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Grupo de Investigación: Computación y

Sistemas Empotrados

Tema: Electroquímica

Dr. Ernesto Bolaños Rodríguez

23 de marzo del 2012

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Electroquímica

Es la rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la química. Chang (2007)

Procesos o reacciones REDOX (Oxidación-Reducción)

Ánodo (Placa Positiva): Oxidación

Cátodo (Placa Negativa): Reducción

Faraday (Padre de la Electroquímica Actual)

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Celda o Pila Galvánica: Reacción química que genera una caída de potencial eléctrico. (Proceso Espontáneo). Siglo XVIII (Galvani y Volta)

Fuente: www.fq.uh.cu (2012)

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Electrólisis: Reacción química que ocurre por la aplicación externa de una

diferencia de potencial. (Proceso No Espontáneo).

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Aplicaciones de la Electroquímica

• Fotosíntesis.

• Obtención de Metales: Aluminio y Titanio.

• Alcoholímetros: Detección de Alcohol en Conductores Ebrios.

• Impulsos Nerviosos de las Neuronas.

• Combate o Protección contra la Corrosión: Corriente

Impuesta, Protección Catódica, Ánodos de Sacrificio, entre otros.

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Aplicaciones de la Electroquímica Galvanotecnia

Niquelado: Recubrimiento anticorrosivo y decorativo.

Capa base para el cromado. Recubrimiento de contactos eléctricos en conectores

comunes.

Estañado: Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero.

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eléctricos.

Dorado: Recubrimiento protector y decorativo de

bisutería. Protección anticorrosiva de venas en circuitos impresos.

Recubrimiento de contactos eléctricos en conectores seguros.

Conexiones internas de circuitos integrados.

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Corrosión: Proceso de Deterioro del Metal y sus Aleaciones por Reacciones Electroquímicas. Pourbaix (1987). Provoca Pérdidas Económicas, Humanas y Ambientales. Ejemplo: Herrumbre del Hierro y el Acero. Pátina Verde en el Cobre y Aleaciones (Bronce, Latón).

Fuente: www.google.com.mx/fotos (2012)

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Ejemplos: ¿Cómo afecta la corrosión a: 1. La Torre Eiffel o a los Tendidos eléctricos. 2. La Industria armamentística. 3. Ductos enterrados de PEMEX que transportan hidrocarburos. 4. Un puente situado en el mar o a la estructura de un barco.

CORROSIÓN

ATMOSFÉRICA (AIRE)

SUELO

AGUA

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Electroquímica: Filosofía de Trabajo Interdisciplinaria

Interactúan con un mismo propósito desde diferentes perspectivas y marco de referencias: • Químicos. • Electrónicos (Sensores, Tarjetas de Adquisición de Datos). • Eléctricos. • Computación. • Matemáticos.

Dos condiciones necesarias y suficientes: 1. Dominio del tema de las disciplinas que interactúan. 2. “Ambiente favorable” entre los especialistas de las diversas

áreas del conocimiento. (Taborda et al., 2012: 2)

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Electroquímica: Filosofía de Trabajo

Interdisciplinaria

Contribuye a fortalecer valores en los profesionistas: confianza, paciencia, intuición, pensamiento divergente, sensibilidad hacia las

demás personas, aceptación de riesgos, aprender a trabajar en la diversidad y jugar

nuevos roles, entre otros.

(Taborda et al., 2012: 2)

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Mapa de Corrosividad Atmosférica de Iberoamérica. Mariaca et al. (1999)

• Atmósfera Industrial • Atmósfera Marina • Atmósfera Urbana • Atmósfera Rural

Matemática Estadística Velocidad de Corrosión: Modelo de Regresión Lineal Múltiple (Depende de la Humedad Relativa, Cloruros, Sulfatos)

Inteligencia Artificial Redes Neuronales (Velilla et al., 2009: 81-87)

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Ejemplo de Métodos Electroquímicos

Impedancia Faradaica: Resistencia en Corriente Alterna.

A Mayor Impedancia (Z) Menor Deterioro de la Pintura que Protege al Metal de la Corrosión, o sea Mayor

Resistencia a la Corrosión del Metal Base.

Fuente: www.anditecnica.com (2012)

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Ejemplo de Método para Predecir Fallas por Corrosión en Ductos que Transportan Petróleo: Cómputo Inteligente: •Algoritmos de Abejas. Pham y Ghanbarzadeh (2006) • Algoritmos Genéticos. Haupt (1998)

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Bibliografía

• Chang, R. (2007). Electroquímica. Novena Edición. McGraw-Hill. pp. 1100. México, DF. • Haupt, R. (1998). Practical Genetic Algorithms. John Wiley & Sons. INC. pp. 1-24, New York, USA. • Mariaca L, Genesca J, Uruchurtu J, Salvador L. (1999). Corrosividad atmosférica (MICAT- México). Plaza y Valdés. Madrid. • Pham D. T., Ghanbarzadeh A. (2006). Algoritmo de abejas. Elsevier, pp. 454-459. • Pourbaix, M. (1987). Lecciones de Corrosión Electroquímica. Instituto Español de Corrosión y Protección. Madrid. • Taborda M, Copertari S, Ruiz Briz E, Gurevich E, Firpo V. Ciencias sociales e interdisciplinariedad: relación entre teoría y práctica. Disponible en: http://www.puentes.gov.ar/educar/servlet/Downloads/s_colecciones_fin/aun0402.pdf [Consultado: 2 de marzo de 2012]. • Velilla E., Villada F., Echeverría F. (2009). Modelos de pérdida de masa de acero por corrosión atmosférica en Colombia usando inteligencia computacional. Rev. Fac. Ing. Universidad de Antioquia, Colombia, No. 49, pp. 81-87.

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GRACIAS

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