el artículocompleto - Pedagogía Profesional

Título del trabajo: LA CORROSIÓN, SUS DAÑOS EN LO ECONÓMICO, HUMANO, Y ECOLÓGICO, REFERIDOS AL MEDIO AMBIENTE, Y CONTR...
La corrosión, sus daños en lo económico, lo humano y ecológico referidos al medio ambiente y controlados por la extensión universitaria.
M.Sc. Ing. Manuel José Feria Feria.
Lic. Ronand Casaña Hernández
Resumen
Se hace referencia a la relación existente entre el diseño micro curricular de la Química para las Carreras Mecánica,
Eléctrica, Construcción, y Mecanización del I.S.P.E.T.P., la Extensión Universitaria y el proceso de
Universalización.
Para el proceso de Universalización el diseño micro curricular, citado anteriormente fue confeccionado con los
siguientes temas: Estructuras de las sustancias; Procesos Químicos; Procesos en Disolución; y Electroquímica y
Corrosión, donde se enfatiza la importancia del conocimiento del fenómeno de la corrosión y los métodos de
control.
Por ser la corrosión uno de los fenómenos más transcendentales en la economía de toda sociedad humana, y daño
al medio ambiente, citamos de acuerdo con la Secretaría General de La Organización de Los Estados Americanos
(Programa Regional Desarrollo y Tecnológico) los perjuicios causados por la corrosión equivalen del 1.5 al 3.5%
del Producto Interno Bruto en numerosos países. En nuestro país el perjuicio causado por la corrosión es de 2 a 4%
del producto interno bruto, aumentando con el grado de subdesarrollo, la humedad, la contaminación, y la salinidad
ambiental, lo cual equivale alrededor de 300 millones de pesos anuales.
El proceso corrosivo ocasiona a las industrias nacionales un cuantioso daño económico, humano, y ecológico. Esto
ocurre fundamentalmente, debido a la falta de control de la corrosión.
Se considera que este fenómeno debe ser profundizado por los estudiantes, e inclusive estar bajo el dominio de
cada miembro de la comunidad donde se vive, para que los métodos de control y prevención de la corrosión, sean
aplicados con mayor sistematicidad y rigor.
Palabras claves: Corrosión, daños económico, humano, ecológico, medio ambiente, y Extensión Universitaria.
Introducción
En el curso 2004-2005 se realizó en el Instituto Superior Pedagógico para la Educación Técnica y Profesional un
nuevo programa de química para todas las carreras en el marco de la Universalización.
En el programa se pudo precisar en varios temas que la misma presenta insuficiencia en la literatura utilizada,
detectándose poca actualización en el tema de Electroquímica y Corrosión, lo que no permite el desarrollo
adecuado del Proceso Pedagógico Profesional (PPP).
La literatura existente consultada refleja en sentido general la falta de actualidad acorde con el desarrollo científico
– técnico; en particular, con el concepto de corrosión, sus daños, el efecto tan dañino que produce a nuestro país,
por ser un archipiélago, todo rodeado por agua de mar, el limitado conocimiento que tiene la población sobre este
daño, así como acerca de los métodos de control de la corrosión para disminuir este efecto destructor, y la
existencia de dispersión de la información para la solución de estos problemas.
Lo fundamental, en este caso, es darle solución a las insuficiencias detectadas en la literatura docente utilizada en la
asignatura de Química que como parte de las transformaciones que se están produciendo en el Instituto Superior
Pedagógico para la Educación Técnica y Profesional (ISPETP); acorde con los programas de la Revolución. Se
requiere de una nueva dinámica de actuación referente a la preparación de los estudiantes en la que los docentes
busquen alternativas de solución a los problemas. Una alternativa es la elaboración de un material de estudio
actualizado, y de un material divulgativo que responda a la necesidad que tiene la población de conocer y combatir
este proceso dañino .
