control del ambiente e inhibidores de la corrosion

5/27/2018 Control Del Ambiente e Inhibidores de La Corrosion

Repblica Bolivariana de Venezuela.Universidad Rafael Urdaneta.Escuela de Ingeniera Civil.Materia: Inspeccin de Obras CivilesProfesor: Euro Lozano

Integrantes:Mara Bethania Perozo. C.I: 25.194.565

Stephanie Martnez. C. I.: 20.688.092Jose Dourado. C.I.: 21.353.763Hileana Reyes. C.I.: 22.142.006

Andreina Guanipa. C.I.: 20.084.545Juan Daz. C.I.: 21.164.288

Miguel Guarucano. C.I.: 19.546.948Freddy Nava. C.I.: 20. 256.025Anglica Lara. C.I.: 23.867.026

Sabrina Pernalete. C.I.: 21.421.308Oswaldo Caballero. C.I.: 21.355.176

Maracaibo, Estado Zulia.

Control del ambiente.Inhibidores de la corrosin


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Esquema

Introduccin

1.- Control del ambiente

1.1.- Modalidades y causas frecuentes1.2.- Proteccin de la corrosin

Proteccin catdica Modificacin de la temperatura Cambios en la velocidad del fluido Eliminacin del oxgeno en lquidos Reduccin en la concentracin de iones Adicin de inhibidores a los electrolitos

1.3.- Mtodos, equipos o tcnicas ms utilizadas en el control del ambiente

2.- Inhibidores. Generalidades

2.1.- Clasificacin

Segn su composicin qumica Orgnicos Inorgnicos

Segn su actuacin Andicos Catdicos Mixtos (inductores de precipitado) De adsorcin

Segn su aplicacin De fase vapor Para soluciones neutras De decapado

2.2.- Ambiente de aplicacin

2.3.- Eficacia de un inhibidor. Parmetros a tomar en cuenta en su medicin

2.4.- Factores a tomar en cuenta para la eleccin de un buen inhibidor

2.5.- Problemas relativos al empleo de los inhibidoresConclusiones


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Introduccin

La corrosin es un proceso electroqumico en el cual un metal reacciona con su

medio ambiente para formar xido o algn otro compuesto. Aunque el aire

atmosfrico es el medio ms comn, las soluciones acuosas son los ambientes quecon mayor frecuencia se asocian a los problemas de corrosin. En el trmino

solucin acuosa se incluyen aguas naturales, suelos, humedad atmosfrica, lluvia

y soluciones creadas por el hombre. Debido a la conductividad inica de estos

medios, el ataque corrosivo es generalmente electroqumico.

Entonces, al referirnos al tema de la corrosin de un metal uno de los factores ms

importantes a tomar en cuenta es el medio ambiente ya que es la mayor causa

de este fenmeno; por lo tanto, en el presente trabajo se explicaran las medidasde prevencin o proteccin del metal para disminuir la corrosin.

Adems de esto, existen compuestos qumicos orgnicos o inorgnicos que al

fijarse en el cuerpo del metal forman una pelcula entre ste y el medio corrosivo,

disminuyendo la velocidad de corrosin, a estos compuestos se les llaman

inhibidores; estos se dividen en distintos tipos que sern explicados a continuacin.


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1.- Control del ambiente

En los ltimos aos se ha dado gran atencin a los problemas que presenta la

corrosin metlica, provocados por el progresivo deterioro del medio ambiente.

Numerosos trabajos han resaltado la influencia de la contaminacin atmosfrica,especialmente en zonas urbanas e industriales, sobre la velocidad de corrosin de

diferentes materiales. Los estudios han incidido en la relacin que la

contaminacin del medio ambiente ejerce sobre la corrosin.

Por lo tanto, es el medio ambiente la causa ms frecuente que produce la

corrosin de un metal, por eso se deben tomar en cuenta una serie de medidas

de proteccin para disminuir la corrosin.

Es importante controlar el contenido de oxgeno en el ambiente por su

capacidad de inducir o proteger contra la corrosin.

La reduccin de la temperatura, la velocidad y la turbulencia aumentan la

resistencia a la corrosin. Control del pH y humedad.

1.1.- Modalidades y causas frecuentes

La corrosin es un fenmeno mucho ms amplio que afecta a todos los

materiales (metales, cermicas, polmeros, etc.) y todos los ambientes (medios

acuosos, atmsfera, alta temperatura, etc.).

Se pueden distinguir dos tipos bsicos de corrosin: la generalizada o corrosin

uniforme y la localizada.

Las causas por las cuales aparecen diferentes modalidades de corrosin, son las

siguientes:

Errores en la construccin y/o fabricacin.

Especificacin inadecuada de los materiales.

Diseo errneo.

Funcionamiento incorrecto de la planta.

Mantenimiento inadecuado.


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En cuanto a los contaminantes atmosfricos de mayor importancia que causan la

corrosin son: partculas suspendidas totales, ozono, monxido de carbono,

dixido de nitrgeno y dixido de azufre.

Las centrales termoelctricas, las refineras y las fbricas de papel contribuyennotablemente con un porcentaje alto de SO2 en la atmsfera.

Uno de los factores que determina primariamente la intensidad del fenmeno

corrosivo en la atmsfera es la composicin qumica de la misma. El S02 y el NaCl

son los agentes corrosivos ms comunes de la atmsfera. El NaCl se incorpora a la

atmsfera desde el mar. Lejos de ste, la contaminacin atmosfrica depende

de la presencia de industrias y ncleos de poblacin, siendo el contaminante

principal por su frecuencia de incidencia sobre el proceso corrosivo el dixido deazufre (S02), proveniente del empleo de combustibles slidos y lquidos que

contienen azufre.

