ESCUELA POLITECNICA NACIONAL 2013

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

Lubricación y Lubricantes

Integrantes: Juan Hayo Darwin Quiroz Tema: Acción Galvánica

1. FUNDAMENTOS TEORICOS

Acción Galvánica

La acción galvánica se produce cuando un metal es conectado a otro en presencia de

un electrólito y, por lo tanto, se produce una corrosión electroquímica denominada

corrosión galvánica, o también denominada corrosión bimetálica. El potencial de un

metal en solución está relacionado a la energía que libera cuando el metal se corroe.

Propiedades de un material anódico

Tomando en cuenta la serie electroquímica de los metales, un metal tendrá carácter

anódico respecto de otro si se encuentra arriba de él en dicha serie. Así, por ejemplo,

el hierro será anódico con relación al cobre y catódico respecto al zinc.

Las propiedades que debe reunir un material anódico son las siguientes:

1) Debe tener un potencial de disolución lo suficientemente negativo como para

polarizar la estructura de acero (que es el metal que normalmente se protege) a -0.80

V. Sin embargo, el potencial no debe ser excesivamente negativo ya que eso motivaría

un gasto innecesario de corriente. El potencial práctico de disolución puede estar

comprendido entre - 0.95 V y - 1.7 V.

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL 2013 2) Cuando el metal actúe como ánodo debe presentar una tendencia pequeña a la

polarización, no debe desarrollar películas pasivantes protectoras y debe tener un

elevado sobre potencial para la formación de hidrógeno.

3) El metal debe tener un elevado rendimiento eléctrico, expresado en amperes-hora

por kg. de material (Ah/kg.) lo que constituye su capacidad de drenaje de corriente.

4) En su proceso de disolución anódica, la corrosión deberá ser uniforme.

5) El metal debe ser de fácil adquisición y deberá de poderse fundir en diferentes

formas y tamaños.

6) El metal deberá tener un costo razonable, de modo que en conjunción con las

características electroquímicas correctas, pueda lograrse una protección a un costo

bajo por amperio-año.

Estas exigencias ponen de manifiesto que solamente el zinc, el magnesio y el aluminio

y sus respectivas aleaciones pueden ser considerados como materiales para ser

utilizados prácticamente como ánodos de sacrificio.

CORROSION GALVANICA

La corrosión galvánica se presenta, cuando dos metales diferentes en contacto o

conectados por medio de un conductor eléctrico, son expuestos a una solución

conductora. En este caso, existe una diferencia en potencial eléctrico entre los metales

diferentes y sirve como fuerza directriz para el paso de la corriente eléctrica a través

del agente corrosivo, de tal forma que el flujo de corriente corroe uno de los metales

del par formado.

Mientras más grande es la diferencia de potencial entre los metales, mayor es la

probabilidad de que se presente la corrosión galvánica debiéndose notar que este tipo

de corrosión sólo causa deterioro en uno de los metales, mientras que el otro metal del

par casi no sufre daño.

El metal que se corroe recibe el nombre de metal activo, mientras que el que no sufre

daño se le denomina metal más noble.

La relación de áreas entre los dos metales es muy importante, ya que un área muy

grande de metal noble comparada con el metal activo, acelerará la corrosión, y por el

contrario, una mayor área del metal activo comparada con el metal noble disminuye el

ataque del primero.

La corrosión galvánica a menudo puede ser reconocida por el incremento del ataque

junto a la unión de los metales, como se indica en la figura No. 3c y este tipo puede

ser controlado por el uso de aislamientos o restringiendo el uso de uniones de

metales cuando ellos forman diferencias de potencial muy grande en el medio

ambiente en el que se encuentran. La diferencia de potencial puede ser medida,

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL 2013 utilizando como referencia la serie galvánica de los metales y aleaciones que se

presentan más adelante, en la serie de los potenciales tipo de óxido de reducción.

Otro método para reducir la corrosión galvánica, es evitar la presencia de grandes

áreas de metal noble con respecto a las de metal activo.