Conocer los daños que produce el proceso de la corrosión será oportunl, referido a lo económico, humano, y
ecológico, con la ayuda que nos brinda la Vice-rectoria de Extensión Universitario, como apoyo divulgativo,
comenzando por las cercanías de nuestro instituto, es decir en la comunidad, posteriormente se pretende divulgar el
efecto destructor de este fenómeno corrosivo, en las sedes universitarias, a los profesores de la Educación Técnica
y Profesional, en la superación que se le imparte, así como en la divulgación en los procesos de Educación
Ambiental.
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Desarrollo
Antecedentes de la corrosión
Durante el proceso de desarrollo de la civilización, los metales han jugado un papel muy importante en los avances
relacionados con la defensa, los procesos químicos, la agricultura, la construcción, etc.
Desde épocas primitivas el hombre tuvo conocimiento de la existencia de diversos materiales que se podían extraer
de la naturaleza. Los períodos de desarrollo de la civilización humana, en algunos casos, se vieron identificados por
el descubrimiento y florecimiento de la explotación de dichos recurso.
Los metales marcaron las pautas de nuestra historia, un ejemplo de lo citado anteriormente, es la Edad del Hierro,
siendo sus antecedentes, la edad de Piedra y la de Bronce.
A partir del siglo VII los chinos construían cohetes y explosivos para la guerra después de inventar la pólvora, en el
siglo VI. Según los escritos del monje inglés Roger Bacon, la pólvora se introdujo en Europa a partir del siglo XII
procedente del Oriente próximo.
Entre 1334 y 1340 la pólvora se fabricaba en Inglaterra y en Alemania para ser usada en la artillería pesada como
los “Cañones de Guerra”, que podían ser emplazados tanto en la tierra, como en las embarcaciones. Es en ese
momento que se tomaron las primeras precauciones contra la corrosión de los metales, ya que esta maquinaria de
destrucción al estar expuesta al medio ambiente sin ninguna protección se oxidaba hasta el punto de causar su
destrucción total. El primer método de conservación para evitar este fenómeno fue dar una capa de aceite de
ballena a la superficie del cañón, haciendo así más prolongada la vida del mismo. Este método de recubrimiento es
lo que hoy en día conocemos como recubrimientos orgánicos, usados ampliamente en aquella época debido a su
excelente comportamiento en aquellos medios donde los metales fallaban más frecuentemente. Este mismo método
de conservación fue utilizado en los cañones que estaban emplazados en los barcos, siendo el mar, el agente
oxidante del mismo. ( Gómez Montes, F., 2007: 4 p. 03 )
La investigación sobre la Corrosión y la enseñanza de esta, se comenzó en el Instituto de Tecnología de
Massachussets (Massachussets Institute of Technology).La palabra “corrosión” proviene del latín “Corroyere” que
significa “Corroerse”. La primera vez que apareció un escrito sobre la “corrosión” fue sobre “la corrosión del
hierro”, cuyo autor fue el profesor Whitney en el año 1903, publicado en el Magacín de la Sociedad Química
Americana. El primer artículo titulado “Corrosión” fue en un magacín del Instituto de Massachussets en el año
1922, cuyo autor es el profesor Whitman. Este documento fue estudiado por varios profesores del departamento de
Ingeniería Química, cuyo mayor defensor, acerca del efecto destructor de la corrosión, fue el profesor Lewis.
Posteriormente surgieron varias publicaciones, referentes a la corrosión por profesores e investigadores del citado
instituto, considerando uno de los principales el profesor R.S.Willians, del departamento de Metalurgia en el año
1931, quien publicó un artículo titulado “la corrosión y la resistencia al calor de las aleaciones, este no fue
publicado hasta el año 1942 debido a la segunda guerra mundial. El estudio de la corrosión y la publicación de
nuevos artículos fueron detenidos debidos a que se cerraron escuelas y muchas personas fueron enviadas a esta
conflagración. La corrosión como ciencia y la “Ingeniería de la Corrosión” se expandieron rápidamente
especialmente en la década de los cincuenta. Se estudia de manera relevante la corrosión a partir de la
electroquímica basada en los procesos de oxidación- reducción. Se han expandido los conocimientos de la
electroquímica más que las de la “corrosión,” inclusive hay textos donde se aborda con mayor significación la
Electroquímica y no la corrosión. Existen prominentes científicos que ayudan al desarrollo de la corrosión como
una ciencia, entre los cuales podemos citar a Tomashov, Yhli; Izgaryshev; Frumpin etc.
