Presentacion de Corrosion en La Ind Petrolera

(1)

O

OCCIDENTECCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

Ing. RAFAEL PEREZ

PDVSA OCCIDENTE

(2)

O

OCCIDENTECCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CONTENIDO

1. 1. D

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EN LA IND

INDUST

USTRIA

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PETROLERA

(3)

O

OCCIDENTECCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CONTENIDO

1. 1. D

DEF

EFIN

INIC

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ION

N DE

DE CO

CORR

RROS

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ROSION

ION EN LA

EN LA IND

INDUST

USTRIA

RIA

PETROLERA

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O

OCCIDENTECCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

1. ¿ QUE ES

LA CORROSION?

Es la reacción química o electroquímica entre

un material (generalmente un metal), y su

ambiente, la cual produce deterioro del

material y afecta sus propiedades

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O

OCCIDENTECCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

¿ QUE ES

LA CORROSION?

Mina

FABRICACIÓN

Reducción

Refinación

Moldeado

Laminación

Conformado

Autos,

Autos, y estructuras

y estructuras

metálicas (atmósfera)

Tuberías

(suelos, aguas,

atmósfera)

(Óxido de

hierro)

Mineral

de hierro

_Herrumbre

Óxido de

hierro

hidratado

METALURGIA EN REVERSA

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

2. TIPOS DE CORROSION

1. CORROSION GENERALIZADA

2. CORROSION LOCALIZADA

•

PICADURAS

•

CORROSION EN ESPACIOS CONFINADOS (CREVICE

CORROSION)

•

CORROSION FILIFORME

3. CORROSION GALVANICA

4. FENOMENO CRACKING (AGRIETAMIENTO)

5. EROSION-CORROSION

6. CORROSION INTERGRANULAR

7. CORROSION A ALTA TEMPERATURA

8. CORROSION MICROBIOLOGICA

(7)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION GENERALIZADA

Ataque corrosivo uniformemente distribuido sobre una superficie metálica.

Corrosión que procede, aproximadamente, a la misma velocidad sobre

una superficie metálica.

La reacción comienza en la superficie del metal, luego procede uniformemente.

(8)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION LOCALIZADA

Ocurre en sitios discretos sobre la superficie metálica, concentrándose el

proceso corrosivo en ellos.

TIPOS DE CORROSION LOCALIZADA:

1. Picaduras

2. En Espacios Confinados

3. Filiforme

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION POR PICADURAS

Se presenta a través de ataque profundo y estrecho.

Rápida penetración en el espesor del metal.

Muy poco ataque o ninguno alrededor de la picadura.

Las picaduras se distribuyen aleatoriamente en los sitios más

sensibilizados para su inicio: Imperfecciones en el revestimiento, zonas

expuestas del metal, depósitos porosos.

Ataque profundo y

estrecho, rápida

penetración del espesor del metal.

(10)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION FILIFORME

Forma especial de celda de corrosión de oxígeno que ocurre debajo de

revestimientos orgánicos o metálicos. Se desarrollan en ambientes de

alta humedad (HR > 60%).

Se han encontrado en sitios como: latas revestidas, estructura de aviones,

muebles metálicos, cámaras, etc.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION GALVANICA

Ocurre cuando un metal se cupla eléctricamente a otro metal, o a un no

metal no conductor (ejemplo: grafito), en el mismo electrolito.

Ocurre cuando un metal se cupla eléctricamente a otro metal

Brida de Acero Inoxidable Carreto de Acero

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION POR CRACKING (AGRIETAMIENTO)

Fractura frágil de un material de comportamiento dúctil, resultante de la

acción combinada de corrosión y esfuerzos tensiles.

Corrosión por agrietamiento

Agrietamiento en Junta de Expansión

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION EROSION

Es la corrosión de un metal causado o acelerado por el movimiento relativo del

ambiente y de la superficie del metal. Es caracterizada superficialmente con un

patrón direccional que es el resultado directo de los medios que fluyen

Erosión - Corrosión

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION INTERGRANULAR

Es el ataque local preferencial en los límites de grano de los metales policristalinos. Se presenta debido a la energía interna más alta de las regiones del límite de grano. Esto se produce por la segregación de impurezas a los límites y por la precipitación de las segundas fases que pueden ser más nobles y que pueden también bajar la resistencia de la matriz circundante. El grado de la corrosión intergranular dependerá del nivel de la sensibilización y de la agresividad del ambiente corrosivo.

Carburos en los Límites de Grano Corrosión en los Límites de Grano, en las_{regiones de agotamiento de cromo (Cr)}

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION POR ALTA TEMPERATURA

Las formas de corrosión a alta temperatura que se han encontrado con mayor frecuencia en la industría son la oxidación y la escamación.