1.2.- Proteccin de la corrosin

Proteccin catdicaLa proteccin catdica es una tcnica de control de la corrosin, que est

siendo aplicada con mucho xito en el mundo entero, en que cada da se hacen

necesarias nuevas instalaciones de conductos para transportar petrleo, agua,

productos terminados, cables elctricos y otras instalaciones importantes.

Se puede aplicar proteccin catdica en metales como: acero, cobre, latn y

aluminio. Como condicin fundamental las estructuras componentes del objeto a

proteger y el elemento de sacrificio, deben mantenerse en contacto elctrico e

inmerso en un electroltico.

Modificacin de la temperatura

La temperatura no es una medida de "calor en el cuerpo", la temperatura es una

magnitud fsica que nos indica cuantitativamente, el estado de "caliente" o "fro"

de un cuerpo, se expresa mediante un nmero asociado convencionalmente al


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cuerpo. Cabe destacar que el calor es representado en las unidades como

caloras (Cal) o kilocaloras (kCal).

Todo cuerpo, por efectos del calor que recibe sufre algunos efectos, uno de ellos

es la dilatacin, que se produce en todas las dimensiones que posee.

Segn su naturaleza cada cuerpo posee lo que se llama coeficiente de dilatacin

trmica, cuyo smbolo es y su unidad de medida es 1/C o C-1, algunos valores

son:

*Aluminio 0,000024

*Cobre 0,000018

*Acero 0,000011

*Vidrio 0,000001 a 0,000013

*Hormign 0,000007 a 0,000014*Mercurio 0,000006

Generalmente, bajando la temperatura de un sistema se consigue reducir la

corrosin, debido a que la velocidad de reaccin disminuye a bajas

temperaturas.

La velocidad de corrosin, o la velocidad de eliminacin de material como

consecuencia de la accin qumica, es un parmetro de corrosin importante.

Esto se puede expresar como la velocidad de penetracin de la corrosin (CPR),

o la perdida de espesor de material por la unidad de tiempo. La frmula para

este clculo es la siguiente:

CPR = KW / pAt

- Donde W es la prdida de peso despus del tiempo de exposicin del material

- p, t y A representan la densidad y el rea expuesta de la muestra,

respectivamente.- K es una constante cuya magnitud depende del sistema de unidades que se

utilice.

La CPR se expresa convenientemente en trminos ya sea de milsimas de

pulgada por ao (mpa) o milmetros por ao (mm/ao).


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Cambios en la velocidad del fluidoGeneralmente las perforaciones producidas por un ataque corrosivo crecen

en direccin de la gravedad, extendindose hacia abajo en superficies

horizontales y con menor frecuencia en superficies verticales,requieren tiempo para formarse antes de ser visibles.

La adicin de inhibidores a un sistema puede conseguir una disminucin

considerable de la corrosin.

Los puntos de inyeccin del inhibidor deben estar en el origen del ducto de

transporte o tramo, para ductos con longitudes mayores al alcance de

proteccin del inhibidor, debe considerarse una reinyeccin para proteger la

longitud total del ducto, de acuerdo con las caractersticas fisicoqumicas del

fluido, dimetro del ducto y de la velocidad de corrosin.

Como ejemplo se tiene al fosfato de sodio, el cual es un inhibidor de la corrosin

del hierro, por una solucin acuosa de cloruro sdico gracias a la formacin de

cloruro de hierro sobre los nodos.

Eliminacin del oxgeno en lquidos

Eliminar el oxgeno de las disoluciones acuosas es, algunas veces, provechoso

para reducir la corrosin; por ejemplo, las calderas de agua suelen ser

desoxigenadas para reducir la corrosin. Sin embargo, para sistemas que

dependen del oxgeno para pasivarse, la desaireacin es indeseable.

La presencia de oxgeno disuelto en el agua causa daos por corrosin

localizada, tambin conocidos como pitting.

Como es obvio para disminuir el riesgo de corrosin es importante eliminar el

oxgeno disuelto, lo que se puede hacer mecnica, qumicamente o por

desaireacion por vaco:

a) Desaireacin por Vaco


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Este tipo de desaireacin no es utilizado con mucha frecuencia, siendo los ms

frecuentes la desaireacin trmica, la qumica o una combinacin de stas.

En este caso se logra la desaireacin al llevar al agua a su punto de saturacin

mediante la aplicacin de vaco.

El agua es alimentada a estos equipos mediante boquillas, que la atomizan en

finas gotas previas al ingreso a torres empaquetadas, para aumentar la superficie

del lquido desde la que se puedan desprender los gases disueltos.

Los gases desprendidos del agua y vapor de agua son eliminados por el vaco

mantenido por eyectores con vapor o bombas de vaco, segn sea el tamao

del sistema.

La desaireacin por vaco es menos eficiente que la presurizada o trmica,

llegando a alcanzar niveles de O2 de 0.25 a 0.50 cm3/l o 330 a 650 ppb.

b) Mecnicamente: mediante calentamiento hasta ebullicin (por

disminucin de la solubilidad) o mediante purgado con una contracorriente de

gas.

La aplicacin de estos principios permite reducir los niveles de O2 disuelto por

debajo de 0.05 cm3/l o 5 ppb.

c) Qumicamente: normalmente es un complemento al mtodo mecnico y

proporciona un descenso adicional de la cantidad de oxgeno disuelta, lo que es

imprescindible en muchas aplicaciones. Se utilizan tanto sulfito sdico como

hidracina:

Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4

El sulfito de sodio, debido a su bajo costo, alta efectividad, rpida reaccin con el

O2 y fcil medicin de su contenido en el agua, es utilizado con mayor

frecuencia

Para asegurar la eliminacin del O2 del agua se verifica, que el agua de la

caldera tenga una concentracin de 30 a 60 ppm de sulfito de sodio.


