Oxidación y Corrosión de Metales: Tipos, Mecanismos y Protección

Oxidación y Corrosión: Definiciones y Diferencias Clave

Oxidación

En un ambiente cálido y seco, el oxígeno causa la oxidación de muchos materiales. A temperatura ambiente, la capa de óxido resultante suele ser compacta, lo que impide un mayor contacto con el agente oxidante y, por lo tanto, detiene la progresión de la oxidación. Sin embargo, a temperaturas elevadas, esta capa de óxido puede agrietarse, permitiendo que la oxidación continúe.

En una reacción de oxidación, el elemento que se oxida cede electrones al elemento oxidante.

Algunos oxidantes comunes (además del oxígeno):

• Cloro
• Bromo
• Azufre
• Hidrógeno
• Óxidos de azufre y carbono

Corrosión

La corrosión es el proceso de destrucción lenta y progresiva de un material, generalmente un metal, debido a la acción combinada del oxígeno del aire y la humedad. Es un proceso electroquímico, ya que en la superficie del metal se forman micropilas galvánicas. La humedad actúa como electrolito.

Agentes corrosivos comunes:

• Cloruro de sodio (NaCl)
• Dióxido de azufre (SO₂)

Mecanismos de Reacción en la Corrosión

Reacción Anódica

Ocurre en la superficie del metal, que actúa como ánodo. El metal cede electrones, lo que lleva a la formación de óxido.

Reacción Catódica

Consiste en la captura de los electrones liberados por el ánodo por parte de los radicales OH^-. Esto conduce al desprendimiento de hidrógeno.

Tipos de Corrosión

Según el Ambiente

• Corrosión Química (oxidación): Ocurre en ambientes secos. Un ejemplo típico es la oxidación en aire a alta temperatura.
• Corrosión Electroquímica: Requiere un electrolito (ambiente húmedo). Un ejemplo común es la corrosión en agua de mar.

Proceso de Corrosión: Formación de Celdas Galvánicas

En la superficie del hierro y el acero, existen ánodos y cátodos debido a:

• Imperfecciones en la superficie
• Falta de homogeneidad
• Cortes recientes
• Formación de óxido rojo

Tipos de cátodo y ánodo:

• Dos metales diferentes en contacto.
• Metal sometido a tensiones.
• Corte fresco de un metal en comparación con metal antiguo.
• Variaciones en densidad y composición.
• Óxido a microescala en comparación con el acero.

Tipos de celdas galvánicas:

• Celda de electrodos diferentes.
• Celda de concentración.
• Celda de aireación diferencial.

Según la Apariencia y Localización

• Corrosión General: Las celdas de corrosión están dispersas en una superficie amplia. Es común cuando el metal está en contacto con soluciones ácidas. La presencia de cloruros acelera el proceso.

• Corrosión Uniforme: La corrosión química o electroquímica afecta uniformemente toda la superficie del metal.

• Corrosión Galvánica: Ocurre cuando metales diferentes están en contacto. Los metales tienen diferentes potenciales eléctricos, lo que favorece que uno actúe como ánodo y el otro como cátodo. A mayor diferencia de potencial, el material más activo será el ánodo.

• Corrosión por Picaduras: Se caracteriza por la formación de hoyos o agujeros debido a la acción de agentes químicos.

• Corrosión Intergranular: Se localiza en los límites de grano del material. Esto causa pérdidas de resistencia y desintegración de los bordes de los granos.

• Corrosión por Esfuerzo: Se refiere a las tensiones internas que surgen después de la deformación en frío del material.

Métodos de Protección contra la Corrosión

Modificación Química de la Superficie

Creación de una capa protectora (capa de conversión) mediante procesos químicos:

• Cromado
• Fosfatación
• Oxidación anódica

Recubrimientos No Metálicos

• Pinturas y barnices
• Polímeros
• Esmaltes y cerámicas

Recubrimientos Metálicos

• Electrodeposición
• Electroforesis
• Inmersión en caliente
• Difusión o cementado
• Protección catódica
• Inhibidores de la corrosión