Cómo evitar que los metales se corroan

La corrosión es el proceso por el cual el metal se degrada en presencia de agentes oxidantes en el ambiente. Un ejemplo típico de esto se ve en el proceso de oxidación, durante el cual se forman óxidos de hierro producto de la humedad. La corrosión es un serio problema para los constructores de barcos, aeronaves, edificios, carros y otros productos que utilizan metal. Por ejemplo, cuando el metal se utiliza como parte de un puente, la integridad estructural de dicho metal, que puede comprometerse por la corrosión, es importante para la seguridad de las personas que utilizan dicho puente. Lee el primer paso para comenzar a entender cómo proteger a los metales de la corrosión.

Método 1

Método 1 de 3:
Comprender los diferentes tipos de corrosión de metales

Debido a que hay diversos y diferentes tipos de metal utilizados en la actualidad, los constructores y fabricantes necesitan protegerlos contra los diferentes tipos de corrosión. Cada metal tiene determinadas propiedades electroquímicas que determinan qué tipo de corrosión (si la hay) afecta al metal. El gráfico a continuación detalla una selección de metales comunes y los tipos de corrosión que pueden presentarse en estos.

*Ten en cuenta que la columna de "Actividad galvánica" refiere a la actividad química y relativa del metal que se describe por tablas de series galvánicas en las fuentes de referencia.^{[1]
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Fuente de investigación} Para el mejor entendimiento de la tabla, si hay una mayor actividad galvánica del metal, se desarrollará de forma más rápida la corrosión galvánica al juntarse con un metal menos activo.