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N2H4 + O2 N2 +2H2O

Las desventajas de la hidrazina son su mayor costo y ms peligroso en su manejo,

y aplicaciones en la industria alimenticia.

El nico efecto negativo del uso de sulfitos de sodio es el aumento en los slidos

totales disueltos en el agua, como resultante de la formacin de sulfatos de sodio

(al reaccionar el sulfito de sodio con el O2).

La alternativa al sulfito de sodio es la hidrazina, debido a que al volatilizarse no

contribuye a los slidos totales disueltos, a la vez, permite neutralizar el cido y por

lo tanto proteger las lneas retorno de condensado.

Ambas reacciones pueden usarse para desoxigenar a temperatura ambientesiempre que se use algn catalizador.

Reduccin en la concentracin de ionesLa reduccin de la concentracin de iones corrosivos en una solucin que est

corroyendo un metal puede hacer que disminuya la velocidad de corrosin, se

utiliza principalmente en aceros inoxidables.

Por ejemplo, la reduccin de la concentracin del ion cloruro en una disolucinacuosa reducir el ataque corrosivo sobre aceros inoxidables.

Adicin de inhibidores a los electrolitosLa adicin de inhibidores que son principalmente catalizadores de retardo

disminuye las probabilidades de corrosin. La mayora de los inhibidores han sido

desarrollados por experimentos empricos y, muchos de ellos los proporciona la

naturaleza. Sus acciones tambin varan considerablemente.

Por ejemplo:

Los inhibidores de tipo absorcin son absorbidos por una superficie queforman una pelcula protectora.


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Los inhibidores de tipo desoxidante o de barrido reaccionan para eliminaragentes de corrosin, tales como el oxgeno de una disolucin

En general, los inhibidores son agentes qumicos, aadidos a la solucin de

electrolito, emigran preferentemente hacia la superficie del nodo o del ctodo yproducen una polarizacin por concentracin o por resistencia.

1.3.- Mtodos, equipos o tcnicas ms utilizadas en el control del ambiente

Sistemas con recirculacin en circuito cerradoEn el tratamiento de agua de sistemas de enfriamiento se utilizan diversos

tipos de sistemas, entre los cuales est el sistema con recirculacin en circuito

cerrado: el calor absorbido se extrae en un intercambiador de calor, donde no

hay contacto directo con el refrigerante. El agua de torre va por tubos, pues es la

que ms incrusta y los tubos son de ms fcil acceso. Se realiza un tratamiento

similar al de un generador de vapor de baja presin. Se trata de evitar corrosin

(desairear el agua) que se da esencialmente en zonas de mayor temperatura.

Slo se reponen prdidas fsicas del circuito con agua tratada. Siendo exigente,

agua desmineralizada.

DesaireadoresEl desaireador es un elemento utilizado para el tratamiento de aguas de calderas.

Su cometido es el de eliminar los gases disueltos en el agua de alimentacin de la

caldera. Uno de los gases ms problemticos que se encuentra disuelto en el

agua de alimentacin es el oxgeno causante potencial de corrosin por

picadura. El desaireador tambin elimina gran parte del CO2 disuelto previniendo

de la formacin del corrosivo cido carbnico. La desaireacin del agua de

alimentacin no elimina por completo los gases disueltos por lo que despus de

este proceso debe llevarse a cabo un proceso qumico para eliminar las trazas.

Las trazas de O2 y CO2 son igualmente peligrosas por lo que el tratamiento

qumico posterior sigue siendo obligado.


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Para llevar a cabo la desaireacin se aprovecha la propiedad que la solubilidad

del agua en distintos gases decrece con el aumento de temperatura, por lo que

el proceso debe contar con el calentamiento del agua de admisin. Cerca del

98% del punto de saturacin gaseosa del agua el CO2 y el O2 se separan

prcticamente por completo del agua. El agua se calienta mediante vapor de la

propia caldera.

Los desaireadores pueden estar diseados principalmente de tres maneras:

Desaireadores de bandejas: El agua de alimentacin de la caldera se hace

circular por bandejas de rebose de forma gravitacional mientras intercambia

calor con el vapor.

Desaireadores de spray o de atomizacin: El agua de alimentacin de la caldera

se atomiza y entra en contacto con el vapor.

Desaireadores mixtos: Son una mezcla de los dos tipos anteriores hacen circular el

agua atomizada por bandejas de rebose mientras intercambia calor con el

vapor.

Control de Cl2 disuelto en aguaLas dosis de cloro superiores a las recomendadas para ciertos procesos de 0,2

0,6 mg/L (por ejemplo, para desinfecciones de choque en la prevencin de la

legionelosis) pueden favorecer asimismo los procesos de corrosin ya que el cloro

acta como un potente oxidante permitiendo el ataque qumico al metal.

Disminucin de cloruros y sulfatosEs fundamental el control de las concentraciones de iones corrosivos como

cloruros y sulfatos, ya que aguas con concentraciones altas en cloruros o sulfatos,

o en ambos (>150 mg/l) tendern a ser ms corrosivas para los metales

empleados en sistemas de tubera en la distribucin de agua.


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Moderacin de la velocidad de circulacin del aguaLa circulacin de agua a alta velocidad, permite que el metal este

constantemente en contacto con el oxgeno disuelto favoreciendo la formacin

de la capa protectora, no obstante si la velocidad es muy elevada puedeeliminarla y favorecer su posterior ataque. Una velocidad baja favorece, por otra

parte, el depsito de materiales en suspensin y, como consecuencia, el proceso

de corrosin por aireacin diferencial. Es conveniente que las velocidades de

circulacin del agua se mantengan entre 0,5 y 2 m/s.

Inhibidores de corrosinLos ms comunes son:

- Andicos: molibdatos, ortofosfatos, nitritos, silicatos.

- Catdicos: zinc, polifosfatos, fosfonatos.


