Internacional. Investigadores de la Escuela Politécnica Federal (ETH) de Zúrich han logrado avances significativos en la clarificación del principio subyacente de la protección catódica, especialmente en el caso del acero en medios porosos como el suelo o el hormigón.
La corrosión es una reacción química de la que son víctimas incluso las estructuras más resistentes. Los metales como el acero reaccionan con el oxígeno y el agua, oxidándose y descomponiéndose. La protección catódica juega un papel clave en la lucha contra la corrosión. Protege las estructuras de acero ralentizando o previniendo los procesos que conducen a la corrosión.
La protección catódica se describió por primera vez en un contexto científico en Inglaterra hace dos siglos y desde entonces ha desempeñado un papel valioso en el mantenimiento de infraestructuras modernas, como gasoductos enterrados y estructuras de hormigón armado. "Sin embargo, a pesar de su uso generalizado, el principio de funcionamiento subyacente detrás de la protección catódica sigue sin estar claro y es controvertido", afirma Ueli Angst, profesor de Durabilidad de Materiales en ETH Zurich.
Su estudio, publicado en la revista Communications Materials in the Nature, arroja luz sobre los complejos procesos implicados en la protección catódica contra la corrosión en la interfaz entre el metal y el medio poroso.
Para su estudio, los investigadores de ETH se centraron en la interfaz entre el acero y el electrolito y caracterizaron en detalle los cambios espaciales y temporales.Por primera vez pudieron demostrar la formación de una fina película de óxido metálico en la superficie del acero y demostrar que esta capa es el resultado directo del aumento del pH debido a los procesos electroquímicos que tienen lugar.
Federico Martinelli-Orlando, primer autor del estudio, añade: "También pudimos demostrar que estos cambios químicos en la superficie del acero y en el electrolito provocan cambios en la velocidad y la progresión de las reacciones anódicas y catódicas".
Los investigadores proponen un mecanismo de acción que resuelve las aparentes contradicciones entre hipótesis anteriores y une las dos teorías de forma complementaria.
"Concluimos que debemos considerar las dos teorías debatidas como complementarias y no contradictorias para poder explicar completamente el mecanismo de funcionamiento de la protección catódica", dice Martinelli-Orlando.
A partir de las mediciones realizadas, los investigadores han desarrollado un modelo mecanicista que tiene en cuenta todos los procesos electroquímicos.
Estas nuevas teorías pueden ayudar a mejorar las tecnologías de protección contra la corrosión y operar infraestructuras críticas basadas en acero de una manera segura, económica y respetuosa con el medio ambiente.
Los resultados pueden posteriormente "validar" conceptos empíricos existentes y formar la base para enfoques consistentes, por ejemplo, para desarrollar criterios estándar bien fundamentados para la eficacia de la protección catódica contra la corrosión.
Las tecnologías científicamente respaldadas para la protección contra la corrosión desempeñan actualmente un papel importante, especialmente en el contexto del envejecimiento de las infraestructuras, ya que pueden retrasar o impedir la sustitución de estructuras antiguas. "Si evitamos el desmantelamiento y la sustitución innecesarios de estructuras, en última instancia, esto también beneficia al medio ambiente", afirma Angst.
