos de corrosión cuando una serie de microorganismos (generalmente bacterias) se aglomeran y provocan un cambio en la concentración de minerales que, con el tiempo, genera las condiciones propicias para la reacción electroquímica y la corrosión por picaduras.
- Corrosión – erosión: se observa en sistemas de transporte de líquidos, cuando un fluido reacciona con las capas del material por su afinidad eléctrica y lo socava, debilitando la estructura de los compuestos.
- Corrosión - tensión: ocurre en materiales sometidos a fuerzas de tensión externas o internas que crean pequeñas fisuras donde comienza el desgaste; la corrosión fractura el material progresivamente.
- Corrosión – fatiga: se presenta en materiales sometidos a fuerzas externas cíclicas y constantes; las consecuencias son similares a las de la corrosión por tensión.
- Desaleación: actúa sobre aleaciones metálicas, cuando el elemento más afín al oxígeno se separa de la aleación, que pierde sus propiedades de resistencia.
- Filiforme: ocurre en ambientes con mucha humedad y sobre materiales con un recubrimiento orgánico cuando éste es rayado; en estos casos la corrosión se propaga en forma de filamentos.
- Oxidación: se desarrolla en procesos de altas temperaturas, en presencia de un agente oxidante (el oxígeno es el más común) sin que haya un electrolito de por medio, por lo que la reacción es química y las moléculas de gas oxidante reaccionan con el metal y originan un nuevo compuesto que lo hace frágil. Se conoce como “corrosión seca”.
Causas de la corrosión
Como vemos, hay diferentes factores que pueden llevar a la reacción que se manifiesta como corrosión:
- Presencia de microorganismos
- Fricción entre materiales
- Humedad
- Temperatura
- Fuerzas físicas externas que actúan sobre el material
- Manipulación de materiales
- Variación de las condiciones químicas en el entorno
Efectos de la corrosión sobre los materiales
Haciendo referencia estrictamente al proceso de corrosión y limitando el alcance de este artículo al efecto sobre los metales, es necesario mencionar que el desgaste provocado por la reacción electroquímica se produce en componentes y piezas fabricadas con materiales pasivados, que han sido procesados previamente para que su manipulación y uso sea seguro, por lo que las reacciones que presentan son lentas, aunque invariablemente se producirán.
El deterioro se aprecia comúnmente por el desprendimiento de moléculas de las capas pasivadas, en el caso de las tuberías metálicas, principalmente las capas internas que tienen contacto con el agua cuando ésta fluye en los sistemas hidráulicos.
La tubería termoplástica, sin embargo, ofrece una alternativa a los diseñadores y constructores porque los materiales no metálicos suelen presentar menor reacción electroquímica.
En el caso del CPVC, las características del material lo hacen resistente a la corrosión y otros fenómenos, e incluso a la interacción con otros elementos que pueden estar presentes en el agua, garantizando una vida útil que ha llegado a alcanzar los 50 años.
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