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2.- Inhibidores. Generalidades

Entre las posibles medidas de proteccin que modifican el medio, una solucin

posible es la adicin al mismo de algn producto que reduzca la velocidad de

corrosin. Se denomina inhibidor a cualquier constituyente de una fase cuyapresencia no es esencial para que suceda un proceso electroqumico, pero que

produce un retardo del mismo, al modificar el estado superficial del material

metlico.

Por lo que son materiales que producen disminucin en la prdida de metal

debida a ataques de corrosin. Estos inhibidores disminuyen las velocidades de

reaccin de oxidacin o reduccin del sistema en corrosin, o bien, en ambas

reacciones.

Los inhibidores de corrosin constituyen uno de los mtodos ms eficaces y

econmicos para la proteccin de los metales frente al ataque del medio

agresivo en el que se utilizan y tambin de los ms empleados segn revelan los

datos de una encuesta sobre un colectivo de industrias qumicas espaolas, casi

un 40% de las cuales manifest utilizar inhibidores para la proteccin de sus

instalaciones, lo que los convierte en el tercero de los mtodos de proteccin por

su difusin, despus de las pinturas y las aleaciones resistentes a la corrosin.

No obstante, la adicin de inhibidores al medio es un recurso limitado. Hay que

advertir que por lo general, no se puede modificar el medio de ataque en la

industria por venir impuesto por el proceso de que se trate y en la naturaleza

(atmsfera, agua de mar, terrenos) porque se presenta en cantidades ilimitadas.

Caractersticas principales

Los Inhibidores de corrosin cumplen con las siguientes caractersticas

principalmente:

Revisten qumica y/o fsicamente las superficies metlicas.

Forman una barrera que asla la humedad de la superficie metlica.

Forma una barrera para excluir el aire (Oxigeno) de la superficie metlica.

Puede neutralizar la acidez o alcalinidad de la superficie.


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Modo de actuacin

Se acepta, generalmente, que el efecto beneficioso de un inhibidor es el

resultado de una de las formas de actuacin siguientes:

a) Adsorcin de una pelcula delgada, muchas veces monomolecular, sobre

la superficie del material metlico sujeto a corrosin. Pueden presentarse tres

casos:

Si la capa es monomolecular, como la formada por las aminas o

compuestos disociados que se adsorben en forma inica, se denominan

inhibidores de interfase, que pueden ser, a su vez, andicos o catdicos.

Si la capa se desarrolla en espesor para formar una capa polimolecular oun compuesto, se les llama inhibidores de membrana, como los formados por

capas de conversin superficial.

Si la reaccin se produce no en la superficie, sino en la doble capa de

difusin, se les llama de capa difusa, caso del Ca(OH)2 insoluble, que precipita

formando una capa protectora.

b) Formacin de una capa pasivante, a veces de naturaleza desconocida y

tan delgada que resulta inapreciable, conocidos como inhibidores pasivantes,

que resultan muy eficaces. Estos inhibidores son de tipo andico y se aplican

exclusivamente para facilitar la pasividad de los metales pasivables.

c) Modificacin de las caractersticas corrosivas del medio, a travs de la

eliminacin o desactivacin del constituyente agresivo del mismo: neutralizantes

en medios cidos. Se denominan captadores de oxgeno.

Dado el carcter electroqumico de los fenmenos de corrosin que se

desarrollan a temperatura ambiente y moderada, estas formas de actuacin de

los inhibidores se traducen en impedimentos a la realizacin de los procesos

parciales, andicos o catdicos del proceso global de corrosin. Como ambas


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reacciones tienen lugar en cantidades equivalentes, la limitacin de una de ellas

se refleja, en igual magnitud, en el ataque.

2.1.- Clasificacin

La inhibicin puede aplicarse a cualquier sistema que sufre corrosin. Existe un

gran nmero de sustancias capaces de actuar como inhibidores. Solan ser

sustancias qumicas naturales, luego comenzaron a emplearse distintos productos

qumicos y, ms recientemente, al comprobar que varios grupos funcionales de la

qumica orgnica posean propiedades inhibidoras, se descubri una fuente

inagotable de inhibidores potenciales.

Existen diferentes maneras de clasificacin de inhibidores como se muestra a

continuacin:

Producto de la variedad de tipos de inhibidores, se seleccionaron los de mayor

uso y aplicacin de acuerdo a la siguiente clasificacin:


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Segn su composicin qumica

Orgnicos

Son qumicos base carbono con grupos que contienen nitrgeno, sulfuros ofosforo. Consisten en molculas carboxlicas, son de naturaleza polar, y son

atrados hacia las zonas donde se crean los pares galvnicos originarios de la

corrosin. nicamente interaccionan con las reas andicas positivas, en

donde se quedan adheridas. nicamente en estas zonas donde interaccionan, se

crean capas monomoleculares, teniendo como ventaja que el rea de

intercambio, y los coeficientes de trasferencias de calor apenas se ven afectados.

Cuando ocurre el desplazamiento de estas reas andicas, los inhibidores sedesplazan de la superficie metlica en la que se encuentren hacia el fluido

indirecto, y volvern a actuar en otro punto de la instalacin donde se creen

reas andicas. Por esta razn, tambin a estos inhibidores se les atribuye una

larga duracin dentro de la instalacin, ya que nicamente actan cuando se

produce la corrosin: prcticamente no se degradan con el tiempo.

Modo de actuacin del inhibidor orgnico

InorgnicosEn este grupo estn, por un lado, un buen nmero de oxisales, perteneciendo a

ellas los inhibidores pasivantes oxidantes, como CrO4=, NO2-, MoO4=, ClO3-y MnO4-,

y otros no oxidantes como fosfatos, polifosfatos, hexametafosfatos y boratos. En

este apartado se encuentran la mayora de los inhibidores andicos tpicos.


