agentes oxidantes
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD PANAMERICANA DEL PUERTO
FACULTAD DE INGENIERIA
CATEDRA: CORROSION
EXPOSICION
FACTORES QUE INFLUYEN
EN LA CORROSION DE UN
METAL
PONENTES:
VITOR DOS SANTOS
CARLOS SEVILLA
LUIS TISOY
CORROSIÓN BIOLÓGICA
Provocada por la contaminación debacterias que pueden afectar de formadirecta o indirecta el deterioro delmetal, estas bacterias pueden estarpresentes en aguas con altasconcentraciones salinas, típicas de losmares y océanos, lagos salados y fosassalinas, . Las más significativas son lasdenominadas ferro bacterias.
CORROSIÓN BIOLÓGICA
Las consecuencias de la actividad microbiologica
pueden ser:
Producir un ambiente corrosivo
Crear celdas de concentración electrolítica en la
superficie del metal
Modificar la resistencia de las películas
superficiales
Tener influencia sobre el índice de reacción
anódica o catódica
Modificar la composición ambiental
TIPOS DE MICROORGANISMOS
• Los aeróbicos crecen
con facilidad en un
ambiente que
contenga oxígeno
• anaeróbicos tendrán
un ambiente
virtualmente
desprovisto de
oxígeno atmosférico.
EJEMPLOS:
• microorganismos anaeróbicos constituido porbacterias de reducción de sulfatos, las cualesfomentan la corrosión. Los sulfatos en suelosligeramente ácidos a alcalinos (PH de 6 a 9) losreducen esas bacterias, para formar sulfato decalcio y sulfuro de hidrógeno. Cuando estoscompuestos entran en contacto con las tuberías dehierro subterráneas, se produce una conversión delhierro a sulfuro de hierro. Puesto que esas bacteriasesten en esas condiciones, seguirán fomentandoesta reacción, hasta que se produzca una falla de latubería.
EJEMPLO 2
La matriz que se forma a través del ensuciamientobiológico no es una masa sólida, sino quecuenta con toda una gama de canales por loscuales las bacterias pueden absorber nutrientesy oxígeno del agua. Conforme esta capa vacreciendo, las partes bajas reciben pocooxígeno y se desarrollan capas anaeróbicas.
MICROORGANISMOS
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
El S02 y el NaCl son los agentes corrosivos más comunes
de la atmósfera. El NaCl se incorpora a la atmósfera
desde el mar. Lejos de éste, la contaminación
atmosférica depende de la presencia de industrias y
núcleos de población, siendo el contaminante principal
por su frecuencia de incidencia sobre el proceso
corrosivo el dióxido de azufre (S02), proveniente del
empleo de combustibles sólidos y líquidos que contienen
azufre.
PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
La corrosión atmosférica es la causa más frecuente dela destrucción de los metales y aleaciones.
• El mecanismo de corrosión es de naturalezaelectroquímica. El electrolito es una capa dehumedad sobre la superficie del metal cuyo espesorvaría desde capas muy delgadas (invisibles) hastacapas que mojan perceptiblemente el metal. Laduración del proceso de corrosión depende sobretodo del tiempo durante el cual la capa de humedadpermanece sobre la superficie metálica.
PROCESO DE CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
presencia de un proceso anódico y otrocatódico, con un electrólito de resistenciaóhmica determinada.
• En el proceso anódico el metal se disuelve en lacapa del electrolito, en la cual la concentraciónse eleva hasta la precipitación de un compuestopoco soluble.
• En el proceso catódico, bajo la capa dehumedad, la mayoría de los metales expuestosa la atmósfera se corroen por el proceso dereducción de oxígeno.
LA CORROSIÓN ATMOSFÉRICA SE CLASIFICA EN:
• a) Corrosión seca. Cuando el agente externo desencadenante no requiere específicamente la presencia de un agente líquido (par galvánico por contacto con otro metal, por ejemplo).
• b) Corrosión húmeda. Requiere de la humedad atmosférica, y aumenta cuando la humedad excede de un valor crítico, frecuentemente por encima del 70%.
• c) Corrosión por mojado. Se origina cuando se expone el metal a la lluvia o a otras fuentes de agua.
PRINCIPALES CONTAMINANTES QUE AFECTA LA
VELOCIDAD DE CORROSIÓN:
El NaCl y el SO2 son los principales contaminantes corrosivos de la atmósfera. La correlación entre los niveles de concentración de S02 o NaCl y la velocidad de corrosión es alta, También es importante mencionar al sulfuro de hidrógeno, que es el responsable del deslustre de cobre y plata, los compuestos nitrogenados que en solución incrementan la humedad en la superficie de los metales, las partículas inertes (silicio) y las partículas absorbentes (carbón de leña).
