Comportamiento y Degradación de Materiales: Propiedades Eléctricas, Magnéticas y Químicas

Propiedades Fundamentales de los Materiales

Propiedades Eléctricas

• Conducción Eléctrica: Permite que altos niveles de energía sean trasladados, como en líneas aéreas de distribución de energía, transformadores y motores.
• Semiconducción Eléctrica: Permite la transmisión de energía eléctrica, condicionada a variables de diferencia de potencial y temperatura. Ejemplo: germanio y silicio, que son aleados con nitrógeno, fósforo y arsénico.
• Aislamiento Eléctrico: Tiene por objetivo la no transmisión de energía aun dentro de campos eléctricos muy elevados. Ejemplo: cerámicos y polímeros.

Propiedades Magnéticas

Es la interacción entre la intensidad magnética, la inducción y el campo magnético. Los materiales destinados a permitir el paso de flujos magnéticos dependen de la permeabilidad, de manera similar a cómo la conductancia en condición eléctrica relaciona su intensidad inducida con el campo magnético.

Propiedades Químicas

Este tipo de energía involucra reacciones electroquímicas, tanto en la electrodeposición en forma directa como en la corrosión en forma indirecta. Este proceso de generación de energía química está controlado por los materiales objeto de corrosión y los electrolitos al transferir energía.

Conceptos Clave en Reacciones y Degradación

• Combustión: Es una reacción exotérmica autoalimentada, en presencia de un combustible en fase sólida, líquida o gaseosa. Se asocia a una oxidación de un combustible determinado por la presencia de oxígeno atmosférico, con emisión de luz, produciendo una llama visible.
• Ignición: Fenómeno que se inicia con la combustión autoalimentada. Se produce al introducir un agente externo (ya sea una llama, brasa, chispa, etc.), siendo una ignición provocada. Cuando no es provocada por un agente externo, se denomina autoignición y ocurre al alcanzar una temperatura mayor a la mínima para inflamarse.
• Oxidación: Proceso en que los átomos traspasan electrones a otros átomos o moléculas, provocando la oxidación de algunos materiales sólidos, lo que implica un movimiento, cambio o liberación de energía.

Corrosión: Definición y Tipos

Definición de Corrosión

Es la acción química, electromecánica o mecánica, lenta o acelerada, que degrada y destruye materiales sólidos como metales. Se produce por la pérdida del equilibrio de las fuerzas cohesivas que mantienen la materia sólida unida, de naturaleza eléctrica. Es el resultado del desequilibrio entre las fuerzas de atracción (núcleos atómicos positivos y átomos con carga negativa) y las fuerzas de repulsión (electrones entre sí y sus núcleos atómicos), lo que provoca la corrosión de la superficie.

Tipos de Corrosión

• Corrosión Superficial: Es la forma más benigna, menos dañina y peligrosa. El material se desgasta de forma gradual y homogénea, siendo su penetración media igual en todos los puntos del metal. Al ser un ataque gradual, se puede determinar con exactitud la vida útil de los materiales. Cuando es una corrosión intermedia (entre la uniforme y la localizada), se trata de una corrosión de placas.
• Corrosión por Picaduras: Se presenta cuando la superficie metálica ha sido pasivada y se expone a un medio agresivo. La corrosión se localiza en lugares aislados y se propaga al interior del material sólido, formando túneles microscópicos muy corroídos.
• Corrosión General: Es la forma más común de corrosión y la más importante en términos económicos. Es un ataque uniforme a la superficie metálica expuesta, con variaciones mínimas en la profundidad del daño causado. Se neutraliza usando recubrimientos especiales para minimizar su ataque.
• Corrosión Galvánica: Se produce un daño severo al unirse dos o más metales distintos que se acoplan eléctricamente. La diferencia de potencial entre estos metales acoplados causa un flujo de corriente entre ellos, donde el metal más activo padece una corrosión más acelerada, mientras que en otros elementos o metales menos activos se retarda o se elimina.
• Corrosión por Hendidura: Se presenta en espacios confinados o en las hendiduras formadas cuando los componentes están en estrecho contacto. Dicha hendidura debe ser muy cerrada, con una dimensión menor a un milímetro, para que se presente una corrosión de este tipo; en espacios mayores no se presenta. No es necesario que ambas superficies de aproximación sean metálicas; se presenta en tambores de polímeros, asfalto, neopreno, vidrios, requiriendo cuidado en la aplicación y selección de materiales para juntas de dilatación.