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Son sales que forman una pelcula en el interior del conducto, neutralizando las

sales disueltas en el agua e impidiendo su incrustacin. Se suele utilizar sal de

molibdeno mezclado con nitritos o fosfatos. Son tiles para circuitos de

refrigeracin, pero no recomendados para circuitos de calefaccin o trmicos

solares dado que la temperatura dificulta la formacin de la pelcula protectora

en el metal. Otra caracterstica a destacar es que dichos inhibidores en su gran

mayora son txicos.

Segn su actuacin

Andicos

Reducen la corrosin por interrupcin de la reaccin electroqumica en el nodode la superficie metlica. Estos inhibidores no son aplicables para sistemas de

crudo y gas. El mecanismo de funcionamiento es de pasivacin.

Su campo de aplicacin abarca la carbonatacin y la presencia de Cl - , como

limitacin presentan el riesgo de localizar la corrosin si la cantidad es insuficiente

(posible lixiviacin).

Dentro de este grupo se incluye a los inhibidores pasivantes, los cuales son por lo

general sustancias oxidantes inorgnicas, por ejemplo, cromatos, nitritos y

molibdatos, que pasivan el metal y desplazan el potencial de corrosin varias

dcimas de voltio hacia valores ms nobles. Son los ms eficaces de todos, pues

desarrollan capas pasivantes que detienen el ataque en muchos casos. Se cree

que su accin se debe a la formacin de una capa de xido. En ocasiones

parece probable que la proteccin resulte de un efecto combinado de la

adsorcin del inhibidor sobre la superficie metlica y el desarrollo de capas de

xido sobre la misma.

CatdicosSon menos efectivos que los inhibidores andicos. Operan formando una pelcula

(a menudo visible) sobre la superficie catdica. Esto polariza el metal restringiendo


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el acceso de O2 a la superficie del metal. Tambin acta previniendo la

depolarizacin de hidrgeno.

Reducen el ataque porque polarizan el proceso parcial catdico, bien porque

impiden la recombinacin de hidrgeno atmico a molecular como loscompuestos As, Bi y Sb empleados en baos de decapado, bien porque

precipitan en las reas catdicas como los carbonatos de Ca o porque captan el

oxgeno preciso para el proceso catdico en soluciones neutras o alcalinas, como

la hidracina.

Mixtos (inductores de precipitado)Son inhibidores mixtos que interfieren los procesos parciales andico y catdico;

los ms conocidos de esta clase son los fosfatos y los silicatos. No suelen conferir

un grado de proteccin tan alto como los inhibidores pasivantes (cromatos,

nitritos), pero suelen ser muy tiles en situaciones que se requieran inhibidores

exentos de toxicidad. Suelen ser ms efectivos en aguas en movimiento que en

sistemas estacionarios.

Ejemplos: Zinc/Cromato, Cromato/Polifosfato, Zinc/Polifosfato.

De adsorcin

Consiste en sustancias orgnicas que se adsorben sobre sitios activos de la

superficie del metal cubriendo normalmente la superficie completa. En algunos

casos pueden actuar de forma selectiva bloqueando solo los sitios andicos o los

catdicos. Se utilizan para inhibir soluciones cidas.

Dentro de sus mecanismos de actuacin estn:

-

Adsorcin fsica: a travs de fuerzas electrostticas atractivas entre iones odipolos orgnicos y sitios cargados elctricamente de la superficie (fuerzas

de Van derWaals).

- Quimisorcin: se produce cuando en el proceso de adsorcin secomparten cargas.


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- Las molculas orgnicas deben tener grupos polares como S (sulfuros,sulfxidos, mercaptanos), N (aminas alifticas, aromticas, heterocclicas,

hidrocarburos de cadena larga).

Segn su aplicacin

De fase vaporSon sustancias orgnicas con presin de vapor apropiada, capaces de

evaporarse y condensar, sobre la superficie a proteger, en volmenes cerrados.

Aumentan la resistencia a la corrosin de las superficies expuestas, normalmente

aceros, para aumentar la presin de vapor se recurre a insertar en molculas

orgnicas iones inorgnicos, NO2-o NH2-.

Se utilizan para proteger temporalmente componentes metlicos durante su

transporte y almacenamiento. Muchos de ellos atacan los metales no frreos, por

lo que a veces se requieren ensayos previos de los productos comerciales para

descartar esta posibilidad.

En aceros se utiliza el DAN (nitrito de diciclohexilamina). Se utiliza impregnando el

material de embalaje.

Para soluciones neutrasTodos los sistemas operacionales que emplean agua pertenecen a este rubro,

que abarca tanto agua destilada o desoinizada, como agua potable, salmuera y

hasta agua de mar.

Para sistemas de una sola pasada, sin recirculacin se utilizan inhibidores inocuos,

como los polifosfatos y los silicatos,

Para ser eficaces, los polifosfatos necesitan que el agua se encuentre en

movimiento y temperaturas de operacin inferiores a 40C para evitar la hidrolisis

a ortofosfatos.


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Los silicatos previenen bien la corrosin de Pb, acero galvanizado, Cu y acero y la

descinquificacion de los latones. El pH ms adecuado oscila alrededor de 8-9,5 y

la temperatura debe mantenerse por debajo de 60C.

Para sistemas con recirculacin se trabajan con concentraciones ms altas deinhibidores como los biocidas.

De decapadoLos inhibidores de decapado trabajan bien a temperatura ambiente, mientras

que otros requieren calentar el bao acido para que acten con una rapidez

que haga rentable el proceso.