En nuestro país podemos citar a Jorge A Domínguez y Dulce A Castro; ingenieros del Instituto Superior
Politécnico ¨José Antonio Echeverría¨ (ISPJAE) y a Roger Matos y Rogelio Hernández; Ingenieros de la
Universidad de Oriente (ISJAM) que han escrito textos referente a la corrosión. A medida que transcurren los años;
la ciencia de la corrosión y sus métodos de control, se van aplicando en otras ciencias; tal es el caso de la Química
donde existen un capítulo titulado Electroquímica y Corrosión; que se aborda en diferentes carreras tales como,
Química, Mecánica, Eléctrica, Construcción y Mecanización, en los centros Superiores Pedagógicos y en diferentes
carreras de Ingeniería.
El problema de la corrosión
En la vida diaria con frecuencia se considera a la corrosión de los metales y aleaciones, como algo molesto y
destructor, que debemos prevenir y evitar la pena de tener que desechar los utensilios e instrumentos o bien tener
que limpiarlos y pintarlos frecuentemente para que puedan brindar servicio durante un poco más de tiempo. El ser
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humano se preocupa, sobre todo, por los objetos expuestos al medio ambiente, principalmente cuando este medio
corresponde a un clima húmedo y cálido. Sin embargo, hay que aclarar que, la corrosión, no es un hecho trivial,
sino que, a nivel mundial, viene a ser uno de los fenómenos más trascendentales en la economía de toda sociedad
humana. En términos generales de acuerdo con la Secretaria General de La Organización de Los Estados
Americanos (Programa Regional de desarrollo Científico y Tecnológico) los perjuicios causados por la corrosión
equivalen del 1.5 al 3.5% del Producto Interno Bruto en numerosos países.
En Cuba el perjuicio causado por la corrosión es de 2 al 4% del Producto Interno Bruto, aumentando con el grado
del sub-desarrollo, la humedad, la contaminación y salinidad ambiental lo cual equivale alrededor de 300 millones
de pesos anuales.
Si se refiere a los perjuicios que, el fenómeno de la corrosión, ocasiona a las industrias, cabe mencionar que hoy en
día se tiene plena conciencia de que el factor más determinante para la reducción de su influencia, es la falta de
control de la corrosión de los metales y aleaciones.
Frecuentemente pensamos que los perjuicios ocasionados por la corrosión poseen una expresión o equivalencia
monetaria definida, es decir, puede ser siempre valoradas en términos de dinero. Sin embargo la realidad demuestra
que las pérdidas producidas por la corrosión se ven más allá del marco puramente económico, alcanzando
cuestiones relativas a la salud, la energía, los recursos, la vida, y el futuro de la humanidad.
Clasificación de las pérdidas de la corrosión
La clasificación de las perdidas de la corrosión se refleja en tres grandes grupo:
ü Económico
ü Humano
ü Ecológico
ü Económico:
Las pérdidas económicas por problemas de corrosión se pueden dividir en dos tipos:
· Pérdidas directas
· Pérdidas indirectas
Las pérdidas directas: Son aquellas que están relacionada directamente con el metal o equipo que sufre la
corrosión, como son el costo de recambio o reparación del metal corroído incluyendo, claro está, el costo de la
mano de obra requerida, se incluye las inversiones en métodos de protección del metal y usos de sus aleaciones especiales de elevado costo.
Las pérdidas indirectas: Son aquellas que se producen como consecuencia del proceso corrosivo, pero que no está
directamente relacionada con el costo del metal corroído o su protección
Paradas de plantas:
Ejemplo: La rotura por corrosión de un tramo de tubería de abastecimiento de agua a una refinería de petróleo,
puede costar miles y miles de pesos.
