Práctica-8

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior De Ingeniería Y Arquitectura Unidad Zacatenco

Química Básica y Aplicada
Profesora: Izasmendi Tapia María Guadalupe
Mesa 3
Alcántara Pérez Luis Antonio
Avilés Martínez José Antonio
Cortés Gándara Adrián Eduardo
García Coxca Jorge Armando
Fabián Covarrubias Diego
Hernández Chávez Marco Antonio
Peralta González Gustavo
Sánchez Tobón Iván
Grupo: 2CM11
Práctica 8. Velocidad de corrosión

Fecha: 6 / Septiembre/ 2015

Objetivo
El alumno determinara la pérdida de un metal por efecto de corrosión en medio acuoso y con diferentes soluciones.
Consideraciones Teóricas
La densidad de corriente de corrosión se puede medir por cualquier técnica electroquímica, por lo cual a partir de la resistencia de ruido, Rn, es posible determinar la densidad de corriente de corrosión mediante la siguiente ecuación:


y con ello evaluar la velocidad de corrosión de la misma forma que se haría mediante la resistencia de polarización, Rp, obtenida mediante métodos de corriente continua. La determinación de la velocidad de corrosión (CR, Corrosion Rate) se realiza mediante la siguiente expresión:



donde:
k: constante expresada en diferentes sistemas de unidades (véase tabla 2.2).
ρ: es la densidad del metal o aleación utilizado.
icorr: es la densidad de corriente.
EW: es el peso equivalente del metal o aleación utilizado.

Para la determinación de la velocidad de corrosión se ha establecido un estándar internacional (ASTM G102-89), cuyo objetivo es brindar una guía para la conversión de los resultados de las mediciones electroquímicas.
Desarrollo

Tenemos 4 cilindros de fierro a los cuales se les lijó la superficie para quitar los excesos.
Posteriormente los limpiamos con acetona y los dejamos secando al aire durante 2 minutos.
Anteriormente se introdujeron los cilindros con un metal asignado en pequeños frascos, etiquetándolos con la fecha del día. Se pesan para anotar en tablas el peso inicial.
Estimamos el volumen, el área, el área superficial y densidad de los cilindros a partir del diámetro y el largo del mismo.
El día de la práctica volvimos a pesar para obtener el peso final y determinar si hubo corrosión o no.
Fosfato de Nitrato
D = 0.021cm = 0.21mm
L = 4.15cm = 41.5mm
r = 0.105mm
V = πr2L = 3.1416 x 0.105mm2 x 41.5mm = 1.477 mm3
A = πr2 = 3.1416 x 0.105mm2 = 0.304 mm2
B = LπD = 41.5mm x 3.1416 x 0.21mm = 27.379mm2
As = 2A + B = 2(0.304 mm2) + 27.379mm2 = 27.447mm2
P = mV = 1.118 gr1.477 mm3 = 0.7569 grmm3
Factor de área = P X As = 0.7569 grmm3 x 27.447mm2 = 20.774 grmm
Vel = 1Factor x Pérdida de peso / 13 * 0.002739 = 120.774 grmm x 0.21 / 13 * 0.002739 =
=0.2838 mmaño Sí hubo corrosión
Ácido Clorhídrico
No existe metal

Agua con perlas de sosa
D = 7.3mm
L = 2.2cm = 22mm
r = 0.365mm
V = πr2L = 3.1416 x 0.365mm2 x 22mm = 898.22 mm3
A = πr2 = 3.1416 x 0.365mm2 = 40.82 mm2
B = LπD = 22mm x 3.1416 x 7.3mm = 504.54mm2
As = 2A + B = 2(40.82 mm2) + 504.54mm2 = 586.18mm2
P = mV = 0.320 gr898.22 mm3 = 3.562x10-4 grmm3
Factor de área = P X As = 3.562x10-4 grmm3 x 586.18mm2 = 0.2088 grmm
Vel = 1Factor x Pérdida de peso / 13 * 0.002739 = 10.2088 grmm x -0.002 / 13 * 0.002739 =
= -0.2689 mmaño No hubo corrosión

Agua
D = 1.4mm
L = 21mm
r = 0.7mm
V = πr2L = 3.1416 x 0.7mm2 x 21mm = 32.32 mm3
A = πr2 = 3.1416 x 0.7mm2 = 1.539 mm2
B = LπD = 21mm x 3.1416 x 1.4mm = 92.36mm2
As = 2A + B = 2(1.539 mm2) + 92.36mm2 = 95.44mm2
P = mV = 0.418 gr32.32 mm3 = 0.0129 grmm3
Factor de área = P X As = 0.0129grmm3 x 95.44mm2 = 1.2343 grmm
Vel = 1Factor x Pérdida de peso / 13 * 0.002739 = 11.2343 grmm x 0.006 / 13 * 0.002739
= 0.1365 mmaño Sí hubo corrosión
Después de realizar los cálculos colocamos los datos en las tablas.
Tabla No.1 Registros para estimación de Densidad, Área superficial y factor de cada cilindro
Cilindro
Masa
(gr)
Diámetro
(mm)
Altura
(mm)
Densidad
P = m/V
Área superficial
As = 2A + B
Factor de área F= P X As
1
1.118
0.21
41.5mm
0.7569
27.447
20.774
2
X
X
x
x
x
x
3
0.32
7.3
22
3.562x10^-4
586.18
0.2088
4
0.418
1.4
21
0.0129
95.44
1.2343

