Las grandes variaciones en la velocidad de corrosión de un metal por el suelo justifican la utilidad de cualquier método de ensayo que permita prever su actividad corrosiva. La complejidad de los procesos corrosivos y la heterogeneidad de los suelos reducen las probabilidades de éxito en el caso de utilizar un simple procedimiento de medida. Particularmente difícil resultará diferenciar la contribución de las micro y macropilas al proceso global de corrosión.
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La estructura y grado de compactación del suelo hacen variar sus propiedades dentro de muy amplios límites. Cambios locales se identifican con medios distintos frente a una misma superficie metálica enterrada, y suponen probables diferencias de potencial eléctrico.
No siempre será tarea fácil, por tanto decidir sobre la corrosividad de un suelo. Por consiguiente, se comprende que hasta la fecha no se hayan podido establecer relaciones bien definidas entre la corrosividad de los suelos y determinadas propiedades de estos, físicas y/o químicas.
Pero a pesar de la enorme complejidad del suelo como medio corrosivo, mayor probablemente que la de cualquier otro medio, cabe hacer algunas generalidades respecto a la influencia de determinados factores que influyen en la corrosión externa de conducciones enterradas.
Existe un sector del campo de la técnica que delimita el estudio del suelo a las medidas de pH y de resistividad como características importantes y, sobre todo esta última como la única que permite conocer su agresividad. Guillén
afirma que aunque parezca un poco exagerado, la medida de la resistividad puede considerarse indispensable.
Para unas condiciones en que el criterio determinante de la agresividad del suelo sea el pH, Klas y Steinrath han dado la siguiente escala de valores y comportamientos como muestra la tabla 2.1.
pH Comportamiento < 4,0 – 6,0 Muy agresivo
6,0 – 6,5 Agresivo
6,5 – 8,5 No agresivo
>8,5 Condicionado
Tabla 2.1. Agresividad del suelo por el pH.
En ausencia de oxígeno, la corrosión es factible en suelos excepcionalmente ácidos, de pH 4,5 e inferiores, para una formación sensible de gas hidrogeno, que se liberará no necesariamente en formas de burbujas, sino que podrá alejarse por difusión. En estos suelos la conductividad del medio deja de ser importante, puesto que los puntos catódicos de desprendimiento de hidrogeno están muy cerca de los puntos anódicos donde ocurre la disolución del metal. Pueden motivar la rápida corrosión del metal desnudo, pero este grado de acidez no es común.
Con suelos de acidez insuficiente para liberar hidrogeno, y cuando no se espera corrosión microbiológica, adquiere primordial importancia la conductividad del suelo. Es probable entonces que el proceso de corrosión, de naturaleza claramente electroquímica, implique el flujo de corriente eléctrica a través de largas distancias desde las zonas catódicas a las anódicas.
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La mayoría de los suelos poseen valores de pH comprendidos entre 5,0 y 8,0, en cuyo caso la velocidad de corrosión pasa a depender preferentemente de factores ajenos al pH.
Aunque en suelos de reacción alcalina se ha comprobado cierta correlación entre conductividad del suelo y actividad corrosiva.
Sin embargo las medidas de resistividad no revelan variaciones en el grado de aireación y pH del suelo, ni descubren la presencia de microorganismos cuya actividad deteriora los recubrimientos protectores de las tuberías o debido a bacterias reductoras de sulfatos, que actúan en condiciones anaerobias en forma de colonias. Estas bacterias reducen los sulfatos existentes a sulfuros, que atacan al hierro en forma de sulfuro ferroso. Las características de este producto hacen que la corrosión progrese a gran ritmo.
La profundidad a la que la estructura está enterrada y las condiciones generales de drenaje del suelo serán factores de importancia para la penetración del oxígeno.
El relleno de la zanja de colocación de la tubería supone un suelo marcadamente perturbado, con importantes consecuencias sobre el proceso de corrosión.
El mayor grado de aireación del suelo alterado, la alta humedad en el fondo de la zanja, la presencia de materia orgánica y alta población microbiana pueden incrementar grandemente las posibilidades de desarrollo de las heterogeneidades.
Las corrientes de corrosión serán tanto más intensas cuanto menor sea la resistividad del medio, y el efecto a que darán lugar será tanto más espectacular cuanto menor sea la relación entre áreas anódicas y catódicas. Esto último origina las pilas de aireación diferencial o efecto Evans, que produzcan de por sí la corrosión localizada en forma de picaduras de la estructura enterrada.
Evidentemente, el papel del factor óhmico en la corrosión de tuberías se incrementa de modo considerable por la actuación de macropilas de larga distancia, tales como las motivadas por lechos alternados de diferente permeabilidad al oxígeno; el factor óhmico será tanto más acusado cuanto más extensas sean aquellas. En tales circunstancias la corrosión está bajo control catódico-óhmico o predominantemente óhmico.
De acuerdo con Waters, los suelos no ácidos pueden clasificarse por su resistividad según los valores descritos en la tabla 2.2.
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Resistividad (ohm-cm) Características corrosivas del suelo < 900 De muy elevada corrosividad
900 – 5000 Severamente corrosivo
5000-10000 Moderadamente corrosivo
10000-20000 Ligeramente corrosivo
>20000 Muy poco corrosivo
Tabla 2.2. Clasificación de los suelos por su resistividad.
En otras ocasiones no se trata especialmente de imperfecciones en el metal, sino que también son factores complementarios para una estimación del comportamiento del suelo, el origen geológico, constitución y la diferencia de composición química en el medio entre puntos donde pasa la tubería. Estas diferencias de composición pueden dar lugar a corrientes de corrosión debido a suelos distintos o a diferencias de humedad o en compactación, lo cual dará lugar a la creación de unas zonas anódicas y otras catódicas.
Steinrath distingue en un suelo natural los siguientes constituyentes fundamentales a efectos de su grado de agresividad: arena, arcilla, carbonato cálcico y humus. Estos constituyentes pueden estar mezclados en proporciones muy diversas. No son agresivos los suelos arenosos, margo- arenosos, margo-calcáreos y calcáreos, aunque los suelos arcillosos son condicionalmente agresivos y se clasifican como agresivos las turbas, los humus libres de cal y los suelos cenagogos y de aluvión.
Los suelos artificiales, esto es, formados por escorias y basuras, elementos en putrefacción, residuos humanos e industriales son también agresivos.