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Puedes evitar la corrosión uniforme al proteger la superficie del metal. La corrosión uniforme es un tipo de corrosión que se da, apropiadamente, de manera uniforme sobre la superficie de un metal expuesto. Además, la corrosión se da en un ritmo uniforme. Por ejemplo, si una superficie sin protección de hierro se expone con regularidad a la lluvia, toda la superficie se pondrá en contacto con la misma cantidad de agua. Por lo tanto, se corroerá en un ritmo uniforme. La manera más fácil de proteger a un metal contra la corrosión uniforme se da usualmente al poner una protección entre el metal y los agentes corrosivos. Estas protecciones pueden ser una gran variedad de cosas: pintura o aceite sellador, o una solución electroquímica como una capa galvanizada de zinc.
- Si se trata de ambientes subterráneos o de inmersión, una buena opción es recurrir a la protección catódica. ^{[2]
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  Fuente de investigación}
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Puedes prevenir la corrosión galvánica al evitar el flujo de iones de un metal al otro. La corrosión galvánica es una forma importante de corrosión que ocurre a pesar de la fuerza física de los metales utilizados. La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales con diferentes potenciales de electrodos están en contacto uno con el otro en presencia de un electrolito (como el agua salada) que crea un circuito eléctrico entre ambos. Cuando esto sucede, el flujo de iones del metal va del más activo al menos activo, lo que ocasiona que el metal más activo se corroa en un ritmo más acelerado y el menos activo lo haga en un ritmo menos acelerado. En otras palabras, esto significa que la corrosión se desarrollará en el metal más activo y en el punto de contacto entre los dos metales.
- Cualquier método de protección que prevenga el flujo de iones entre los metales puede evitar la corrosión galvánica. Si los metales tienen una capa protectora adecuada, pueden ayudar a prevenir que los electrolitos del ambiente creen un circuito eléctrico entre los dos metales. Los procesos de protección electroquímica como la galvanización y la anodización también hacen un buen trabajo. Además, es posible impedir la corrosión galvánica al aplicar el aislamiento eléctrico de las áreas de los metales que se ponen en contacto.
- Adicionalmente, el uso de la protección catódica o un ánodo de sacrificio puede proteger a los metales importantes de la corrosión galvánica. Mira a continuación para obtener mayor información.
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Puedes evitar la corrosión por picadura al proteger la superficie del metal, al impedir las fuentes ambientales de cloruro y al evitar hendiduras y rasguños. La corrosión por picadura es una forma de corrosión que ocurre en una escala microscópica pero puede tener consecuencias a gran escala. La corrosión por picadura provoca una gran preocupación en los metales que derivan su resistencia a la corrosión de una capa delgada de componentes pasivos en su superficie. Esto se debe a que la forma de corrosión puede ocasionar daños estructurales en situaciones en donde la capa protectora normalmente funcionaría. La corrosión por picadura ocurre cuando una pequeña parte del metal pierde su capa protectora pasiva. Cuando esto sucede, la corrosión galvánica se da en una escala microscópica, lo que a su vez lleva a la formación de pequeños huecos en el metal. Dentro de este hueco, los agentes locales se tornan ácidos y el proceso se acelera. La corrosión por picadura se previene usualmente al aplicar una capa protectora en la superficie del metal o utilizando protección catódica.
- Se sabe que la exposición a un ambiente de alto nivel de cloruro (como, por ejemplo, agua salada) acelera el proceso de corrosión por picadura.
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La corrosión por rendija se previene al minimizar espacios ajustados en el diseño del objeto. La corrosión por rendija ocurre entre los espacios de un objeto de metal donde el acceso a un fluido envolvente (sea aire o líquido) es bajo. Por ejemplo, bajo engranajes, lavabos, bajo percebes o ente las uniones de una bisagra. La corrosión por rendija ocurre cuando el espacio cerca de la superficie de un metal es lo suficientemente amplio para permitir que el fluido entre y es lo suficientemente angosto para que el fluido deje dicho espacio y se estanque. Los agentes en esos espacios pequeños se convierten en corrosivos. Por ello, el metal comienza un proceso de corrosión similar al de la corrosión por picadura. La prevención de la corrosión por picadura es un tema, en general, de diseño. Si se minimiza la posibilidad de tener espacios ajustados en la construcción de un objeto de metal o se permite la circulación en este, es muy probable que se minimice la corrosión por rendija.
- La corrosión por rendija es una preocupación importante para los metales como el aluminio, el cual tiene una capa de protección pasiva y delgada, y debido a que la corrosión por rendija puede contribuir a la destrucción de esta capa.
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Puedes prevenir la corrosión por tensión al utilizar cargas seguras o al templar. La corrosión por tensión es una forma inusual de falla estructural relacionada a la corrosión que preocupa a los ingenieros encargados de construir estructuras que soportarán grandes cantidades de peso. En el caso de la corrosión por tensión, un metal de carga presenta grietas y fracturas bajo el límite específico de carga. En muchos casos, cerca al límite. Al tener contacto con iones corrosivos, las grietas microscópicas en el metal causadas por la tensión y el estrés de una carga pesada se propagan a medida que los iones corrosivos alcanzan el final de dicha grieta. Esto causa que la grieta crezca gradualmente y sea una causa potencial de un daño estructural eventual. La corrosión por tensión es muy peligrosa porque puede ocurrir frente a sustancias que por lo general no tienen un alto nivel de corrosión sobre el metal. Ello hace que esta corrosión tan peligrosa se produzca mientras que el resto de la superficie del metal parece no estar afectada.^{[3]
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Fuente de investigación}
- La prevención de la corrosión por tensión es un tema, por lo general, de diseño. Por ejemplo, se puede escoger un metal que sea resistente a la corrosión por tensión en el ambiente en el cual el metal operará. Esto se logra al asegurar que el material que se utilizará pase una prueba de tensión. Además, el proceso de templado de un metal puede eliminar la tensión residual producto de la fabricación.
- Se sabe que la corrosión por tensión se incrementa en altas temperaturas y frente a líquidos con contienen cloruros disueltos.

