Conozca el funcionamiento de este sistema de protección anticorrosiva que se está utilizando en ambientes atmosféricos industriales, con un impacto ambiental mínimo
por Abel de la Cruz*
Como es sabido, uno de los recubrimientos metálicos de mayor uso en la protección anticorrosiva atmosférica del acero lo constituye el galvanizado, debido a que tiene la propiedad de formar una película compacta constituida por sus productos de corrosión. Por otra parte, al ser el zinc más activo que el fierro, da lugar a la formación de un par galvánico con el acero, disminuyendo su velocidad de deterioro.
Existen dos métodos básicos para obtener el acero galvanizado y de allí se derivan toda una gama de productos que hacen del éste un producto de múltiples posibilidades, es decir, más versátil:
Inmersión en caliente (Hot dip): el proceso consiste básicamente sumergir el acero a recubrir en una cuba donde se encuentra el zinc fundido. Se utilizan diferentes tipos de aleaciones de zinc con otros metales.
Electrodeposición ó galvanizado electrolítico: A diferencia del sistema por inmersión en caliente, aquí el proceso para aplicar el zinc utiliza la corriente eléctrica en un sistema electroquímico.
Debido al método o procedimiento de obtención del recubrimiento, resulta que su uso ha estado limitado para obras de nueva construcción donde estructuras, partes, piezas, máquinas o equipos han debido recibir el tratamiento previamente en taller o en la planta de producción.
Sin embargo el desarrollo de estos recubrimientos bajo la forma de cintas de zinc diseñados para revestir las estructuras metálicas, preservándolas y protegiéndolas de la corrosión atmosférica, constituye una nueva alternativa para el mantenimiento de protección anticorrosiva en sitio y a largo plazo, proyectándose durabilidades superiores a 15 años en ambientes atmosféricos industriales.
En segundo lugar pero no menos importante, resulta que la utilización del sistema de cinta de zinc conlleva un impacto ambiental mínimo, al no enviar partículas volátiles al ambiente como ocurre con muchos de los sistemas de pinturas.
El sistema consta de una cinta de zinc de alta pureza (99.99% de zinc), un adhesivo electro-conductivo y un revestimiento de papel silicón, como protección contra contaminación hasta el momento de su instalación.
El sistema suministra doble protección a estructuras nuevas o existentes, principalmente de acero, pero también de hierro, aluminio y aleaciones nobles. En primer lugar y al igual que una pintura, la cinta actúa como barrera al paso de los agentes contaminantes; asimismo brinda protección galvanica (catódica), al metal base revestido, que permanece sin corrosión por mayor tiempo. El fundamento de esta protección catódica, se explica porque en presencia de humedad, el zinc por ser más electronegativo, actúa como ánodo o elemento de sacrificio ante el acero o cátodo, que es protegido.
Es importante destacar la función de la capa adhesiva del sistema, conformada por una matriz aglutinante con polvo de zinc, que actúa como acople eléctrico necesario para la continuidad metálica, entre la superficie del acero a proteger y la cinta de zinc.
La protección de barrera suministrada por las pinturas, especialmente en estructuras metálicas expuestas en contacto con ambientes de alta agresividad corrosiva (Marino/-Industrial), tiene la desventaja de permitir el acceso de agentes contaminantes y cierto grado de humedad que se traduce en el inicio del proceso de oxidación, una vez se presente ruptura u otra forma de daño en la pintura.
En el caso de la cinta de zinc, lo anterior no ocurre, ya que si la capa de zinc, se daña, raya o presenta discontinuidad, el zinc adyacente formará un compuesto protector, sellando los poros o grietas producidas y, finalmente, protegiendo la superficie contra la corrosión.
El adhesivo electro-conductivo de 0.025 mm (1 mil, 25 micras) y la cinta con espesor nominal de de 0.080 mm (3 mils, 80 micras), conjuntamente con el contenido de zinc del 99.99%, confieren al sistema las características de protección catódica requeridas para proteger al acero, ofreciendo una resistencia a la corrosión igual o mejor a la del galvanizado en caliente.
Ensayos para evaluar la protección anticorrosiva
Ensayos de corrosión acelerada en el laboratorio, pruebas de inmersión y niebla salina (ASTM B117) por mas de 1000 horas utilizando soluciones de 5% NaCl, revelan que la cinta de zinc protege el metal de sustrato (acero al carbono en este caso), del ataque corrosivo externo.
