I N S T I T U T O ... D E L E S T A D...

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR,
DEL ESTADO DE CAMPECHE.
MATERIA: Corrosión en Medios Naturales Tropicales
PRÁCTICA No. 1:
CORROSION EN ALEACIONES NO FERROSAS
OBJETIVO
Iniciarse en los fundamentos, causas y efectos de la corrosión mediante la comprobación
del ataque corrosivo en aleaciones no ferrosas para evaluar la velocidad de corrosión
sufrida por los metales con base en el método de pérdida de peso.
INTRODUCCIÓN
En sentido amplio, la corrosión puede definirse como “la destrucción de un material por
interacción química, electroquímica o metalúrgica entre el medio y el material”.
Generalmente es lenta, pero de carácter persistente. En algunos ejemplos, los productos
de la corrosión existen como una película delgada adherente que solo mancha o empaña
el metal y puede actuar como un retardador para ulterior acción corrosiva. En otros casos,
los productos de la corrosión son de carácter voluminoso y poroso, sin ofrecer ninguna
protección.
La corrosión es esencialmente un proceso electroquímico que origina parte o total del
metal que está transformándose del estado metálico al iónico. La corrosión requiere un
flujo de electricidad entre ciertas áreas de la superficie de un metal a través de un
electrolito, el cual es cualquier solución que contiene iones. Estos son átomos o grupos de
átomos eléctricamente cargados; por ejemplo, el agua pura contiene iones hidrogeno
positivamente cargados (H+) y iones hidroxilo negativamente cargados (OH-) en
cantidades iguales. Por tanto, el electrolito puede ser agua pura, agua salada o soluciones
acidas o alcalinas de cualquier concentración. Para completar el circuito eléctrico debe
haber dos electrodos, un ánodo y un cátodo, mismos que deben conectarse. Los
electrodos pueden ser dos diferentes clases de metales o distintas áreas sobre la misma
pieza del metal. La conexión entre el ánodo y el cátodo puede ser mediante un puente
metálico, pero en la corrosión se lleva a cabo simplemente por contacto. Para que fluya la
electricidad, debe haber una diferencia de potencial entre los electrodos.
Si una pieza de hierro común se coloca en una solución de ácido hidroclórico, se observara
un vigoroso burbujeo de gas hidrogeno. Sobre la superficie del metal hay numerosas y
pequeñísimas áreas de cátodo y ánodo producidas por las inclusiones en el metal, las
imperfecciones superficiales, los esfuerzos localizados, la orientación de los granos o
quizás las variaciones en el medio.
Dr. Alejandro Ortiz Fernández
Corrosión en Medios Tropicales
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR,
DEL ESTADO DE CAMPECHE.
MATERIA: Corrosión en Medios Naturales Tropicales
En el ánodo, los átomos de hierro positivamente cargados se separan por si mismos de la
superficie sólida y entran a la solución como iones positivos, mientras que las cargas
negativas, en la forma de electrones, se dejan atrás en el metal. En el cátodo, los
electrones chocan y neutralizan algunos iones hidrogeno positivamente cargados, los
cuales han llegado a la superficie a través del electrolito. Al perder su carga, los iones
positivos llegan a ser átomos neutrales nuevamente y se combinan para formar gas
hidrogeno. Así, conforme este proceso avanza, la oxidación y la corrosión del hierro se
presenta en lo ánodos, y el desvestimiento del hidrogeno ocurre en los cátodos. La
cantidad de metal que se disuelve es proporcional al número de electrones que influyen,
lo cual a su vez depende del potencial y de la resistencia del metal
Para que la corrosión prosiga, en necesario eliminar los productos de corrosión de ánodo y
del cátodo. En algunos casos, la evolución del gas hidrogeno en el cátodo es muy lenta, y
la acumulación de una capa de hidrogeno sobre el metal retarda la reacción, lo cual se
conoce como polarización catódica; sin embargo, el oxígeno disuelto en el electrolito
puede reaccionar con hidrogeno acumulado para formar agua, permitiendo de este modo
que la corrosión avance. Para hiero y agua, la rapidez de eliminación de la película
depende de la concentración efectiva de oxígeno disuelto en agua adyacente al cátodo.