Método 2

Método 2 de 3:
Prevenir la corrosión con soluciones caseras

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Pinta la superficie del metal. El método más conocido y económico para prevenir la corrosión del metal es cubrirlo con una capa de pintura. El proceso de corrosión involucra la humedad y agentes oxidantes que interactúan con la superficie del metal. Además, cuando el metal está cubierto con una capa de pintura, ni la humedad ni los agentes oxidantes se ponen en contacto con el metal, lo que evita la corrosión.
- Sin embargo, la pintura es vulnerable a la degradación. Aplica nuevamente pintura cuando se vea desgastada, con grietas o dañada. Si la pintura se degrada al punto en el que se puede observar de nuevo el metal, asegúrate de verificar si hay corrosión o daño en la parte expuesta del metal.
- Hay una gran variedad de métodos para aplicar pintura a las superficies de metal. Las personas que trabajan con metal utilizan con frecuencia muchos de estos métodos a la vez para asegurarse de que todo el metal esté protegido. A continuación hay una lista de métodos con sus respectivos comentarios:
  - Brocha: se utiliza para espacios difíciles de alcanzar.
  - Rodillo: se utiliza para cubrir grandes áreas. Es un método económico y conveniente.
  - Spray de aire comprimido: se utiliza para cubrir áreas grandes. Es un método más rápido pero menos efectivo que el rodillo (el desperdicio de pintura es alto).
  - Pistola rociadora sin aire o pulverizador sin aire: se utiliza para cubrir áreas grandes. Es rápido y permite variar el nivel de consistencia, desde delgado hasta ancho. Desperdicia menos pintura que el spray de aire comprimido. El equipo es caro.
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Utilizar pintura marina si el metal se expone al agua. Los objetos de metal que de manera regular (o constante) se ponen en contacto con el agua, como los botes, requieren pinturas especiales para protegerlos contra la gran posibilidad que tienen de corroerse. En estos casos, la corrosión "normal" de oxidación no es la única preocupación (aunque es la mayor), ya que la vida marina (percebes, entre otros) que crecen debajo del metal desprotegido pueden convertirse en una fuente adicional de corrosión y desgaste. Para proteger los objetos metálicos como los botes, asegúrate de utilizar una pintura epoxídica. Estos tipos de pintura no solo protegen el metal subyacente de la humedad, sino también reducen el crecimiento de vida marina en su superficie.
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Aplica lubricantes protectores para las partes de metal movibles. Para las superficies de metal planas y estáticas, la pintura realiza un gran trabajo, alejando la humedad y previniendo la corrosión sin afectar el uso del metal. Sin embargo, la pintura en ocasiones no es la mejor opción para las partes de metal movibles. Por ejemplo, al pintar las bisagras de una puerta, cuando la pintura se seca, mantiene la bisagra en un solo lugar y dificulta el movimiento. Si fuerzas la puerta para abrirla, se saldrá la pintura y dejará huecos en donde la humedad podrá llegar. Una mejor opción para las partes de metal como las bisagras, uniones, ensambles, entre otros, es utilizar un lubricante insoluble en agua que sea adecuado. Una capa de este tipo de lubricante evitará la humedad de forma natural y al mismo tiempo asegurará un movimiento fácil de la pieza de metal.
- Debido a que los lubricantes no secan como las pinturas, se desgastan con el tiempo y requieren re aplicación ocasional. Aplica periódicamente lubricante a las partes de metal para asegurar que mantengan su efectividad como selladores de protección.
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Limpia las superficies de metal antes de pintar o lubricar. Incluso si utilizas una pintura normal, marina, o un sellador o lubricante protector, asegúrate de que la pieza de metal esté limpia y seca antes de empezar con el proceso de aplicación. Asegúrate de que el metal esté totalmente libre de polvo, grasa, residuos de soldadura, o corrosión existente, ya que estas señales puede afectar los esfuerzo y contribuyen a la corrosión futura.
- El polvo, la sociedad y otros residuos interfieren con la pintura y los lubricantes ya que impiden que estos se adhieran directamente a la superficie del metal. Por ejemplo, si pintas sobre una hoja de aluminio con unos cuentos residuos de metal sobre este, la pintura se añadirá a esos residuos y dejará espacios libres en la superficie del metal. Cuando esos residuos se caigan, el lugar expuesto será vulnerable a la corrosión.
- Si se pinta o lubrica una superficie de metal con corrosión previa, tu meta es hacer que la superficie sea lo más lisa y regular posible para asegurar la mejor adherencia al sellador del metal. Utiliza un pulidor, lija, o productos químicos de corrosión para quitar todo lo que sea posible.
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Aleja los productos metálicos de la humedad. Como se menciona anteriormente, muchas formas de corrosión aumentan por la humedad. Si no puedes aplicar una capa protectora al metal de pintura o sellador, debes asegurarte de que no esté expuesto a la humedad. Hacer un esfuerzo para para mantener las herramientas de metal secas puede mejorar su uso y efectividad. Si tus herramientas de metal están expuestas al agua o la humedad, asegúrate de limpiarlas y secarlas inmediatamente siguiendo los métodos de prevención contra la corrosión desde un principio.
- Además de evitar la exposición a la humedad, asegúrate de guardar los artículos de metal en un ambiente fresco y seco. Para objetos más grandes que no entrarían en un gabinete, cubre el objeto con un trapo. Esto lo protegerá de la humedad en el aire y evitará que el polvo se acumule sobre la superficie.
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Mantén la superficie del metal tan limpia como sea posible. Luego del uso de cada herramienta de metal, incluso si está pintada, asegúrate de limpiar sus superficies funcionales, remueve el polvo, resto o suciedad. La acumulación de polvo y residuos en la superficie de un metal contribuye al desgaste de este y de su capa protectora, lo que lleva a una corrosión acelerada.

