Ciertamente para lograr el “control de corrosión” en una estructura es indispensable determinar en qué “ambiente” está en servicio la estructura, e incluso para qué ambiente está contemplado la instalación de una estructura; es decir, desde el diseño y construcción.
Por Juan Manuel Álvarez*
El ambiente debe ser identificado y valorado desde el punto de vista de las diferentes variables a las que estará expuesto el material de las estructuras. Por lo anterior, el ambiente en sí mismo comprende:
La humedad
La temperatura
El pH o información química
La presión
El trabajo mecánico que cumple el material de la estructura
El tiempo de exposición o reacción
Cada una de las variables del ambiente está determinada por:
La humedad: representada por la humedad relativa y su condensación, la capacidad de humectación, la pluviosidad, etc.
La temperatura: representada tanto por la temperatura ambiental como de superficie, al igual que el calor ganado o perdido, por lo que se deben conocer los umbrales diarios, por temporada o por estación.
El pH: hace referencia a toda información química que es transportada hacia la superficie de los materiales de la estructura por los diferentes vectores; como el aire que transporta compuestos o moléculas a la superficie.
Ejemplo: las distintas calidades de agua que por su diferente composición, e incluso concentración, varía el pH (acidez o alcalinidad). Por lo anterior, el pH del ambiente dependerá de la información química disuelta o presente.
La presión: está representada por la presión atmosférica natural y por la presión soportada por el material, tanto interna como externa (comportamiento del grano y reactividad en áreas expuestas).
El trabajo mecánico: hace referencia a todos aquellos esfuerzos de tipo mecánico a los que está expuesto el material de la estructura; cíclicos o no cíclicos, que generan tipos de corrosión por su participación en la formación y propagación.
El tiempo de exposición o reacción: hace referencia a los tiempos que se van sumando por exposición del material de la estructura o por reacción con el material de la estructura, bien con la humedad, con la temperatura, con los vectores, con la presión, o con cualquier trabajo mecánico.
De tal forma que esta variable permite cuantificar la afectación por formación de productos de corrosión, incluso preventivamente, o ayudar a controlar a través de la tendencia como velocidad de corrosión.
Si partimos de revisar los mecanismos que se pueden utilizar para el control de la corrosión, podemos evidenciar el porqué es indispensable determinar, conocer o monitorear el ambiente. Veamos:
Diseño de estructuras y componentes: importante determinar del ambiente, la probabilidad de condensación, goteos, escurrimientos, apozamiento y otras formas de presencia y contacto con electrolitos.
Selección de materiales: el ambiente determina la reactividad de acuerdo con el material con el que está en contacto; es así como la serie electroquímica, las series galvánicas y los diagramas de Pourbaix determinan la corrosividad o reactividad partiendo de la relación entre material y ambiente.
Pasivadores: en sí mismo, los pasivadores se aplican y están diseñados de acuerdo con el material de superficie con el que entre en contacto para formar la película pasiva de protección.
Recubrimientos: el ambiente es el primer criterio de selección de los recubrimientos, de tal forma que la correcta selección de los recubrimientos establece la durabilidad de la protección a partir de la resistencia del recubrimiento en el ambiente al cual se expone en servicio.
Protección catódica: bien sea por ánodos de sacrificio o por corriente impresa, la valoración del ambiente se tiene en cuenta en los cálculos y diseño de la protección catódica, motivo por el cual es determinante.
Es de tener en cuenta en todo momento que los ambientes son cambiantes, razón por la cual se deben monitorear.
El monitoreo del ambiente es una herramienta que genera información estadística que bien manejada permite determinar el control de la corrosión que se puede estar logrando a través de criterios relacionados con las variables. Pero, a su vez, permite establecer la durabilidad a la que puede llegar el mecanismo o mecanismos de control utilizados para el control de la corrosión.
Así pues, determinar el tipo de ambiente y conocer o clasificarlo a través de sus variables es de gran importancia como criterio en lo relacionado con el control de la corrosión.
Hoy en día se han estandarizado y clasificado los ambientes, lo que permite tener una herramienta con aval y concepto de calidad, que ayuda cuando se establece debidamente partiendo de la debida interpretación de la información que determina la norma en relación con el correcto engranaje respecto al ambiente físico y su comportamiento, donde se encuentra en servicio la estructura.
La norma de clasificación es la ISO-12944, la cual básicamente tiene en cuenta las variables de humedad, temperatura y pH.
La norma ISO-12944 (2018) determina la clasificación de ambientes como:
C1. Seco o frio con muy baja contaminación.
C2. Ambiente templado de baja contaminación.
C3. Templado con media contaminación, tropical con baja contaminación.
C4. Templado con alta contaminación, tropical con contaminación moderada.
C5. Templado y subtropical con contaminación muy alta y/o efectos significativos de los cloruros.
CX. Zonas industriales extremas, zonas de alta mar.
IM1. Instalaciones fluviales y centrales hidroeléctricas.
IM2. Estructuras sumergidas sin proyección catódica.
IM3. Estructuras enterradas.
IM4. Estructuras sumergidas con protección catódica.
Con base en lo anterior, cada una de las variables se deben tener en cuenta en la valoración del ambiente. De tal forma que para el diseño y cumplimiento de un programa de Control de Corrosión se tenga en cuenta con respecto a cada tipo de material e incluso en cada estructura, así estén teóricamente en un mismo ambiente.
Por ejemplo, en una misma zona pueden estar varias estructuras con los mismos materiales, pero no a todas llega el mismo gradiente de temperatura, o los mismos vectores, o la lluvia en todos los lados de la estructura.
De otra parte, pueden estar presentes varias estructuras en un mismo ambiente de exposición, pero con diferentes materiales, maquinaria o estructuras en su interior con diferentes microambientes internos en una misma estructura.
Todas estas posibles variables se deben tener en cuenta para determinar, conocer o monitorear en cada uno de los microambientes (o ambientes dentro de una misma estructura).
El éxito de lograr el mejor control de la corrosión y lograr el control en la velocidad de corrosión mínima o prevista para la durabilidad de la estructura esperada en servicio depende del ambiente. De ahí la importancia de determinar, conocer y monitorear el “ambiente”.
En este ciclo de artículos dirigido al Control de la corrosión, como se enunció desde la primera edición, después de haber desarrollado los temas de Mecanismos de control de corrosión y de Ambientes, se considera complementario y como propósito de diseño y control tratar el tema de Durabilidad.
En la próxima edición, se desarrollará el tema de la “Durabilidad”, relacionado con el control de la corrosión en estructuras.
Como siempre, les deseo un buen envejecimiento y muchos éxitos en sus labores.
*JUAN MANUEL ÁLVAREZ RODRÍGUEZ
Designer for Corrosion Control, Certified Coating Inspector, Corrosion Technician and Marine Coating Inspector (NACE International, the Corrosion Society)
A.S.T.M. member of the committees of corrosion, paints and coatings, fuels, general
aviation, adhesives, nondestructive testing, and composites.
Certified Instructor OACI (Organizacion de la Aviation Civil Internacional).
Inspector en Pruebas No Destructivas.
Instructor, conferencista y columnista
Especialista en Estructuras Metálicas y Materiales Compuestos
Juancorrosion.com [email protected]
Gerente Técnico de Corrosión, Control y calidad, Servicios de Asesorías, Inspecciones y Capacitaciones para el Control y la Prevención de la Corrosión
Buenos días, Álvaro. Muchas gracias por su lectura y amables palabras. Saludo de vuelta.
Saludos.