Tipos de Corrosión por Alta Temperatura: 1. Oxidación

2. Carburización 3. Sulfidación

4. Ataque por Haluros

5. Descarburización (Efectos por Hidrogeno)

ATAQUE POR OXIDACION

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CORROSION MICROBIOLOGICA

Es el proceso mediante el cual los iones sulfatos o sulfitos presentes en el agua se reducen a iones sulfuro, resultando H₂S como subproducto.

SO₄2- _{+ 10 H}+ _{+ 8e- ====> H}

2S + 4 H2O

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

3. METODOS DE CONTROL DE LA CORROSION

1. DISEÑO

2. SELECCIÓN DE MATERIALES

3. MODIFICACION DEL AMBIENTE

TRATAMIENTO QUIMICO (INHIBIDORES DE CORROSION)

DESAEREACION

CONTROL DE pH

4. PROTECCION CATODICA

5. REVESTIMIENTOS

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

DISEÑO

El control de la corrosión debe realizarse, siempre que sea posible, desde la etapa misma del diseño del componente o de la planta.

Evitar dentro de las limitaciones del propio diseño la formación de huecos o cavidades en los cuales pueda quedar atrapada el agua, eliminar el contacto directo de metales disímiles (pares galvánicos), así como proporcionar un acceso fácil para un posterior y planificado mantenimiento por pintura durante el servicio, por ejemplo.

Estas consideraciones constituyen alguna de las normas de buena práctica que ayudarán a un mejor control de la corrosión.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

SELECCION DE MATERIALES

El control de la corrosión es sólo uno de los muchos factores que intervienen en la selección de un material. El ingeniero de materiales al efectuar una determinada selección debe tener en cuenta una serie de factores, como propiedades físicas y mecánicas del material, resistencia a la corrosión, disponibilidad, facilidad de trabajo, etc., además de los aspectos económicos, antes que pensar en el material en sí mismo.

La selección debería realizarse en base al material más económico, pero que reuniera la combinación de propiedades necesarias para el uso que se le va a dar.

Las consideraciones económicas son muy importantes, así como el tiempo de vida esperado para el equipo e instalación. No se trata, por ejemplo, de esperar un material más barato, si el costo de la demora puede llegar a ser mayor que el de un material más caro, pero del que se tiene una disponibilidad inmediata. Tampoco se trata de seleccionar un material muy resistente a la corrosión, y por lo general muy caro, que supere largamente la duración prevista para el equipo. Lo mismo puede aplicarse en el caso de los recubrimientos.

Tanto el diseño como el mantenimiento planificado deben ser tenidos muy en cuenta a la hora de realizar la selección de un material con miras a un buen control de la corrosión.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

MODIFICACION DEL AMBIENTE

TRATAMIENTO QUIMICO (INHIBIDORES DE CORROSION)

Los inhibidores son sustancias químicas que protegen al metal contra el ataque electroquímico de soluciones agresivas. Son usados ampliamente por la industria para modificar el comportamiento de las aguas, a efectos de un mejor control de la corrosión. El comportamiento de los inhibidores puede ser muchas veces peligroso, ya que en función de la concentración o de las circunstancias, pueden jugar tanto el papel de inhibidores como de estimuladores de la corrosión.

Tipos de Inhibidores: 1. Inhibidores anódicos. 2. Inhibidores catódicos. 3. Inhibidores orgánicos.

4. Inhibidores de precipitación. 5. Inhibidores de fase vapor

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

MODIFICACION DEL AMBIENTE DESEAREACION

El agua de gran pureza, es decir, el agua condensada, destilada, desionizada, desmineralizada, si contiene algo de oxígeno, s i es tá ai re ad a , realmente es muy agresiva

frente al acero no revestido.

TORRE DESOXIGENADORA

Por desaireación del agua, se logra inhibir tal corrosión. Se puede señalar que los mejores materiales para contener agua desmineralizada son el aluminio, los aceros inoxidables austeníticos del tipo AISI 304 y los aceros al carbono protegidos con el espesor adecuado de resinas epoxi-fenólicas cuando se expone la superficie del metal al oxígeno disuelto en agua. El control de corrosión para aguas de servicio aireadas, se emplean secuestradores de oxigeno, para proteger los equipos y líneas internamente.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

MODIFICACION DEL AMBIENTE CONTROL DE pH

La velocidad de corrosión del acero aumenta a medida que disminuye el pH, el cual al ser muy altos suele ser muy corrosivo. La velocidad de corrosión con el pH está influenciada por la composición del electrolito.

