Mecanismos Críticos de Corrosión en Materiales Industriales

Corrosión Bajo Tensión (CBT): Mecanismos y Factores Determinantes

La corrosión bajo tensión (CBT) es un proceso de agrietamiento producido por la acción simultánea de un medio corrosivo específico y una tensión de tracción superior a un valor umbral. Ni el medio solo ni la tensión sola originan el fallo; es imprescindible su combinación. El proceso consta de tres etapas fundamentales:

• Nucleación: Puede ocupar hasta el 90 % del tiempo total hasta la fractura.
• Propagación: Exige que la velocidad de avance del vértice sea mayor que la del ataque del resto de la superficie.
• Rotura final.

Las grietas pueden iniciarse en bordes de grano, inclusiones o defectos superficiales, donde existen concentraciones de tensiones. Según el camino de la grieta, el fenómeno puede ser intergranular o transgranular. Entre los mecanismos propuestos destacan la rotura repetida de la película pasiva y la fragilización por hidrógeno. La susceptibilidad depende del potencial, la temperatura, el estado superficial y las tensiones residuales; puede mitigarse eliminando tensiones, modificando el medio o cambiando el material.

Corrosión por Picaduras: El Peligro de la Degradación Localizada

La corrosión por picaduras es una forma de corrosión localizada extremadamente peligrosa, caracterizada por la formación de cavidades profundas en áreas muy pequeñas respecto a la superficie total expuesta. Se inicia por la rotura local de la película pasiva, generalmente en presencia de iones agresivos como los cloruros, generándose una célula activa-pasiva con un ánodo de pequeña área y un cátodo amplio.

La elevada diferencia de potencial produce una intensa disolución anódica localizada. El proceso presenta un carácter autocatalítico, ya que la hidrólisis de los iones metálicos en el interior de la picadura acidifica el medio (pH ≈ 1–1,5), favoreciendo su propagación en profundidad. Su crecimiento está controlado por la despolarización catódica y la disponibilidad de oxígeno u otros agentes oxidantes. Es especialmente crítica en aceros inoxidables y aleaciones pasivables, pudiendo provocar perforaciones rápidas con escasa pérdida de peso global y difícil detección previa al fallo estructural.

Corrosión Seca y Oxidación a Altas Temperaturas

La corrosión seca es la oxidación directa de un metal por un gas (generalmente O₂) a alta temperatura, sin presencia de electrólito. El metal se oxida en la interfase interna liberando electrones (M → Mⁿ⁺ + ne^-), que son consumidos en la superficie externa por el agente oxidante. El crecimiento de la película ocurre por difusión iónica y conducción electrónica a través de una capa delgada de óxido.

Cinética de la Oxidación

• Ley parabólica: Si la película es compacta y adherente, el control es difusivo y resulta protectora.
• Ley lineal: Si la película es porosa o fisurable, la oxidación progresa de forma no protectora.

Corrientes Vagabundas: Impacto de las Fugas Eléctricas en Estructuras

Las corrientes vagabundas son corrientes eléctricas continuas que, por defectos de aislamiento o fugas en sistemas eléctricos (por ejemplo, tracción ferroviaria), circulan por caminos no previstos como el suelo o estructuras metálicas enterradas. La corrosión se produce en los puntos donde la corriente abandona el metal hacia el electrólito, estableciendo zonas anódicas con intensa disolución (M → Mⁿ⁺ + ne^-).

Las áreas de entrada de corriente actúan como cátodos y quedan protegidas. A diferencia de la corrosión natural, el proceso está impuesto por una fuente externa y es relativamente independiente de variables como el pH o el oxígeno. Genera ataques muy localizados y pérdidas rápidas de espesor en tuberías y depósitos. Cabe destacar que la corriente continua es significativamente más agresiva que la alterna, especialmente a baja frecuencia.