Un oxidante es un compuesto químico que oxida a otra sustancia en
reacciones electroquímicas o redox. En estas reacciones, el compuesto
oxidante se reduce.
Básicamente:
•El oxidante se reduce
•El reductor se oxida
•Todos los componentes de la reacción tienen un número de oxidación
•En estas reacciones se da un intercambio de electrones
Los agentes oxidantes que aceleran la corrosión de algunos materiales
pueden retrasar la corrosión de otras, mediante la formación en sus
superficies de óxidos o capas de oxigeno absorbidos que los hacen mas
resistentes a los ataques químicos.
AGENTE OXIDANTE
•Hipoclorito y otros hipohalitos como las lejías.
•Iodo y otros halógenos.
•Clorito, clorato, perclorato y compuestos halógenos análogos.
•Sales de permanganato, como el permanganato de potasio.
•Compuestos relacionados con el Cerio (IV).
•Compuestos cromados hexavalentes, como el ácido crómico,
el ácido dicrómico y el trióxido de cromo, clorocromato de
piridinio (PCC) y cromatos / dicromatos.
•Peróxidos, como el peróxido de hidrógeno (H2O2) o agua
oxigenada.
•Reactivo de Tollens
•Sulfóxidos
•Ácido persulfúrico
•Ozono
•Tetróxido de osmio OsO4
OXIDANTES COMUNES
Cloro
El cloro es posiblemente el biocida industrial más usado hoy en día. Se utilizó durante
mucho tiempo para la desinfección de los abastecimientos de agua domésticos y para el
retiro del sabor y los olores del agua. La cantidad de cloro que necesita ser agregada a
un sistema de agua viene determinada por varios factores, a saber: demanda de
cloro, tiempo de contacto, pH y temperatura del agua, volumen de agua y cantidad de
cloro que se pierde con la aireación.
Dióxido de cloro
El dióxido de cloro es un biocida oxidante activo, eso lo hace ser el más aplicado y aún
más debido al hecho de que este tiene efectos menos perjudiciales para el ambiente y la
salud humana que el cloro. No forma ácidos hipoclorosos en agua; existe como dióxido
de cloro disuelto, un compuesto que es un biocida más reactivo en gamas más altas de
pH.
Isocianatos de cloro
Estos son los compuestos órgano-clorados que en hidrólisis dan el ácido hipocloroso y
ácido cianhídrico en agua. El ácido cianhídrico reduce la pérdida de cloro debido a las
reacciones fotoquímicas con la UV-luz, de modo que más ácido clorhídrico se origina y la
acción biocida se ve realzada.
AGENTES OXIDANTES
Hipoclorito
El hipoclorito es la sal del ácido hipocloroso. Se formula en varios tipos de
formas. El hipoclorito se aplica generalmente como el hipoclorito de sodio
(NaClO) e hipoclorito de calcio (Ca(ClO)2). Estos compuestos se pueden aplicar
como biocidas. Funcionan mucho de la misma manera que el cloro, aunque son
algo menos eficaces.
Ozono
El ozono es naturalmente inestable. Puede ser utilizado como agente oxidante
de gran alcance, cuando se genera en un reactor. Como un biocida él actúa de la
misma manera que el cloro; dificulta la formación del ATP, de modo que la
respiración de la célula de los microorganismos se hace difícil. Durante la
oxidación con ozono, las bacterias mueren generalmente por pérdida del
citoplasma que sostiene la vida.
Mientras que el proceso de la oxidación ocurre, el ozono se divide en oxígeno
diatómico y un átomo de oxígeno, que se pierde durante la reacción con los
líquidos de la célula de las bacterias:
O 3 - > O 2 + (O)
Las variaciones de concentración de los agentes oxidantes
sobre una superficie metálica pueden originar corrosiones
localizadas muy severas.
En muchas reacciones de corrosión, la ausencia de agentes
oxidantes hará disminuir mucho la corrosión, mientras que su
presencia la acelerara.
El magnesio, el aluminio, el titanio y los aceros inoxidables
desarrollan películas protectoras en contacto con agentes
oxidantes. Cuando el medio en que se encuentren disuelva
estas películas protectoras , la corrosión será muy rápida,
como ocurre en la corrosión del aluminio por los álcalis
fuertes.
OBSERVACIONES GENERALES
COMO AFECTA LA TEMPERATURA
A LA CORROSION
La corrosión tiende a aumentar al elevar la temperatura ya
que esta posee efectos secundarios mediante su influencia
en la solubilidad del aire, que es la sustancia más común
que influye en la corrosión.
La velocidad de corrosión crece con la temperatura. Los
efectos secundarios variables con la temperatura pueden
hacer disminuir la velocidad de corrosión.
EFECTOS DE LA CORROSION
El efecto de la corrosión es en el peor de loscasos, la destrucción total de uncomponente, pero también da lugar a otrosproblemas, que por menos contundentes nodejan de ser perjudiciales y, en algunoscasos, peligrosos para la seguridad de laspersonas.