El mecanismo de actuacin de estos inhibidores es por adsorcin sobre lasuperficie metlica. Dicha adsorcin suele tener lugar sobre las zonas catdicas,

aumentando la sobretensin de hidrogeno, con lo que se dificulta su

desprendimiento y, por ende, disminuye la fragilidad del metal. Entre los

inhibidores de decapado utilizados en la prctica se tiene: aminas, aldehdos,

mercaptanos, compuestos heterocclicos de nitrgeno, urea, tiourea, y la

urotropina tan empleada con cido clorhdrico.

2.2.- Ambiente de aplicacin

Industria automotriz

Es recomendable agregar inhibidores de la corrosin en el proceso deentrega de combustible y de bombeo, ya que esto implica el entrar en contacto

con un montn de metal.

El combustible debe ser almacenado sin la corrosin de los tanques, por lotanto, es importante aadir los productos qumicos adecuados con el fin de evitarlos costos de reparacin o reemplazo.

Industria de la construccin

Se pueden utilizar morteros de reparacin con inhibidores activos decorrosin en proyectos de reparacin y proteccin de estructuras de hormign.


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En la construccin, los metales empleados pueden obtener el xido debidoa las condiciones climticas. El uso de estos qumicos, pueden proteger a los

metales, con independencia de las condiciones.

Estos aditivos se pueden aadir al pintar metales, como las barandas delparque, los coches o los puentes, para protegerlos contra la corrosin. Un

pigmento con propiedades anticorrosivas es fosfato de zinc.

Los inhibidores de la corrosin se utilizan extensamente en el concretodonde las formulaciones convencionales incluyen a menudo algunas especies

como nitrito o benzoato, pero stos tienes toxicidad significativa.

Industria petrolera

En la industria petrolera el mtodo de control de corrosin ms utilizado es

la inyeccin de inhibidores orgnicos o formadores de pelcula, debido a su

excelente desempeo en medios dulces y cidos. Estos inhibidores estn

constituidos principalmente por compuestos orgnicos de nitrgeno, siendo los

ms comunes, los que tienen como parte de su estructura largas cadenas de

hidrocarburos

El mecanismo a travs del cual funcionan los inhibidores utilizados en la

operaciones petroleras es mediante la incorporacin del inhibidor en una capadelgada de producto de corrosin sobre la superficie del metal. Esta pelcula en

la superficie puede ser de sulfuro, carbonato u xido de hierro.

Potabilizacin de agua

Los silicatos de sodio son usados como inhibidores de corrosin en ladistribucin de aguas potables e industriales, ya que forma pelcula protectora en

la superficie metlica del ducto, esta asla el metal de ataques corrosivos. La

seleccin del silicato para esta aplicacin depende del PH y la alcalinidad del

agua a tratar.


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Aplicaciones marinas

En las aplicaciones marinas se pueden utilizar inhibidores de corrosin abase de nitrito de calcio, el cual contrarresta las reacciones de carbonatacin en

el concreto, y acta como un acelerante de frage, sin incorporarle aire alconcreto. Este tipo de inhibidores es ideal para la proteccin de estructuras de

concreto sujetas al ataque qumico o al ambiente marino. Si el inhibidor es un

acelerante que no contiene cloruro de calcio su uso es permitido en estructuras

que contienen acero de refuerzo.

En el Hogar

Los inhibidores de la corrosin tambin se pueden utilizar en el hogar. Hayciertos lubricantes usados para las cadenas de bicicleta, tijeras de jardn o unas

tijeras oxidadas. Todos estos pueden incluir aditivos qumicos.

2.3.- Eficacia de un inhibidor. Parmetros a tomar en cuenta en su medicin

Existen diversos procedimientos para valorar la eficacia de un inhibidor, ya sea

utilizando mtodos directos o indirectos.

Una de las formas ms frecuentes, consiste en valorar la eficacia del inhibidor enfuncin de la reduccin porcentual en prdidas de peso por corrosin, mediante

la expresin

Si la prdida de peso una vez agregado el inhibidor descendiese hasta valores

prcticamente nulos la eficacia del inhibidor se aproximara a 100%. Por el

contrario, si el efecto del inhibidor fuese inapreciable se seguira observando una

prdida de peso similar a la que se tena sin l, por lo que la eficacia resultara

prcticamente nula.

=


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Esta prueba indica la capacidad de un inhibidor de formar una capa protectora

a una dosificacin elevada, y la habilidad de mantener por largos periodos de

tiempo la capa flmica ya formada.

Pueden aplicarse algunas pruebas de laboratorio para determinar la eficienciade un inhibidor:

Persistencia de pelculaEsta prueba es en primera instancia para conocer los inhibidores que sern

dosificados en forma intermitente. Esta prueba indica la capacidad de un

inhibidor de formar una capa protectora a una dosificacin elevada, y la

habilidad de mantener por largos periodos de tiempo la capa flmica ya formada.

Tendencia a la formacin de emulsinEsta prueba es utilizada para asegurarse que el inhibidor seleccionado no cause

problemas de emulsin, evitando que el hidrocarburo al separarse del agua sea

arrojado junto con sta

Tendencia a la formacin de espuma

Esta prueba es utilizada para asegurarse que el inhibidor seleccionado no causeproblemas de formacin de espuma, lo que ocasionara problemas

operacionales en los equipos de separacin provocando paros innecesarios.

Solubilidad del inhibidorUna vez hecho lo anterior se inicia la inyeccin del inhibidor con una etapa de

choque, que tiene la finalidad de propiciar la formacin de la pelcula. Esta

etapa se realiza manteniendo por dos das una concentracin recomendada de

cinco veces mayor a la mnima a la que haya brindado eficiencias satisfactorias

en las pruebas de laboratorio

2.4.- Factores a tomar en cuenta para la eleccin de un buen inhibidor

Aspectos a tener en cuenta para la seleccin del inhibidor son:


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- Tipo y espesor del material requerido y su mnima interaccin con el aspecto de

la pieza.