La cinta actúa primeramente como barrera física entre el metal y el medio ambiente y se sacrifica para proteger el metal base, lo cual se evidencia por el óxido de zinc blanco encontrado en las muestras expuestas. Asimismo, estas pruebas de laboratorio encontraron que la cinta de zinc muestra mejor desempeño que el galvanizado en caliente, lo que se indica por la presencia del óxido rojo oscuro en las muestras de acero galvanizado, mientras los paneles revestidos con cinta de zinc muestran un producto de recubrimiento uniforme de óxido blanco de zinc, luego de haber sido expuestos a la prueba de niebla salina.
Esto se atribuye a la uniformidad del espesor en la cinta de zinc, que no es encontrado en el galvanizado en caliente, así como también a la presencia de inclusiones, difíciles de controlar en este ultimo sistema.
El sistema cinta de zinc ha mostrado ser una buena opción de protección contra la corrosión atmosférica en ambientes agresivos como los industriales y marinos. Investigación desarrollada en Kuwait (Kuwait Institute for Scientific Research) en el año 2005, para determinar la durabilidad y resistencia a la corrosión del revestimiento de cinta de zinc, revelan resultados positivos para el sistema.
Muestras de la cinta sobre racks de bastidores se encuentran expuestas a ambiente industrial (Área Shuaiba) y ambiente marino (Isla Failaka), observándose a la fecha buen comportamiento de protección contra la corrosión. Estas muestras continúan siendo investigadas y monitoreando su desempeño por 3, 6, y 10 años de exposición.
Métodos de instalación
Para áreas planas o de cierta extensión, como por ejemplo tanques de almacenamiento de gran volúmen, se utiliza un rodillo magnético para ejercer suficiente presión al substrato, asegurando buena adherencia y evitando formación de arrugas/burbujas.
La protección de tuberías, requiere ejecutarse de manera rápida y eficiente; para ello se utiliza la maquina devanadora de enrollamiento en espiral (Metawraper), seleccionada de acuerdo al diámetro, que asegura la tensión requerida en la cinta, así como la presión de los rodillos para obtener una aplicación libre de arrugas y burbujas.
Cuando la forma del elemento a proteger no permite el uso de la máquina devanadora, como en el caso de un tanque, se procede a cortar tiras de cinta de longitud igual a la circunferencia del tanque. La cinta es entonces asegurada a la superficie utilizando el rodillo magnético.
Usos
Las principales aplicaciones del sistema se encuentran en las siguientes industrias:
1. Industria de la construcción. Para la protección de estructuras metálicas como puentes, postes de alumbrado, torres de transmisión de energía, comunicaciones, y estructuras de maquinaria química, tratamiento de aguas, recreación, agrícola y minera.
2. Industria automotriz. Protección de bordes en marcos de ventanas. En la interfase de estructuras de soporte (chasis), de hierro en trenes que reciben carrocería de metales nobles, puertas, sitios de estancamiento o infiltración de agua en automóviles, camiones y trenes, así como bisagras en los contenedores de carga; casos en los cuales la cinta de zinc se troquela para obtener el perfil requerido.
3. Industria petrolera como estaciones de bombeo y refinerías. Los altos estándares de esta industria, exigen la protección catódica por corriente impresa a ductos enterrados; sin embargo esta protección contra la corrosión deja de tener efecto cuando las tuberías abandonan el suelo (electrolito) y salen a la superficie (atmósfera). En estos ambientes de corrosión atmosférica el sistema de cinta de zinc protege las tuberías trasportando diferentes fluidos, así como tanques de almacenamiento de agua, gas y productos refinados, brazos de carga, racks de tuberías, cuerpos de válvulas, flanges y elementos metálicos propios de esta industria.
4. Industria portuaria y naval. Al igual que la industria petrolera las exigencias en estas industrias apuntan al mejor mantenimiento de sus estructuras para evitar condiciones inseguras que pongan en riesgo al personal, las instalaciones y el medio ambiente. Es así como la cinta de zinc se utiliza en la protección de pilotes metálicos en la zona atmosférica, perfiles estructurales, tuberías sometidas a fenómenos de condensación, o en el mantenimiento de estructuras previamente protegidas mediante galvanizado en caliente y dañadas por acción de soldaduras, cortes, quemaduras, cizallamiento, o transporte, casos en los cuales la aplicación de la cinta de zinc es fácilmente aplicable en el terreno por el usuario.
Bibliografía de Consulta:
Información Técnica y Metodología de Aplicación de Vector corrosión Technologies- Canada.
www.vector-corrosión.com
* Gerente General- Consultor Principal. AmericanConsult Perú. [email protected]. http://www.americanconsultperu.com
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