Pérdidas de Productos:
La corrosión local de tanques, tuberías y equipos que manejan líquidos o gases trae como consecuencia las perdidas
de estos fluidos mientras no se detecte y repare el fallo.
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Pérdidas de la eficiencia:
En muchos medios la corrosión origina productos sólidos voluminosos en las superficies metálicas, lo cual exige un
incremento de la potencia consumida de bombeo para mantener el flujo requerido. También reduce la eficiencia del
intercambio calórico en los equipos con este fin, lo que obliga a realizar paradas por limpiezas.
Contaminación del producto:
La contaminación del producto con iones metálicos a causa de la corrosión puede disminuir su valor o hacerlo
totalmente irreversible. Es el caso de la contaminación con plomo los alimenticios, con cobre los jabones, de hierro
en el acido sulfúrico, para la construcción de acumuladores y mucho productos farmacéuticos. ü Humanas:
Frecuentes han sido las pérdidas de salud o vida por consumo de productos contaminados con metales tóxicos o
por roturas de estructuras constructivas corroídas o por explosiones de equipos a presión como reactores y calderas
debido a fallas por corrosión. Por la importancia o trascendencia de estos fallos, se debe hacer todo lo posible sin
escatimar recursos para reducirlos a cero.
ü Ecológicas:
Estas consisten en la determinación de los recursos naturales, así como en fenómenos de contaminación ambiental
Frecuentemente se producen contaminaciones de las aguas naturales y el suelo con producto químico y
combustibles como resultado de las roturas por corrosión.
También se contaminan los ecosistemas con metales pesados indeseables como ocurren en las lavadas y decapadas
químicas.
Los minerales de donde se extraen los metales se encuentran concentradas en yacimientos; pero al corroerse dicho
metal lo hace en condiciones de dispersión, por lo que no es recuperable.
También se producen enormes pérdidas de recursos energéticos ya que la producción de una masa de metal
requiere en muchos casos de un consumo equivalente en petróleo u otros combustibles, impactando este proceso, el
ambiente, por los gases de invernadero, los cuales contribuyen al incremento de la temperatura global, lo que
genera cambios climáticos y a la larga el cambio global, con graves consecuencias ambientales se manifiestan en la
salud, la alimentación, la economía, el aumento del nivel del mar los cambios en los ciclos vitales de todas las
especies, la velocidad de extinción de especies, es decir un proceso de desequilibrio, al cual tributa de forma
silenciosa el proceso corrosivo. Como conclusión fundamental puede decirse que todos los esfuerzos encaminados a atenuar el proceso de
corrosión son valederos, más cuando se sabe que la aplicación del método adecuado de protección en cada caso
produce un elevado beneficio económico, humano, y ecológico, o sea, ambiental.
Formas en que ocurre la corrosión
La corrosión ocurre en muchas y varias formas, pero su clasificación generalmente se basa en uno de los tres
siguientes factores.
1- Naturaleza de la sustancia corrosiva. La corrosión puede ser clasificada como húmeda o seca. Para la
primera se requiere un medio líquido, en muchos casos la humedad mientras que para la segunda, las
reacciones se desarrollan con gases a altas temperatura.
2- Mecanismo de corrosión. Este comprende las reacciones electroquímicas o bien, las reacciones químicas.
3- Apariencia del metal corroído. La corrosión puede ser uniforme y entonces el metal se corroe a la misma
velocidad en toda su superficie o bien, puede ser localizada, en cuyos casos solamente resultan afectadas
pequeñas áreas.
La clasificación por apariencia, uniforme o localizada, es muy útil para una discusión preliminar, que en caso de
requerirse una definición en forma más completa, necesita del establecimiento de las diferencias entre la corrosión
localizada de tipo microscópico y el ataque microscópico local.