Estimamos la pérdida en mm/año del material con la expresión dada.
Tabla No.2 Registros para cada Cilindro (n) y cálculo de Velocidad de Corrosión
Días transcurridos
Masa (gr)
Factor
Velocidad de corrosión
13
0.908
20.774
0.2838
13
x
x
x
13
0.322
0.2088
0.2689
13
0.412
1.2343
0.1365



Con los resultados finales podemos determinar que algunos metales en solución acuosa son resistentes a la corrosión y otros no, en este caso el agua con perlas de sosa no sufrió corrosión puesto que su peso no disminuyó. En los demás casos, sin considerar al ácido ya que no es metal, hubo corrosión y obtuvimos la velocidad con la que se corroe dichos metales a través de una serie de cálculos que nos hace obtener los mm/año que el metal pierde cuando se corroe.
Cuestionario
1 ¿Qué importancia tiene en la Ing. Civil el fenómeno de corrosión?
Cada día que pasa la innovación en la industria de la construcción tiene que ver con el uso de metales para las estructuras de obras, ya sea solo en el concreto.
La corrosión produce además descaramiento y vacíos en la superficie del acero de refuerzo, reduciendo la capacidad resistente como resultado de la reducción de la sección transversal.
Corrosión del acero
El concreto reforzado utiliza acero para aportarle las propiedades de resistencia a la tracción que son necesarias en el concreto estructural. Esto evita la falla de las estructuras de concreto que están sujetas a esfuerzos de tensión y flexión debido al tráfico, los vientos, las cargas muertas y los ciclos térmicos. Pero cuando el refuerzo se corroe, la formación de óxido conduce a la pérdida de adherencia entre el acero y el concreto y la subsecuente de laminación y exfoliación. La reducción del área de sección transversal del acero reduce su capacidad resistente.









2 ¿Qué otros procesos de inhibición de corrosión conoces?
Corrosión por picadura: Se le llama así porque es un tipo de corrosión que se caracteriza por un picado que llega a perforar la superficie del metal.
Corrosión atmosférica
Corrosión seca: se da en ausencia de humedad, muchos metales se corroen muy lentamente a temperatura ambiente, y como es lógico se da a temperaturas muy altas.
Corrosión húmeda: requiere de humedad en la atmosfera y se incrementa su agresividad con el contenido de humedad.
Corrosión mojada: ocurre cuando gotas de agua o películas de agua visibles son formadas sobre la superficie del metal debido a la brisa del mar, lluvia o caídas de roció.
Celdas de composición: Se presentan cuando dos metales o aleaciones, tal es el caso de cobre y hierro forma una celda electrolítica.
Celdas de esfuerzo: La corrosión por esfuerzo se presenta por acción galvaniza pero puede suceder por la filtración de impurezas en el extremo de una grieta existente.
3 Investiga la corrosión en concreto
Corrosión de acero en concreto
El acero en el concreto se encuentra usualmente en condición pasiva, no corroído. Sin embargo, el concreto reforzado con acero es frecuentemente utilizado en ambientes severos donde está presente el agua de mar o las sales de deshielo. Cuando los cloruros se mueven dentro del concreto, provocan la ruptura de la capa pasiva de protección del acero, causando que éste se oxide y se dé lamine.
Cuando el concreto se carbonata hasta el nivel de la barra de acero, el ambiente normalmente alcalino que protege el acero de la corrosión, es reemplazado por un ambiente más neutral. Bajo estas condiciones el acero no permanece pasivo y comienza una corrosión rápida.




Conclusiones
Cortés Gándara Adrián Eduardo:
La corrosión es un tema importante en la Ing. Civil refiriéndonos al uso de metales en las obras. Aprendimos a determinar con algunas fórmulas a qué velocidad se realizará la corrosión y entender este proceso es fundamental para saber qué tipos de metales podemos usar en una obra, en qué tiempo empezará a sufrir corrosión y cómo podemos evitarlo. Hay metales que son más resistentes que otros a la corrosión y con los conocimientos suficientes en aleaciones metálicas podremos encontrar el metal perfecto para cada tipo de obra en cada tipo de situación climatológica donde la realicemos.

Peralta González Gustavo

La corrosión existe en todos los metales, algunos son más resistentes que otros, por ello es necesario que los ingenieros civiles sepamos sobre este proceso ya que así podremos optimizar el tiempo de vida de las construcciones y prevenir accidentes debido a que el metal no aguantó debido a la corrosión.




Bibliografía
http://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/12515/MEDICI%C3%93N%20DE%20LA%20VELOCIDAD%20DE%20CORROSI%C3%93N%20MEDIANTE%20LA%20T%C3%89CNICA%20DE%20RUIDO%20ELECTROQU%C3%8DMICO%20EN%20ACEROS%20INOXI.pdf?sequence=1