- La durabilidad y estabilidad del mismo.

- Su reversibilidad.

- Su baja toxicidad y grado de contaminacin medioambiental.

La eleccin de un inhibidor o de una mezcla de inhibidores para resolver un

problema de corrosin metlica no es tarea fcil. Es necesario darse cuenta que

cada problema de corrosin es un caso particular, que pone en juego ciertos

parmetros especficos:

- La naturaleza del metal.

- La naturaleza del medio corrosivo.- El entorno del metal, por ejemplo, los materiales diversos constitutivos del circuito.

- Las condiciones econmicas: costo de la corrosin comparado con el costo de

una proteccin eventual.

A continuacin se vern los dos primeros parmetros, ya que los otros dos no

pueden ser analizados ms que sobre ejemplos precisos.

Naturaleza del metalSi recordamos que el mecanismo de inhibicin de un metal pone en juego las

fuerzas de unin metal-inhibidor, o incluso procede por formacin de compuestos

definidos entre el inhibidor y ciertos iones metlicos, es evidente que la eficacia

de un inhibidor dado vara en funcin de la naturaleza del metal.

La mayor parte de los estudios sobre la inhibicin se han realizado a partir de los

metales frreos, lo que es completamente comprensible. No quita, por ello, que

otros metales, en un momento determinado, tengan que ser protegidos. Esnecesario admitir que salvo el caso del cobre, y en menor grado el del aluminio,

pocos estudios han sido consagrados a los metales no frreos. Estos metales

presentan, de hecho, pocos problemas de corrosin (salvo el caso depares

galvnicos), pero ser necesario asegurarse siempre que la adicin de inhibidores

no les es perjudicial. Es muy peligroso, por ejemplo, utilizar aminas para la


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proteccin del acero si hay cobre presente, porque la formacin de complejos

entre el cobre y ciertas aminas provoca el ataque acelerado de este metal.

Igualmente el estado de la superficie del metal puede tener influencia sobre la

eficacia de un inhibidor. Se sabe, por ejemplo, que la mezcla de cromato desodio ms sales de zinc, es ineficaz si la superficie esta ya con herrumbre. Las dos

sales tienen muchas dificultades para actuar sobre la superficie metlica.

Naturaleza de la solucin

Influencia del pHEl pH de la solucin puede actuar de dos formas sobre el comportamiento de un

inhibidor con relacin a un metal:

- Modificando la reactividad del inhibidor con relacin a la superficie. De este

modo, ciertos colorantes del tipo de los derivados azoicos (rojo de metilo) son

inhibidores de la corrosin de aleaciones de aluminio en solucin de cloruro de

sodio 3% de pH inferiores a 5, mientras que no tienen efecto a pH superiores a 5.

La eficiencia es debida a la formacin de quelatos entre los iones Al3+ y el

colorante, quelatos desplazados con beneficio de Al(OH)3, cuando la basicidad

aumenta.

- Modificando el estado de la superficie del metal. De este modo, los cromatos no

son inhibidores de la corrosin de aceros no aleados ms que en el caso de que

el pH de la solucin sea superior a 3. En efecto, sabemos que estos compuestos

actan completando la capa de xido presente en la superficie del acero. Esta

capa de xido no existe a pH demasiado cidos y el inhibidor ya no es eficaz. Por

el contrario, los cromatos pueden utilizarse en medio acido si una capa de xidos

existe sobre el metal en estas condiciones, como es el caso del titanio, o de los

aceros inoxidables (a condicin de que el potencial de xido-reduccin del

inhibidor no corresponda a una zona de actividad del metal pasivable).


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Influencia del contenido de oxigenoLa eficacia de un inhibidor puede variar en funcin de la concentracin de

oxigeno de la solucin. A continuacin se citan algunos ejemplos:

- El fosfato disodilo protege el hierro en una solucin neutra por formacin de

fosfato de hierro (III) insoluble. En ausencia de oxigeno de la solucin, el fosfato de

hierro (II) que se forma es soluble, y el compuesto deja de ser inhibidor.

- El benzoato de sodio no es inhibidor del acero dulce en solucin diluida de NaCl

ms que en caso de que la concentracin de oxgeno en la solucin sea

suficiente. Se ha demostrado que el benzoato acta adsorbindose por

intermedio del anin C8H8COO-,y esta adsorcin es funcin de la carga elctrica

de la superficie metlica, que depende de la concentracin del oxgeno.

Influencia de la temperaturaCon frecuencia los estudios concernientes a los inhibidores de corrosin se

realizan a temperatura ordinaria. Una evaluacin de temperatura provoca, en

general, una disminucin de la eficacia inhibidora, por varias razones:

- Aumento de la velocidad de los inhibidores.

- Desadsorcin parcial de los inhibidores.

- Posibilidad de descomposicin de los inhibidores.

Entre tanto, la solubilidad del oxgeno disminuye cuando la temperatura

aumenta, lo que entraa generalmente una disminucin de la velocidad de

corrosin, y una limitacin de los efectos precedentes. Globalmente, el resultado

es, a pesar de todo, un aumento de la intensidad de corrosin en presencia de un

inhibidor.

Deben considerarse adems otros factores ligados a la solucin como velocidad

de circulacin del electrolito y la relacin superficie metlica-volumen de la

solucin, etc.


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2.5.- Problemas relativos al empleo de los inhibidores

Limitaciones tcnico-econmicas

Volumen de medio a tratar: Slo se recurre a los inhibidores cuandoresultan rentables, lo que limita por lo general su utilizacin a recintos gaseosos

cerrados o a fluidos que se recirculan, pues, en atmsfera abierta, o en

instalaciones por las que el fluido pasa slo una vez, suelen resultar excesivamente

caros.