Esta concentración efectiva depende, a su vez de grado de aeración, de la cantidad de
movimiento, de la temperatura, de la presencia de sales disueltas y de otros factores.
Los productos de los procesos de ánodo y del cátodo frecuentemente chocan y entran en
reacciones ulteriores que dan muchos de los comunes y visibles productos de corrosión;
por ejemplo, con hierro en agua, los iones hidroxilo formados por la reacción catódica, en
su migración a través del electrolito hacia el ánodo, encuentran iones ferrosas que se
mueven en la dirección opuestas y se combinan para formar hidróxido ferroso. Este
pronto se oxida por el oxígeno en disolución para formar hidróxido férrico, el cual se
precipita en forma de herrumbre de hierro. Dependiendo de la alcalinidad, del contenido
de oxígeno y de la agitación de la solución, esta herrumbre se puede formar ya sea lejos
de la superficie de hierro muy próxima a ella, donde puede ejercer más influencia sobre el
ulterior progreso de corrosión.
En el ánodo, los átomos de zinc positivamente cargados se separan de la superficie sólida
y entran en solución como iones positivos, mientras que las cargas negativas, en forma de
electrones provenientes del ánodo se unen y neutralizan algunos iones hidrógenos
cargados positivamente, los cuales han llegado a la superficie metálica a través del
electrolito.
Dr. Alejandro Ortiz Fernández
Corrosión en Medios Tropicales
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR,
DEL ESTADO DE CAMPECHE.
MATERIA: Corrosión en Medios Naturales Tropicales
Al perder su carga, los iones H+ llegan a ser átomos neutros que se combinan para formar
gas hidrogeno. Así, fluyen del ánodo al cátodo, lo cual a su vez depende de la diferencia de
potencial y de la resistencia eléctrica del metal.
Una manera confiable para determinar la velocidad con que se corroe un metal es
exponerlo al medio ambiente, bajo condiciones de trabajo, y evaluar el grado de corrosión
en ese caso particular. Este procedimiento, sin embargo puede ser muy lento y por lo
tanto muy costoso, por lo que es necesario simularlo y acelerarlo mediante alguna técnica
de corrosión.Unos cuantos gramos de metal, sumergidos en una solución, dentro de un
recipiente de laboratorio, son algunas veces suficientes para predecir el grado de
corrosión en algunos equipos utilizados en petroquímica. En algunas pruebas de
corrosión, la muestra metálica está en contacto con liquido o gas solamente, pero en
muchos casos el ambiente en una combinación de ambos.
En la prueba de inmersión total, el metal queda suspendido en un líquido corrosivo. Para
la prueba de inmersión parcial se debe medir la corrosión en la interfaz liquido-gas.La
corrosión comúnmente se mide como la pérdida de peso del metal. Si la corrosión elimina
metal de la muestra, entonces la cantidad y la velocidad de remoción del metal podrán ser
evaluadas pesando la muestra antes y después de una o varias inmersiones en un medio
corrosivo y por lo tanto determinando el grado de corrosión.
EQUIPO O MATERIAL REQUERIDO












2 muestras de cobre
2 muestras de zinc
2 muestras de latón
2 muestras de aluminio
2 muestras de níquel
Cristalizadores
Pinzas
Pistolas de aire
Balanza analítica
NaOH al 15% y 30%
HNO al 15% y 30%
HCL al 15% y 30%
Dr. Alejandro Ortiz Fernández
Corrosión en Medios Tropicales
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR,
DEL ESTADO DE CAMPECHE.
MATERIA: Corrosión en Medios Naturales Tropicales
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
1. Corte las muestras de cada metal o aleación, cuidando que las áreas de exposición sean
lo más equivalente posible, entre 1 y 1.5 cm2.