La magnitud de pH nos indica la intensidad de acidez o alcalinidad del medio. Esta magnitud se indica por medio de una escala la cual la número siete indica que la solución con pH es neutra; los números menores a siete indican que el medio es ácido y los mayores a siete (7) indican que el medio es alcalino.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

PROTECCION CATODICA

La corrosión suele ser un fenómeno electroquímico por lo que se puede intentar combatirlo conectando el metal que se quiere proteger a otro metal menos noble, según la serie galvánica, que actuará entonces como ánodo de sacrificio (también llamado galvánico) o bien conectándolo al polo negativo de una fuente exterior de corriente continua.

CORRIENTE IMPRESA

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

METODOS DE CONTROL DE CORROSION

RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS

El método más utilizado desde hace mucho tiempo por el hombre en contra de la corrosión es el empleo de R ec u b r i m i e n t o s A n t i c o r r o s i v o s , es decir, pinturas que actúan como

barrera en contra del un ambiente agresivo evitando el contacto entre éste y la estructura metálica a proteger. Algunos recubrimientos no sólo actúan como barrera impidiendo el contacto de la humedad con la superficie metálica, sino que poseen una segunda función, pueden actuar como inhibidores de la corrosión ó bien tener un efecto similar al de los ánodos de sacrificio en protegiendo catódicamente a la estructura sobre la cual son aplicados.

Su selección, aplicación y mantenimiento son de crucial importancia ya que su efectividad dependerá de estos factores.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

4. MONITOREO DE LA CORROSION

1. INSPECCION

2. CUPONES Y PROBETAS DE CORROSION

3. METODOS ELECTROQUIMICOS

•

POLARIZACION LINEAL

•

IMPEDANCIA ELECTROQUIMICA

4. ANALISIS DE DEPOSITOS

5. MONITOREO DE PROTECCION CATODICA

6. CULTIVOS BACTERIOLOGICOS

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

INSPECCION

Es posible tener una observación visual directa de la efectividad de la protección catódica, de instalar cupones de corrosión e incrustación para evaluar las condiciones internas de las líneas y equipos. Así como también, la inspección visual permite observar como están los sistemas de recubrimiento y aislamiento térmico de las instalaciones (equipos, líneas y accesorios).

INSTALACION DE CUPONES / SEGUIMIENTO AL TRATAMIENTO QUIMICO

MONITOREO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCION CATODICA

EVALUACION DE LOS SISTEMAS DE RECUBRIMIENTOS Y AISLAMIENTO TERMICO.

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

CUPONES Y PROBETAS DE CORROSION

CUPONES DE CORROSION E INCRUSTACION

INSTALACION DE CUPONES

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

CUPONES Y PROBETAS DE CORROSION

DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO DE INCRUSTACIONES EN LINEA

1. Cupones ubicados en el Tope de la Línea 2. Cupones en el Centro de la Línea

3. Cupones ubicados en el Fondo de la Línea



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L A Pw Wg 2 1 2    



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+

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



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

L

A

Pd

Wg

2

3

Pw

El

4      

L: longitud del portacupones, pulg.

A: longitud del cuello (normalmente 5,25 pulg.) Pw: espesor de pared del tubo, pulg.

Pd: diámetro externo de la tubería, pulg.

El: longitud efectiva del cupón. Para cupones de 3” (normalmente

usados) es de 1,625 ”

Wg: espacio de soldadura (1/16” según procedimiento de soldadura

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

METODOS ELECTROQUIMICOS

RESISTENCIA A LA POLARIZACION LINEAL

Esta técnica es extremadamente rápida para la determinación de la velocidad de corrosión, por lo cual es utilizada en experimentos menos rigurosos. En este método la superficie de la muestra no es significativamente afectada por el experimento y puede frecuentemente ser usada para otros estudios.

En este método se aplica un barrido de potencial a velocidad especificada, hasta cubrir un rango de ±10 mV con respecto al potencial de corrosión (Ecorr). La corriente resultante es graficada en función del potencial, resultando generalmente, en una dependencia lineal. La pendiente de esta gráfica se denomina resistencia a al polarización (Rp).

