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INTRODUCCION PREPARACION DE SUPERFICIE METALES
La conservación prolongada de objetos con recubrimientos protectores depende no solo de la adecuada selección de los productos más apropiados para cada caso, de la calidad de los mismos y de su correcta aplicación, sino de la esmerada preparación de las superficies sobre las que serán aplicados. SIN UNA CORRECTA PREPARACION DE SUPERFICIES, CUALQUIERRECUBRIMIENTO FALLARA ANTES DE HABERSE COMPLEMENTADO SU EXPECTATIVA DE VIDA, OCURRIENDO DESPRENDIMIENTO Y DETERIORO GENERAL DEL SISTEMA PROTECTOR Y DEL OBJETO TRATADO.
Los metales son elementos que pueden sufrir deterioro por corrosión a causa de un proceso electroquímico.
La corrosión es una reacción de oxidación-reducción (REDOX) capaz de generar una corriente eléctrica a expensas de la transformación del metal en óxidos. Una vez transformado el acero, el hierro siempre tendera a regresar nuevamente en herrumbre, es decir oxidándose. La combinación del oxígeno, el agua o humedad y partículas iónicas diversas, forma el medio indispensable (electrolito) para que se produzca ese proceso corrosivo al entrar en contacto con el metal. Si faltase cualquiera de ellos no se produciría corrosión electroquímica, cuyo desarrollo tienen lugar a temperatura y presiones normales.
1. La combinación de estos componentes forman el medio indispensable para el proceso corrosivo
Corrosion
Particulas Ionicas
Oxigeno Humedad/Agua
INTRODUCCION PREPARACION DE SUPERFICIE METALES Página 2 El proceso, descrito simplificadamente, tiene lugar como sigue: La acción de un electrolito en contacto con las superficies desprotegidas de algún objeto metálico, por ejemplo una pieza de acero, ocasionará el desprendimiento sucesivo de átomos del metal, provocando su deterioro. Estas partículas al separarse de la pieza forman iones que migran hacia el electrolito, dejando sobre las superficies del metal electrones libres que le aportan una carga eléctrica negativa a la vez, convirtiéndola de tal modo en un ánodo. Cuando estos electrones fluyen hacia algún punto donde pueden ser consumidos (cátodo), se produce una corriente electrónica desde el ánodo hacia el cátodo, que al circular acelera el proceso corrosivo descrito anteriormente y así la pieza metálica afectada (ánodo), va perdiendo material progresivamente con mayor rapidez, hasta que el deterioro la destruye.
Existen diferentes condiciones y causas que propician o favorecen la aparición y desarrollo de corrosión. A continuación se describen algunas de interés.
Temperatura ambiental y humedad: El incremento de las temperaturas acelera los procesos de
corrosión electroquímica. Estos se producen y desarrollan con mayor facilidad en los climas cálidos y húmedos.
Tensiones deformantes: Al fabricar o elaborar piezas de acero se producen tensiones deformantes
de su red molecular cuando se somente a los procesos de cizalladura, doblado, altas temperaturas de oxicortes, soldaduras, etc. Los efectos resultantes del reacomodo de las moléculas sometidas a esas tensiones, tienden a la formación de micropares galvánicos en las superficies modificadas de la pieza y por lo tanto a una mayor vulnerabilidad de esas zonas frente a la corrosión.
Defectos de soldadura: Pueden ser pegotes, cráteres, salpicadura, corrugamientos, residuos de
escoria sin eliminar, etc. Típicos de estos trabajos cuando se realizan deficientemente. Los cráteres y arrugamientos profundos suelen retener suciedades contaminantes en su interior, donde forman excelentes focos de corrosión local inmediata.
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Diseño inapropiado: Los bordes y formas agudas sin allanar o redondear constituyen zonas
vulnerables para la pronta formación de corrosiones. Por otra parte, cuando en la construcción de un objeto no se ha tenido en cuenta la configuración más conveniente para evitar la acumulación de agua o humedad, o no se han previsto drenajes suficientes, se producen charcos estancados que por demás son buenos receptores de contaminantes del entorno. Estos charcos, así como la humedad retenida en áreas arrinconadas con poca o ninguna ventilación, serán causa constante de corrosiones intensas.
Concentración diferencial de oxigeno: Esta condición produce corrosiones fuertes en aquellas
zonas de la pieza donde la concentración de oxigeno es baja. Estas zonas se toman anódicas por ese motivo, mientras que otras zonas de la misma pieza pero donde prevalezca una elevada concentración de oxigeno ocurre lo contrario y no se produce corrosión, pues adquieren una condición catódica respecto de las primeras. Esto se puede observar en los intersticios o ranuras que se originan entre dos piezas de acero unidas por contacto pero sin haber sellado por completo la longitud total de la unión. En el interior de esos espacios semi-cerrados, la baja concentración de oxigeno produce una corrosión intensa al poco tiempo, al igual que ocurre dentro de los puntos de fijación con los pernos, tornillos y arandelas utilizados para unir piezas. La solución es limpiar bien las ranuras y sus resquicios hasta donde sea posible y sellarlos herméticamente antes de pintar.
Carácter acido o alcalino que puede tener el electrolito. Esta diferencia determina reacciones
específicas la superficie del metal.
