Protección catódica contra la corrosión de metales
La protección catódica contra la corrosiónde metales enterrados es de suma importancia dentro del comportamiento de losmateriales en servicio y del mantenimiento,en vista de los efectos indeseados que lacorrosión deja en equipos, maquinarias yestructuras.
Se entiende por corrosión la interacción de un metal con el medio que lorodea, produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicascomo químicas. La característica fundamental de este fenómeno es que solo ocurre en presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamente identificadasllamadas anódicas y catódicas: unareacción de oxidación es una reacción anódica en la cual los electrones son liberados y se dirigen a otras regiones catódicas. En la región anódica se producirá ladisolución del metal (corrosión) y, consecuentemente, en la región catódica lainmunidad del metal.
La protección catódica es una técnicade control de la corrosión, que está siendoaplicada con mucho éxito en el mundoentero, en la que cada día se hacen necesarias nuevas instalaciones de conductospara transportar petróleo, productos terminados, agua, así como para tanques dealmacenamientos, cables eléctricos y telefónicos enterrados, entre otras instalaciones importantes. En la práctica se puedeaplicar protección catódica en metalescomo acero, cobre, plomo, latón y aluminio contra la corrosión en todos los suelos y en casi todos los medios acuosos.
Fundamento de la proteccióncatódica
Después de estudiar la existencia y comportamiento de áreas específicas comoánodocátodo-electrólito y el mecanismomismo de movimiento de electrones eiones, llega a ser obvio que si cada fracción del metal expuesto de una tubería ouna estructura se construye de tal formaque coleccione corriente, dicha estructurano se corroerá porque sería un cátodo. Laprotección catódica realiza exactamentelo expuesto, forzando la corriente de unafuente externa sobre toda la superficie dela estructura.
Para que la corriente sea forzada sobrela estructura, es necesario que la diferencia de potencial del sistema aplicadosea mayor que la diferencia de potencialde las microceldas de corrosión originales.
Teóricamente, se establece que el mecanismo consiste en polarizar el cátodo, llevándolo mediante el empleo de unacorriente externa más allá del potencial decorrosión, hasta alcanzar por lo menos elpotencial del ánodo en circuito abierto,adquiriendo ambos el mismo potencial y eliminándose la corrosión del sitio, por lo quese considera que la protección catódica esuna técnica de polarización catódica.
La protección catódica es una técnica de control de la corrosión que se aplica con éxito en el mundo entero, principalmente en conductos para transportar petróleo, productos terminados y agua, así como para tanques de almacenamientos, cables eléctricos y telefónicos enterrados, entre otras instalaciones
Para su funcionamiento prácticorequiere de un electrodo auxiliar (ánodo),una fuente de corriente continua cuyo terminal positivo se conecta al electrodo auxiliar y el terminal negativo a la estructuraque se protege, fluyendo la corriente desdeel electrodo a través del electrólito llegandoa la estructura.
El diseño de un sistema de proteccióncatódica requiere de la investigación decaracterísticas respecto a la estructuraque se protege y al medio.
Sistemas de protección catódica
Ánodos galvánicos
Se fundamenta en el mismo principio dela corrosión galvánica, en la que un metalmás activo es anódico con respecto a otromás noble, corroyéndose el metal anódico.En la protección catódica con ánodos
galvánicos, se utilizan metales fuertementeanódicos conectados a la estructuraque se protege, dando origen al sacrificiode dichos metales por corrosión y descargando suficiente corriente, para la protección de la estructura.
La diferencia de potencial existenteentre el metal anódico y el metal que seprotege es de bajo valor porque estesistema se usa para pequeños requerimientos de corriente, pequeñas estructuras y en medio de baja resistividad.
Los ánodos galvánicos que con mayorfrecuencia se utilizan en la protección catódica son: magnesio, cinc y aluminio.
Corriente impresa
En este sistema se mantiene el mismo principio fundamental. Se ha ideado este sistema mediante el cual el flujo de corrienterequerido se origina en una fuente decorriente generadora continua regulable o,simplemente se hace uso de los rectificadores que, alimentados por corriente alternaofrecen una corriente eléctrica continuaapta para la protección de la estructura.
La corriente externa disponible es impresa en el circuito constituido por laestructura que se protege y la camaanódica. La dispersión de la corriente eléctrica en el electrólito se efectúa mediantela ayuda de ánodos inertes cuyas características y aplicación dependen del electrólito.
Cada sistema posee sus ventajas einconvenientes y se deben estudiar parasu mejor aplicación.
El proceso de corrosión debe ser vistocomo un hecho que pone en evidencia elproceso natural de que los metales vuelven a su condición primitiva y que ello conlleva el deterioro de los mismos. Hayque ahondar en estos conocimientos, puesformarán parte integral de la labor quedebe desempeñar un ingeniero en eldiseño y mantenimiento de instalacionesindustriales.