Un ejemplo común de corrosión galvánica es la oxidación de las láminas de acero

corrugado, que se generaliza cuando el recubrimiento de zinc de protección se rompe

y el acero subyacente es atacado. El zinc es atacado preferentemente porque es

menos noble, pero cuando se consume, se produce la oxidación en serio del acero.

Con una lata recubierta de estaño, como las de conservas, ocurre lo contrario porque

el estaño es más noble que el acero subyacente, por lo que cuando se rompe la capa,

el acero es atacado preferentemente.

Definición de ánodo y cátodo

Para la notación de los dos electrodos en una celda electroquímica (galvánica o

electrolítica) son válidas las siguientes definiciones generales: El ánodo es

el electrodo en el cual, o a través del cual, la corriente positiva pasa hacia el electrolito.

El cátodo es el electrodo en el cual entra la corriente positiva proveniente

del electrolito. Generalmente, se toman como válidas las siguientes reglas:

1) La reacción anódica es una oxidación y la reacción catódica una reducción.

2) Los aniones (iones negativos) migran hacia el ánodo y los cationes (iones positivos)

hacia el cátodo.

Tipos de ánodos

Considerando que el flujo de corriente se origina en la diferencia de potencial existente

entre el metal a proteger y el ánodo, éste ultimo deberá ocupar una posición más

elevada en la tabla de potencias (serie electroquímica o serie galvánica)

Los ánodos galvánicos que con mayor frecuencia se utilizan en la protección catódica

son: magnesio, zinc, aluminio.

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL 2013 Magnesio: los ánodos de magnesio tienen un alto potencial con respecto al hierro y

están libres de pasivación. Están diseñados para obtener el máximo rendimiento

posible, en su función de protección catódica. Los ánodos de magnesio se utilizan en

oleoductos, pozos, tanques de almacenamiento de agua incluso para estructuras que

requieran una protección temporal.

Zinc: para estructuras metálicas inmersas en agua de mar o en suelo con resistividad

eléctrica de hasta 1000 ohm-cm

Aluminio: para estructuras inmersas en agua de mar.

2. COMPATIBILIDAD ENTRE MATERIALES

Compatibilidad galvánica

La compatibilidad de dos metales distintos puede predecirse por medio del "índice

anódico". Este parámetro mide el voltaje electroquímico que se desarrolla entre el

metal y el oro, tomado como electrodo de referencia. Para tener el voltaje relativo

entre dos metales, basta con hacer la diferencia de sus índices anódicos.

Para ambientes normales, tales como almacenes u otros ambientes interiores sin

control de temperatura y humedad, la diferencia de los índices anódicos no debería

ser superior a 0,25 V. En ambientes interiores con temperatura y humedad

controladas, puede tolerarse hasta 0,50 V. Para ambientes más duros, tales como

intempererie, alta humedad, y ambientes salinos, la diferencia no debería superar 0,15

V. Así, por ejemplo, los índices del oro y la plata difieren en 0,15 V, y por tanto serían

compatibles para este tipo de ambientes.

A menudo, cuando el diseño requiere que metales diferentes estén en contacto, se

gestiona la compatibilidad galvánica entre ellos mediante los acabados y el

revestimiento. El acabado y el recubrimiento seleccionado facilitan que los materiales

disímiles estén en contacto y protegen así a los materiales de base de la corrosión.

La serie galvánica (o serie electro potencial) determina el grado de nobleza o inercia

química de los metales y semimetales. A la inversa, dicha serie mide la tendencia de

dichos materiales para sufrir corrosión. Cuando dos metales están sumergidos en

un electrolito, a la vez que están conectados eléctricamente, el menos noble (base)

experimentará una corrosión galvánica. La velocidad de corrosión galvánica se

determina por el electrolito y la diferencia en la nobleza, que se puede apreciar en esta

serie. La diferencia de nobleza se puede cuantificar a partir de la diferencia de

sus potenciales de corrosión. La reacción galvánica entre dos metales es una reacción

redox y es el principio en que se basan las pilas.

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Bibliografía

http://www.labcyp.com/admin/16.pdf

http://www.ricepropulsion.com/cartas/TNL08/TNL08ESP.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n_galv%C3%A1nica