Sales solubles: Las sales solubles en agua, al mezclarse con la humedad, formaran con esta un
electrolito más activo cuanto más sales se concentren. Un ejemplo es el efecto de la humedad atrapada bajo una capa de pintura aplicada sobre una superficie contaminada. Un caso de interés resulta al de la “lluvia acida”. Este fenómeno se produce con preferencia en zonas industriales del modo siguiente: El humo de la combustión del petróleo, que siempre contiene cierta cantidad de azufre, asciende y se mezcla con la humedad condensada en los estratos superiores de la atmosfera. Allí el azufre forma ácido sulfúrico al reaccionar con la humedad, y este junto a otra variedad de contaminantes forma la llamada “lluvia acida” que luego precipita en forma de roció. Estas precipitaciones se van depositando sobre todo de noche y madrugada en las superficies horizontales de cara a la intemperie. En las superficies verticales y otras expuestas, se producen así mismo la condensación de la humedad contaminada sobre los sustratos cuya temperatura es menor que la del ambiente. En el caso de la proximidad a la costa, la agresividad corrosiva del entorno se incrementa por la presencia de salitre marino, con iones muy activos de Cloro provenientes de la sal (NaCl). Conviene notar que el roció y las condensaciones al evaporarse dejan su polución impregnada sobre el sustrato. Esas superficies, ya secas durante el día, pueden a simple vista parecer limpias a pesar de estar contaminadas. De ahí la necesidad de limpiar con agua dulce a presión en el proceso de preparación de superficies.
INTRODUCCION PREPARACION DE SUPERFICIE METALES Página 4 En general se recomienda mantener los siguientes niveles de sales en la superficie a recubrir:
• Cloro (Cl-) el nivel debería ser menor a 5mg/cm2 • Sulfato (SO4-2) el nivel debería ser menor a 10 mg/cm2
• Nitrato (NO3
-) el nivel debería ser menor a 10 mg/cm2
• La combinación de los tres no deberá exceder un total de 20 mg/cm2.
Si antes de pintar no se hubieran eliminado las sales solubles, estas quedarían atrapadas entre el sustrato y el nuevo recubrimiento, dando lugar al proceso que se describe a continuación.
Osmosis: Cuando dos disoluciones acuosas con distinta concentración respectiva de sales solubles
están separadas por una membrana semipermeable, tenderán espontáneamente a buscar el equilibrio mutuo igualando sus concentraciones. Esa tendencia producirá un flujo de agua pura desde el lado de menor concentración de sales hacia el lado de mayor concentración. De tal modo, en el lado de mayor concentración se va acumulando una cantidad cada vez mayor de agua proveniente del otro lado. El aumento de volumen que produce la acumulación progresiva de agua genera un empuje (presión osmótica) contra la membrana obligándola a ceder hasta romperla cuando no resista más la presión. Es lo que ocurriría con las gotas de humedad entrampada bajo una capa de recubrimiento aplicada sobre un sustrato contaminado, donde se formaría de ese modo una disolución concentrada. Al aumentar el volumen de la disolución atrapada, se produce el efecto osmótico acabado de explicar, y la capa de recubrimiento, siendo una membrana semi-permeable, se ampolla primero en ese punto para luego despegarse progresivamente hasta que revienta por los puntos más débiles.
Calamina o cascarilla de laminación: Es una costra delgada muy dura, cristalizada, relativamente
frágil y bien adherida transitoriamente al acero nuevo. Su color es negruzco azulado y está constituida típicamente por tres capas estratificadas de diferentes óxidos de hierro que se forman espontáneamente sobre las superficies del acero al menos al momento de laminarlo en caliente.
INTRODUCCION PREPARACION DE SUPERFICIE METALES Página 5 Esto no ocurre con el acero laminado en frio, por lo que no presenta esa costra. La calamina tiene un coeficiente de dilatación diferente al del acero, razón por la cual tiende a desprenderse con los cambios de temperatura. Se cuartea al enfriarse el metal recién laminado y de ese modo la humedad, contaminaciones del medio y el oxígeno penetran en la costra y producen la corrosión que acelera su desprendimiento a la vez que deteriora la superficie el acero.
Para asegurar la protección anticorrosiva del metal se deberán consideran principios como los que a continuación se mencionan.
Impermeabilización o aislamiento de las superficies a proteger: Esta condición permite evitar o
anular posibilidades de formación de pilas electroquímicas al cancelar la interacción de la humedad y el oxígeno con los otros elementos que pueden formarlas. El “efecto barrera” o capacidad aislante de cualquier recubrimiento es decisivo para el buen resultado del sistema protector.
Por lo tanto para asegurar la aplicación de un recubrimiento anticorrosivo se deberá considerar: • La limpieza de la superficie asegurando la remoción de grasa, aceite, sales incrustadas y
cualquier contaminante que pueda interferir en la completa adhesión del recubrimiento. • Remover el óxido o corrosión presente en la superficie del metal asegurándose que este
no quede presente en ningún espacio a aplicar el recubrimiento.
• Rellenar con masilla especial cualquier cavidad que pueda entrampar oxígeno y de difícil acceso para el recubrimiento.
• Generar el perfil de rugosidad adecuado en la superficie garantizando con esto anclaje mecánico.
• Retirar cualquier indicio de calamina de la superficie
• Corregir en mayor medida defectos de soldadura y los producidos por tensiones deformantes.
• En algunos casos incluso es recomendable aplicar una capa muy fina de primarios base Zinc ya que este último retarda en gran medida la formación de puntos de oxidación he incluso en la mayoría de casos tiene una viscosidad muy baja que puede penetrar en pequeños espacios los cuales el recubrimiento difícilmente alcanzara.