Se sabe que tuberías de hierro enterradashan sufrido corrosión severa como resultadode la acción bacterial
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA
CORROSIÓN
La posibilidad de la acción bacterial es una
importante consideración al evaluar la alta
probabilidad de la corrosión particularmente
en tuberías, estructuras enterradas y
sumergidas
EFECTOS BIOLÓGICOS:
EN SUELOS NO AIREADOS
En suelos no aireados, este ataque se
atribuye a la influencia de la bacteria
reductora (esporovibrio desulfuricam).
MECANISMO DE ATAQUE
Se cree que el mecanismo involucra tanto
el ataque directo del hierro y otros metales
por el sulfuro de hidrogeno como la
despolarización catódica ayudada por la
presencia de la enzima hidrogenasa.
EN SUELOS NO AIREADOS
TUBERIAS
BARCOS, LANCHAS,GABARRAS
ESTRUCTURAS PETROLERAS
EFECTOS BIOLÓGICOS:
EN SUELOS AIREADOS
Las especies thiobacillus dan cuenta de la
mayor parte de la corrosión microbiológica.
Estas especies convierten azufre en acido
sulfúrico lo cual es un gran estimulante al
ataque corrosivo
MECANISMO DE ATAQUE
La variación de aireación suficientemente
grande para no despreciar la acción de la
bacteria sulfatoreductora. Por ejemplo:
Dentro de picaduras por corrosión activa
el contenido de oxigeno se hace
excesivamente bajo.
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA
CORROSIÓN
Por mencionar un caso real, en diciembrede 1999, frente a las costas de Vizcaya, alnorte de España, el buque-tanque E r i k azozobró debido a la ruptura de su cascoprovocada por la corrosión.
El resultado: aproximadamente 20 miltoneladas de petróleo crudo se derramaronen el mar y causaron un gran daño alecosistema marino.
TIPOS DE CONTAMINANTES
Óxidos de nitrógeno: que tienen su origen en algunos
procesos naturales y en actividades humanas que implican
un uso de combustibles fósiles.
El NO y el NO2 son gases tóxicos a temperatura ambiente, y
se forman por oxidación del nitrógeno atmosférico en
procesos de
combustión a temperaturas elevadas.
El NO es incoloro e inodoro, y procede de la oxidación
incompleta del N2 atmosférico en los motores de
combustión interna;
El NO2 es pardo−rojizo, con un
olor asfixiante, y procede de la oxidación del NO natural.
TIPOS DE CONTAMINANTES
Óxidos de carbono: como el monóxido de carbono (CO) y
el dióxido de carbono (CO2).
El CO es el contaminante que más abunda en la atmósfera
próxima a la mayor parte de las ciudades.
Es un gas incoloro, inodoro e insípido, inflamable y
tóxico, producido por combustiones incompletas de
elementos que contienen carbono.
En zonas urbanas, la principal fuente de CO son las
emisiones de vehículos automóviles.
TIPOS DE CONTAMINANTES
Compuestos de azufre: como dióxido de azufre
(SO2) y el trióxido de azufre (SO3), que resultan
de la oxidación del azufre presente en los
combustibles fósiles al quemarse, y el ácido
sulfhídrico(H2S), que procede de escapes de
refinerías de petróleo, fábricas de gas y, de forma
natural, de erupciones volcánicas o del
metabolismo anaerobio.
TIPOS DE CONTAMINANTES
Compuestos orgánicos: como los
hidrocarburos (HC), que contienen carbono e
hidrógeno constituyen un grupo de
contaminantes muy abundantes en ciudades
y zonas industriales.
Su estado físico depende del número de
átomos de carbono de su molécula.
TIPOS DE CONTAMINANTES
Metales pesados: que son elementos químicos de
masa atómica y densidad elevadas, presentes en
la atmósfera como partículas y en pequeñas
concentraciones.
Se consideran muy peligrosos, debido a que se
acumulan en las cadenas alimentarias. Entre los
más nocivos se encuentran el plomo, el cadmio y el
mercurio.
TIPOS DE CONTAMINANTESTipo de
contaminante
Salud vegetación materiales
Compuestos de
azufre: SO2,
SO3, H2S
El SO2 produce
irritación en las
mucosas y en
los ojos.
El H2S produce
malos y tóxicos
olores
El SO2 produce
pérdida de color
en las hojas
(clorosis) y
necrosis.
El SO2 en la
caliza provoca
su demolición.
En el papel
causa su
amarilleo y en
el
cuero pérdida
de
flexibilidad y
resistencia. En
los metales
provoca
corrosión.
Óxidos de
carbono:
CO2 − CO
El
El CO es tóxico,
interfiere en el
transporte de
oxígeno a las
células.