Método 3

Método 3 de 3:
Prevenir la corrosión con ayuda de solución electroquímicas avanzadas

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Utiliza el proceso de galvanización. El metal “galvanizado” es aquel que se ha protegido con una capa de zinc para evitar su exposición a la corrosión. El zinc es un elemento químicamente más activo que el metal subyacente, de manera que se oxida al exponerse al ambiente. Una vez que la capa de zinc se oxida, forma una capa protectora que previene la corrosión del metal subyacente. El tipo más frecuente de galvanización hoy en día es un proceso llamado galvanizado en caliente. En este proceso, las partes de metal (usualmente hierro) se sumergen en un recipiente caliente de zinc derretido para obtener una capa protectora uniforme.
- Este proceso involucra el uso de productos químicos industriales, que pueden ser peligrosos en temperatura ambiente o en altas temperaturas. Por ello, este solo puede ser realizado por profesionales capacitados. A continuación mostramos los pasos básicos para el galvanizado en caliente del hierro:
  - El hierro se limpia con una solución caustica para remover el polvo, grasa, pintura, etc., y se enjuaga.
  - El hierro se sumerge en ácido para limpiar las láminas y se enjuaga.
  - Se aplica una substancia especial al hierro y se deja secar. Esto ayuda a que la capa de zinc se adhiera al hierro.
  - El hierro se sumerge en un recipiente de zinc derretido y se deja calentar a la temperatura del zinc.
  - Se deja enfriar el hierro en un recipiente de agua.
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Utilizar un ánodo de sacrificio. Una forma de proteger a un objeto de metal de la corrosión es juntarlo eléctricamente a una pieza pequeña y reactiva de metal, llamada “ánodo de sacrificio”. Debido a la relación electroquímica entre el metal más largo y el metal más pequeño pero reactivo (se explicará con más detalle a continuación), solo la parte más pequeña y reactiva del metal experimentará la corrosión y permitirá que el metal más grande e importante no sea dañado. Cuando el ánodo de sacrificio se corroe completamente, debe ser reemplazado con un objeto de metal más largo que comenzará a corroerse. Este método de protección de corrosión se utiliza frecuentemente para estructuras subterráneas, como tanques de almacenamiento subterráneos, u objetos que tienen un contacto frecuente con el agua, como los botes.
- Los ánodos de sacrificio se hacen de diferentes tipos de metal reactivo. El zinc, el aluminio y el magnesio son tres de los metales más comunes para este propósito. Debido a las propiedades químicas de estos materiales, el zinc y el aluminio se utilizan con frecuencia para objetos de metal en agua salada, mientras que el magnesio se utiliza con agua dulce.
- La razón para utilizar un ánodo de sacrificio reside en el mismo proceso químico de corrosión. Cuando un objeto de metal se corroe, las áreas que mantienen los ánodos y los cátodos en un espacio electroquímico se forman de manera natural. Los electrones fluyen desde las partes anódicas de la superficie del metal del objeto que se está protegiendo. Así, el objeto mismo se convierte en catódico y los electrones fluyen hacia el ánodo de sacrificio, lo que ocasiona que se corroa sin dañar el resto del metal.
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Utiliza la corriente impresa. Debido a que los procesos químicos detrás de la corrosión del metal involucran la corriente eléctrica en forma de electrones que fluyan fuera del metal, es posible utilizar una fuente externa de corriente eléctrica para mejorar la corriente corrosiva y prevenir así la corrosión. Esencialmente, este proceso (llamado corriente impresa) se trata de otorgar una carga eléctrica negativa y continua al metal que se está protegiendo. Esta carga da potencia a la corriente, causando que los electrones salgan del metal, evitando la corrosión. Este tipo de protección se utiliza con frecuencia para las estructuras de metal enterradas como los tanques de almacenamiento y tuberías.
