Glosario de química
Corrosión
La corrosión es el proceso de deterioro de materiales, especialmente metales, debido a reacciones químicas con su entorno.
Definición de corrosión
La corrosión es la degradación de un material (normalmente un metal) por reacción con su entorno (oxígeno, humedad, sales, ácidos). Es un proceso electroquímico espontáneo: los metales tienden a oxidarse y devolver a la naturaleza la energía que costó separarlos de sus minerales.
La corrosión cuesta a la economía mundial ~3-4 % del PIB anual (~3,5 billones de dólares en 2020). Su control es uno de los campos más activos de la ingeniería de materiales.
Mecanismo de la corrosión
La corrosión es una reacción redox:
- Ánodo: el metal se oxida cediendo electrones. Ejemplo: Fe → Fe²⁺ + 2 e⁻
- Cátodo: una sustancia reduce ganando esos electrones. Ejemplo (con O₂ y H₂O): ½ O₂ + H₂O + 2 e⁻ → 2 OH⁻
Los iones Fe²⁺ y OH⁻ formados reaccionan dando Fe(OH)₂, que se oxida con más O₂ a la conocida herrumbre Fe₂O₃·xH₂O (color rojo-marrón).
Las reacciones requieren:
- Un ánodo y un cátodo (mismo metal o distintos).
- Un electrolito (agua con sales).
- Una conexión eléctrica (el propio metal).
Tipos de corrosión
Corrosión uniforme
La superficie completa se ataca de manera homogénea. Es la más predecible y menos peligrosa. Ejemplo: oxidación al aire del hierro o el zinc.
Corrosión galvánica
Cuando dos metales distintos están en contacto en un electrolito, el menos noble (más electropositivo) se corroe preferentemente. Es la base de la serie galvánica.
Ejemplo: un tornillo de acero en una placa de aluminio en agua salada → el aluminio se corroe (es ánodo de sacrificio).
Corrosión por picaduras
Daño muy localizado en pequeños puntos profundos. Es especialmente peligroso porque el daño no es visible en superficie. Típico en acero inoxidable expuesto a cloruros.
Corrosión intergranular
Ataque entre los granos cristalinos del metal, sin afectar la superficie. Suele aparecer en aceros inoxidables soldados (sensibilización).
Corrosión por tensión
Cuando un metal sometido a tensión mecánica y a un medio corrosivo desarrolla fracturas. Es uno de los modos de fallo más peligrosos en estructuras.
Corrosión atmosférica
La más común. Causada por humedad + O₂ + contaminantes (SO₂, NOₓ, sales). Afecta a coches, edificios, monumentos, infraestructuras.
Corrosión bacteriana
Microorganismos (bacterias sulfato-reductoras, hierro-oxidantes) aceleran la corrosión en tuberías, depósitos enterrados y entornos marinos.
Métodos de protección contra la corrosión
1. Recubrimientos
- Pinturas: barrera física entre el metal y el ambiente. Hay miles de formulaciones (epoxi, poliuretano, esmalte).
- Galvanizado: recubrimiento de zinc sobre acero. El Zn se sacrifica al ser más reactivo (protección catódica).
- Estañado (hojalata): lata de conservas. El Sn protege como barrera; si se raya, el Fe se corroe.
- Cromado, niquelado: recubrimiento decorativo y protector.
- Anodizado: oxidación controlada del aluminio (capa Al₂O₃ gruesa y protectora).
2. Protección catódica
Conectar el metal a otro más electropositivo (ánodo de sacrificio) que se corroe en su lugar:
- Cinta de zinc en cascos de barcos.
- Magnesio o Zn enterrados junto a tuberías y depósitos de gas.
- Corriente impresa: fuente externa de electrones que hace cátodo al metal a proteger.
3. Inhibidores
Productos químicos disueltos en el medio que ralentizan la corrosión:
- Cromatos, fosfatos, nitritos: en circuitos cerrados (refrigeración).
- Aminas y bencimidazoles: en oleoductos y gasoductos.
4. Selección de materiales
Usar aceros inoxidables (con Cr, Ni), aleaciones de aluminio, titanio, plásticos o cerámicas en aplicaciones donde la corrosión es crítica.
5. Diseño y mantenimiento
- Evitar acumulación de agua (drenajes, pendientes).
- Sellado de juntas.
- Inspección periódica.
- Reparación rápida de pinturas dañadas.
Casos famosos de corrosión
- Estatua de la Libertad: la armadura interna de hierro se corroyó por contacto galvánico con el cobre exterior. Fue rehabilitada en los años 1980.
- Hindenburg: el incendio del dirigible (1937) podría haber sido facilitado por corrosión en juntas metálicas.
- Hundimiento del Titanic: estudios modernos sugieren que la corrosión por agua de mar fragilizó los remaches del casco.
- Puente Silver Bridge (1967): colapso en Virginia por corrosión por tensión en un eslabón, 46 muertos.
- Torre Eiffel: requiere pintura completa cada 7 años para protegerla. La última costó >4 millones de euros.
Errores frecuentes en exámenes
- Decir que «todo metal se corroe»: no todos. El oro y el platino son nobles y prácticamente no se corroen en condiciones normales.
- Confundir corrosión con oxidación química: la corrosión es electroquímica. La oxidación pura (sin medio acuoso) es un caso particular pero no representativa.
- Pensar que el aluminio «no se oxida»: sí lo hace, pero forma una capa de Al₂O₃ tan compacta que pasiva el metal interior. El acero no tiene esa protección natural.
- No identificar bien ánodo y cátodo en una pareja galvánica: el ánodo es el más electropositivo (cede electrones, se corroe); el cátodo es el menos.
Aplicaciones e importancia
- Coste económico: la corrosión cuesta ~3-4 % del PIB mundial; reducirla es prioridad estratégica.
- Industria del petróleo y gas: tuberías, plataformas, refinerías; corrosión es el principal modo de fallo.
- Construcción: hormigón armado, fachadas metálicas, estructuras enterradas.
- Automoción: paneles galvanizados, recubrimientos de pintura, cataforesis.
- Patrimonio histórico: protección de monumentos metálicos (estatuas, puentes históricos).