Compatibilidad con el proceso tcnico: Debe garantizarse, adems, queno existe compatibilidad del inhibidor con el producto y que el empleo de aqul

no introduce dificultades en el proceso tcnico. Por ejemplo, el requisito de que

los inhibidores tengan grupos funcionales fuertemente polares, para asegurar su

adsorcin sobre las superficies a proteger, les confiere un cierto grado de

actividad superficial, pudiendo comportarse, con frecuencia, como jabones o

detergentes y generar espumas, emulsiones o lodos por desprendimiento de

suciedades u xidos.

Como consecuencia, para evitar estos problemas, es a menudo deseable

complementar el inhibidor con agentes antiespumantes, antiemulgentes,

dispersantes o germicidas, entre otros. No obstante, en ciertos medios, como los

baos de decapado, es frecuente que el inhibidor est compuesto por una sola

sustancia, pero en muchos otros est constituido por mezclas ms o menos

complejas, a las que se llega por va emprica, lo que explica que muchos de ellos

estn protegidos por patentes.

Compatibilidad con otros materiales: En ciertos casos, una sustancia puedeinhibir el ataque de un metal y acelerar el de otro, como sucede, por ejemplo,

con algunas lminas que protegen eficazmente al acero y atacan severamente

a las aleaciones de cobre. Otras veces el inhibidor puede producir, por reaccin

con el sistema, algn producto daino, como ocurre en la reduccin de los

nitratos para formar amonaco, que causa corrosin bajo tensiones en el cobre y

los latones. La nica forma de evitar estos problemas pasa por el perfecto


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conocimiento de todos los componentes metlicos del sistema y de las

caractersticas del inhibidor, teniendo siempre presente la no universalidad de

cualquier inhibidor, es decir, que ninguno de ellos acta como tal en todas las

circunstancias (metal, medio y condiciones)en las que la corrosin pueda tener

lugar.

Evitar la bio-fertilizacin: Algunos aditivos, como los polifosfatos puedencontribuir a la proliferacin de organismos vivos, que pueden impedir la fijacin

del inhibidor sobre la superficie metlica, dar lugar a fenmenos de aireacin

diferencial e, incluso, obturar tubos y conducciones. Estos efectos obligan al uso

frecuente de germicidas en muchos sistemas, como los circuitos con torres de

enfriamiento de agua. Para este fin se recurre a adiciones discontinuas de cloro,

clorofenatos, sales de amonio cuaternario, cloraminas y acroleina.

Limitaciones sanitarias y ecolgicas

Ausencia de toxicidad: Naturalmente, mas importantes an son los posiblesefectos sobre los organismos superiores, debiendo considerarse la toxicidad de los

inhibidores en todos aquellos procesos en que exista riesgo de inhalacin o

ingestin. Por tanto, se requieren cuidados extremos en las industrias

transformadoras de alimentos y los sistemas de distribucin de aguas potables,

reducindose la eleccin a los polifosfatos y/o los silicatos en concentraciones de

hasta 10 ppm o a las mezclas cinc-polifosfatos, con niveles de Zn2+de 5 ppm.

Restricciones ecolgicas: Las disposiciones recientes de carcter ecolgicoobligan a un tratamiento de las sustancias residuales, con el fin de impedir la

contaminacin ambiental; esto se aplica, por ejemplo, a los inhibidores ms

comunes de los circuitos de refrigeracin: polifosfatos, cromatos y sales de cinc .Es

reconocido que, a causa de su toxicidad, no deben descargarse cromatos en lascorrientes de agua. Ms recientemente, por diferentes razones, se tiende a limitar

tambin las descargas de polifosfatos, concretamente debido a sus efectos

nutrientes sobre ciertos microorganismos. Tambin el cinc resulta nocivo para

algunos peces aniveles de 1 mg/l, aunque el lmite permitido en las aguas

potables es de 5 mg/l.


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Conclusiones

En la presente investigacin se pudieron concluir dos cosas que influyen, tanto en

aspectos positivos como negativos, en la corrosin de materiales ferrosos, como lo

son el ambiente y los inhibidores de corrosin.

El ambiente es, en materia de corrosin, el factor que ms influye en el desgaste o

destruccin de un material, ya que sea agresivo o pasivo, marino o convencional,

es el motivo y causa principal de dicha reaccin. Los ambientes agresivos

tienden a desgastar cualquier material ferroso que se encuentre en el a una

velocidad alta e inclusive, en muchos casos, uniforme en toda la superficie del

elemento; por otro lado, los ambientes pasivos o no-agresivos se clasifican por

tener unas temperaturas usuales que no dilatan los materiales no influyen en lavelocidad de corrosin de estos, pero por la naturaleza de los materiales ferrosos,

estos de una u otra manera, se terminan corroyendo.

Entre las distintas maneras de controlar el ambiente para evitar o optimizar la

velocidad de corrosin en un elemento ferroso se encuentran la modificacin de

temperatura, los cambios de velocidad de los fluidos, la eliminacin de oxigeno

en lquidos, la reduccin de iones concentrados y la adicin de inhibidores a los

electrolitos.

Los inhibidores de corrosin son productos que actan, ya sea como pelculas

que protegen la superficie metlica del elemento, o adhiriendo sus electrones al

medio en el que dicho elemento se encuentre. Los inhibidores son comnmente

utilizados como sistemas preventivos o como combinacin con sistemas de

reparacin estructural, con el fin de actuar de manera correctiva o efectiva.

Los inhibidores aplicados de manera correctiva son para reparar un elemento

que est siendo afectado por la corrosin, cuyas propiedades fsico-mecnicas

hayan desmejorado. Por otro lado, los inhibidores aplicados de manera efectiva

son para evitar que dicho elemento llegue a unas condiciones inaceptables que

afecten su estructura general.

control del ambiente e inhibidores de la corrosion

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