- Ten en cuenta que el tipo de corriente que se utiliza para los sistemas de corriente impresa son usualmente corrientes directas.
- Generalmente, la corriente impresa para evitar la corrosión se genera enterrando dos metales ánodos en el suelo, cerca al objeto de metal que quiere protegerse. La corriente se envía a través de un cable insulado a los ánodos, los cuales fluyen a través del piso y llegan al objeto de metal. La corriente pasa a través del objeto de metal y regresa a la fuente de la corriente (generador, rectificador, etc.) a través de un cable insulado. ^{[4]
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  Fuente confiable
  United States Environmental Protection Agency
  Ir a la fuente}
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Utiliza la anodización. La anodización es un tipo especial de superficie protectora que se utiliza para proteger el metal de la corrosión, para aplicar tinturas y similares. Si alguna vez has visto un metal de colores muy vivos, entonces has visto una superficie de metal anodizada. En lugar de envolver físicamente el metal con una capa protectora, como la pintura, la anodización utiliza una corriente eléctrica para dar una capa protectora al metal que previene casi todas las formas de corrosión.
- El proceso químico detrás de la anodización involucra el hecho de que muchos metales, como el aluminio, forman productos químicos aleados de forma natural, llamados óxidos, cuando se ponen en contacto con el oxígeno en el aire. Esto resulta en que el metal tendrá de manera natural una capa delgada que lo protegerá (el porcentaje depende del metal) de la corrosión. La corriente eléctrica utilizada en el proceso de anodización del metal crea una resistencia más fuerte al óxido de la superficie que lo habitual, lo que otorga una gran protección a la corrosión.
- Hay diferentes tipos de anodizar metales. A continuación se muestran los pasos básicos para el proceso de anodización.^{[5]
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  Fuente de investigación} Lee cómo anodizar el aluminio para más información.
  - El aluminio se limpia y desengrasa.
  - Las impurezas en la superficie del aluminio se limpian con una solución.
  - El aluminio se baña con ácido en una corriente y temperatura constante. Por ejemplo, 12 amps/pies cuadrados y 21-22 °C (70 a 72 °F).
  - El aluminio se extrae y limpia.
  - De manera opcional, el aluminio se sumerge en un tinte de 38 a 60 °C (100 a 140 °F).
  - El aluminio se sella al colocarlo en agua hirviendo por 20 a 30 minutos.
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Utiliza un metal que muestre pasivación. Tal y como se explicó anteriormente, algunos metales forman de manera natural una capa protectora de óxido al exponerse al aire. Algunos metales forman esta capa de óxido de forma tan efectiva que luego pierden su actividad química. Decimos que estos metales son pasivos como referencia al proceso de pasivación por el cual pierden actividad. De acuerdo al uso deseado, un objeto de metal pasivo no necesitará obligatoriamente una protección adicional para hacerlo resistente a la corrosión.
- Un buen ejemplo de un metal que muestra pasivación es el acero inoxidable. El acero inoxidable es una aleación del acero común y cromo, lo que lo hace a prueba de corrosión en muchas condiciones sin requerir una protección especial. Para muchos usos diarios, la corrosión no es una preocupación usual en el acero inoxidable.
  - Sin embargo, cabe mencionar que en ciertas condiciones, el acero inoxidable no es 100% a prueba de corrosión, especialmente en agua salada. De manera similar, muchos metales pasivos ganan actividad bajo ciertas condiciones extremas y no pueden ser utilizados para todos los casos.