P o l a r i z a c i ó n E - E c o r r Densidad de Corriente Rp





 



2



2

/

cm

Rp

V

B

cm

A

i

_corr   B: Constante de Stern-Gary

(30)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

ANALISIS DE MUESTRAS (SÓLIDAS Y LIQUIDAS)

•

Análisis de Hierro Total

•

Análisis de Cloruros

•

Análisis Granulométricos (Grava para preparación de

superficies metálicas)

(31)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

CULTIVOS BACTERIOLOGICOS

TECNICA DE CUANTIFICACION DE BSR EN LABORATORIO:

1. Medio de Cultivo basado en API- RP38 2. Recolección e inoculación de muestras de

agua del sistema de inyección (BSR planctónicas)

3. Obtención de biofilm depositado sobre cupones (población bacteriana sésil)

4. Incubación de muestras durante 21 días a 35ºC

5. Cuantificación según método de las diluciones seriadas

(32)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

MONITOREO DE CORROSION

MONITOREO DE PROTECCION CATODICA

MONITOREO DE POTENCIALES EN LÍNEAS DE GAS

El monitoreo de la Protección Catódica incluye:

• Medición de Potenciales. • Inspección a los T/R’s

(33)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

5. CASOS DE CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 1: CORROSION POR CO₂ (MESA) EN BOMBAS ELECTROSUMERGIBLES AMBIENTE: CRUDO/GAS CON 9% DE CO₂

TIEMPO DE FALLA: 3 MESES

SOLUCION: TRATAMIENTO QUIMICO CON INHIBIDOR DE CORROSION A FONDO DE POZO CAMBIO DE MATERIALES

(34)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 2: CORROSION MICROBIOLOGICA EN LINEAS/POZO DE INYECCION DE AGUA AMBIENTE: AGUA DEL LAGO (CONDICIONES ANAEROBICAS)

SOLUCION: TRATAMIENTO QUIMICO CON BACTERICIDA

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 3: CORROSION – EROSION EN LINEA DE 20”

AMBIENTE: CRUDO CON ARENA TIEMPO DE FALLA: 1 AÑO

SOLUCION: CONTROL DE VELOCIDAD DE FLUJO

REGULACION DEL CONTENIDO DE ARENA (TRAMPAS) MAYOR ESPESOR DE TUBERIA

(36)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 4: CORROSION GENERALIZADA EXTERNA DE LINEA SUBLACUSTRE DE 16”x 8

Km

AMBIENTE: LAGO DE MARACAIBO TIEMPO DE FALLA: 16 AÑOS

SOLUCION: REVESTIMIENTO

PROTECCION CATODICA

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OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 5: CORROSION ACIDA EN SERPENTINES DE CALDERAS AMBIENTE: ATMOSFERA ACIDA (LLUVIA ACIDA)

TIEMPO DE FALLA: 1 AÑO

SOLUCION: CAMBIOS EN EL DISEÑO DEL PROCESO REVESTIMIENTO

(38)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 6: CORROSION POR ALTA TEMPERATURA EN CALDERAS (PUNTOS CALIENTES) AMBIENTE: AGUA PARA GENERACION DE VAPOR (ALTA TEMPERATURA)

SOLUCION: TRATAMIENTO QUIMICO ANTI-INCRUSTANTE CONTROL DE COMBUSTION

(39)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 7: CORROSION GALVANICA AMBIENTE: LACUSTRE

TIEMPO DE FALLA: 15 AÑOS APROX.

SOLUCION: SELECCIÓN DE MATERIALES

AISLAMIENTO ELECTRICO DE MATERIALES DISIMILES

(40)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 8: CORROSION BAJO DEPOSITOS EN LINEA DE 30” (AEREACION DIFERENCIAL)

AMBIENTE: AGUA DEL LAGO DE MARACAIBO TIEMPO DE FALLA: 30 AÑOS

SOLUCION: REVESTIMIENTO INTERNO CON CONCRETO TRATAMIENTO QUIMICO BIOCIDA

(41)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

CASO 9: CORROSION - ABRASION ATMOSFERICA EN OLEODUCTO DE 30”

AMBIENTE: MARINO

TIEMPO DE SERVICIO: 40 AÑOS

SOLUCION: REVESTIMIENTO CON CINTAS PETROLIZADAS

(42)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

6. IMPORTANCIA DEL CONTROL DE LA CORROSION

•

Mantenimiento excesivo

•

Reparaciones excesivas

•

Reemplazos

•

Pérdidas de producción

•

Pérdidas de tiempo

•

Contaminación de productos

•

Pérdidas de producto

•

Pérdidas de eficiencia

•

Costos de energía

•

Accidentes

•

Incremento en costos de capital

•

Sobrediseños

(43)

OCCIDENTE

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA

•

Seguridad

•

Colapso estructural

•

Fugas

•

Fuego / Desprendimiento de tóxicos

•

Contaminación de productos (Farmacéuticos, Alimentos,

Aguas)

•

Confianza del cliente o consumidor

•

Apariencia

•