2. Prepare suficiente solución de NaOH, HCl y HNO3 al 15% y 30% en agua y vacíela en los
cristalizadores; prepare suficiente solución para que las muestras se cubran
completamente.
3. Lije todas las caras de la muestra para dejarlas libres de óxido, pintura o suciedad. Una
vez limpias, seleccione una de cada material, lávela con agua y jabón, enjuáguela con
alcohol, séquela perfectamente con agua caliente y pésela en la balanza analítica.
4. Una vez pesadas, las muestras se sumergen individualmente en los cristalizadores con
la solución al 15%, uno para cada muestra. Se dejan sumergidas las probetas durante 5
minutos, luego se sacan de la solución, se lavan y se secan perfectamente para pesarlas de
nuevo en la balanza analítica. Esta operación se realiza seis veces, para obtener un tiempo
total de inmersión de 30 minutos.
5. Tomando otro juego de muestras, realice la misma secuencia de los puntos 2, 3 y 4,
pero ahora con la solución de 30%.
EVALUACIÓN Y RESULTADOS
Para el cálculo del porcentaje de peso perdido en cada inmersión y del total, se emplean
las siguientes formulas:
a) Porcentaje de peso perdido por inmersión:
Pn 
Pi  Pn
x100
Pi
En donde para la primera pesada n es igual a 1, para la segunda pesada n=3 y entonces
i=1, para la tercera pesada n=3 y ahora i=2 y así sucesivamente.
b) Porcentaje de peso perdido total:
PT 
Dr. Alejandro Ortiz Fernández
Pi  Pf
Pi
x100
Corrosión en Medios Tropicales
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR,
DEL ESTADO DE CAMPECHE.
MATERIA: Corrosión en Medios Naturales Tropicales
En donde:
Pnes el peso después de la “n” inmersión; Pi es el peso inicial de la muestra; Pf es el peso
final de la muestra; PT es el peso total de la muestra.
Los resultados obtenidos se registran en un cuadro que contengan para cada
concentración de solución: el peso perdido durante cada inmersión, el peso final de cada
muestra y el porcentaje total de peso perdido. Estos datos deben mostrarse en graficas de
porcentaje de peso contra el tiempo de inmersión para cada reactivo, en donde la
pendiente será la velocidad de corrosión de cada material para cada solución.
ANALISIS DE RESULTADOS
Analice los resultados obtenidos respondiendo las siguientes preguntas.
1.- ¿Cuál de las muestras sufrió el mayor grado de corrosión y con qué medio?
2.- ¿Existe alguna influencia de los medios oxidantes o alcalinos en el grado de corrosión
de las muestras metálicas?
3.- ¿Existe relación con la velocidad de corrosión de acuerdo con el material que resulto
más anódico en el experimento? Explique.
4.- Explique el fenómeno de la corrosión presentada en los materiales utilizados durante
la práctica. Analícelo de acuerdo con los diferentes tipos de corrosión que se mencionan
en la bibliografía.
5.- Tomando en cuenta la corrosión presentada en los materiales no ferrosos utilizados en
esta práctica, ¿Qué métodos de prevención utilizaría para minimizar la corrosión y por
qué?
REFERENCIAS
1. Sydney H. Avner, Introducción a la metalurgia física, Mc Graw-Hill, México, 1985.
2. Javier Ávila, Joan Genesca, Mas allá de la herrumbre I y II, Colección “La ciencia
desde México”, #9 y #79 SEP-FCE, México, 1986 y 1989.
3. Green Fontana, Engineering corrosion, McGraw-Hill, Tokyo, 1982.
4. Zbigniew D. Jastrzebki, Naturaleza y propiedades de los materiales para Ingenieria,
2da. Edición, ed. Interamericana, México 1979.
Dr. Alejandro Ortiz Fernández
Corrosión en Medios Tropicales