En el ataque microscópico, la cantidad de metal disuelta es mínima y puede conducir a daños muy considerables
antes de que el problema sea visible.
Concepto de corrosión
A partir del especialista en Corrosión el Dr. Jorge A Domínguez.
El concepto de corrosión puede definirse: como el ataque químico y electroquímico que sufren los materiales
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metálicos y sus aleaciones por acción del medio ambiente, siempre cuando conlleve un deterioro de dicho material.
A partir del concepto anterior se elabora el siguiente:
Concepto de corrosión ( Casaña Hernánz, R. , 2006; 1 p. 22 )
Es la destrucción parcial o total que sufren los materiales metálicos así como sus aleaciones producto del ataque
químico o electroquímico que ejercen sobre ellos los factores medioambientales.
ü Materiales metálicos y sus aleaciones
ü Ataque químico o electroquímico
ü Factores medioambientales
¿Cuáles son los materiales metálicos y sus aleaciones?
Los materiales metálicos que se expresan son aquellos que aparecen en la tabla periódica.
En este caso se emplean todos los materiales metálicos así como sus aleaciones:
Algunos ejemplos: Hierro - Fe, Cinc- Zn, Cobre- Cu
Y algunas aleaciones serian: Aceros, Bronces, latones, otros.
¿En qué consiste el ataque: - químico ?
¿En qué consiste el ataque: - electroquímico ?
Corrosión Química:
Es la interacción espontánea del metal con el medio corrosivo; cuando la fase anódica y la fase catódica se
producen simultáneamente, o sea los iones
toman directamente los electrones de los átomos del metal,
estando en contacto iones y átomos. Este tipo de corrosión se produce cuando sobre el metal actúan gases secos (el
aire, productos de combustión, etc.) y los líquidos no electrolitos (El petróleo, la gasolina y otros)
( asumiendo un metal Me divalente )
Ejemplo:
Una lámina de Fe, se deja al aire húmedo al cabo del tiempo ocurre una oxidación o corrosión del metal como
muestra La figura:
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Figura: Microfotografía -con un aumento de 400 veces- de un tubo de acero que presenta productos de corrosión.
Fotografía: gentileza de W. Guiachetti (CIMM).
Corrosión Electroquímica:
Se debe a la formación y acción de las pilas microscópicas llamadas micro pilas.
Cuando la fase anódica y la fase catódica están separadas a ciertas distancias de manera que los iones
toman
los electrones que se mueven por el metal constituyendo una corriente local, que procede de los átomos del metal,
es decir se forma una pila microscópica debido a la separación de los electrodos (ánodo y cátodo):
( asumiendo un metal Me divalente )
Sumando estas dos ecuaciones se obtiene:
Ejemplo:
Al tener una lámina de Fe, y se pone el Fe en disolución neutra de NaCl se obtiene un resultado semejante, en
cierto grado. La reacción puede dividirse en dos medias reacciones considerando que la oxidación y la reducción
ocurren en diferentes zonas de la superficie del metal, como se esquematiza en esta figura: Disolución neutra
¿Cuáles son los factores medioambientales que se expresa?
Son los elementos que se proporcionan para la elaboración de la corrosión
Gases: El dioxígeno
, trioxígeno u ozono
, otros.
Agua y disoluciones: El agua de mar, ácidos, sales fundidas, otros.
Temperatura: Al aumento de la temperatura se acelera con mayor velocidad el proceso de oxidación.
Humedad: A mayor humedad mayor influencia de la oxidación.
Métodos de control de la corrosión ( Concepto )
Se entiende por métodos de control de la corrosión, toda una serie de medidas o métodos que se toman para
disminuir la corrosión o eliminarla, en metales y aleaciones.
Métodos de control de la corrosión
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Entre los métodos de control a la corrosión más elementales, que estén al alcance de la población podemos citar.
ü Pintado y engrasado de las superficies metálicas.
ü Protección con películas de óxidos.
ü Protección con ánodo de sacrificio, se busca un metal de más bajo costo al que se quiere proteger, además
que tenga un potencial de electrodo menor, del que se quiere proteger, para que realice la función de
ánodo.
ü Protección con plásticos ( muy utilizado, durante el almacenamiento y transporte de los metales y aleaciones
).
ü Bolsitas de arcilla deshidratante ( protege los productos sensibles a la humedad en el interior del embalaje ).
ü Aceite anticorrosivo.
ü Papel anticorrosivo.
ü Tuberías, codos, uniones plásticas.
Una alternativa y una propuesta para el tratamiento de la corrosión como un tema ambiental.
Extensión Universitaria:
Su labor educativa y preventiva contra el fenómeno de la corrosión.
Debe:
ü Educar a todos los miembros de la comunidad, y a la población en general, acerca de los daños que
produce la corrosión, en los aspectos económicos, humanos, y ecológicos.
ü Conocer la existencia de fábricas, instalaciones productivas, que producen desechos contaminantes, en la
comunidad, el municipio, etc.
ü Saber los tipos de contaminantes, que pueden producir daños en la economía, la salud, y lo ecológico de
la comunidad.
ü Estar informado en la existencia de hospitales; policlínicos; círculos infantiles, y de abuelos, donde
existe un personal humano de mayor riesgo a la contaminación.
ü Preparar un personal adecuado, (promotores) mediante, cursos de capacitación, charlas, etc. que esté
instruido, en los daños producidos por la corrosión y los métodos más apropiados, del control de la
corrosión, a disposición de las personas de la comunidad.
ü El personal encargado de instruir, y actualizar a cada miembro de la comunidad, puede aplicar:
entrevistas, encuestas, todo medio de obtener información del estado actual de cada miembro de la
comunidad, sobre este fenómeno tan dañino, y los métodos de control de la corrosión que estén al no tan
dañino y sus métodos de control, más elementales.
ü Este personal capaz de instruir a las personas de la comunidad, puede ser universitario, graduado de pre
universitario, técnico medio, personal de empresa; en fin toda persona que sea capaz de transmitir, las
enseñanzas, de este fenómeno corrosivo.
Resultados esperados:
Un personal que sea capaz de:
ü Detectar cuando una superficie esté corroída.
ü El conocimiento de los daños que produce la corrosión.
ü Saber cuando en su comunidad, municipio existe un contaminante.
ü Informar a las autoridades competentes, del agente contaminante de su comunidad, municipio, etc.
ü Saber los principales métodos del control de la corrosión que están a su alcance.
ü Ser un propagandista de los daños que produce la corrosión, y sus principales métodos de control, a otras
comunidades cercanas a la suya.
Conclusiones:
1. La disminución gradual del fenómeno de la corrosión en los metales y aleaciones, aplicando los métodos de
control de la corrosión, a nivel de comunidad.
2. La formación de un personal calificado (promotores) que sea capaz de impartir conversatorios, coloquios,
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que informen a otros miembros de comunidades, empresas, escuelas, etc., los daños, y consecuencias, y los
métodos del control de la corrosión.
3. La confección de materiales divulgativos donde se explique detalladamente la importancia de saber los daños
que produce la corrosión y los principales métodos de control.
4. Estar actualizado sobre la existencia de nuevos materiales de consulta, referidos al tema estudiado, para ser
divulgados, en su comunidad, y en comunidades cercanas.
5. Es importante para cualquier sociedad, pueblo, o nación conocer sobre los daños del fenómeno de la
corrosión y los métodos de control.
Recomendaciones:
1. Actualización y superación del personal, encargado de divulgar los daños de la corrosión, y sus
principales métodos del control.
2. Mantener la actualización a los miembros de la comunidad y a la población en general, mediante la
confecciones de materiales divulgativos, charlas, conferencias etc.
3. Analizar con los delegados de las diferentes circunscripciones de la comunidad, la posibilidad de entregar
o comprar materiales tales como pinturas, grasas, etc. a bajo costo para controlar la corrosión.
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