3 INHIBIDORES DE CORROSION
CAPTULO 4
INHIBIDORES DE CORROSION
4.1 ASPECTOS TERICOS
Las reacciones de corrosin son muy variadas y es muy difcil que
un simple grupo de mecanismos pueda explicar todos los casos.
Generalmente, la corrosin de los metales en medios acuosos, es
causada por procesos electroqumicos. Estos procesos ocurren sobre
la superficie metlica y/o en la interfase metal-solucin.
Los inhibidores de corrosin pueden funcionar por:
a) Quimisorcin de la molcula, sobre el sustrato metlico.
b) Complexacin de la molcula con el in del metal, permaneciendo
en estado slido.
c) Neutralizando el medio corrosivo.
d) Absorbiendo el causante de la corrosin.
4.2 CLASIFICACION DE LOS INHIBIDORES DE CORROSION
Debido a la gran cantidad de factores y reacciones posibles, ha
sido difcil precisar el mecanismo de corrosin y su correspondiente
inhibicin, sin embargo los inhibidores han sido clasificados de
acuerdo con su tipo de accin.
Una de las posibles clasificaciones de los inhibidores de
corrosin, diferencia entre inhibidores tipo pelcula e inhibidores
interfaciales. Otra clasificacin, ms extensa, diferencia cinco
clases de inhibidores: pasivadores, inhibidores catdicos, orgnicos,
inductores de precipitacin e inhibidores en fase vapor. Se utilizar
esta clasificacin, ya que hace una mejor diferenciacin de los
productos utilizados como inhibidores de corrosin.
4.2.1 Pasivadores (Inhibidores por pasivacin)
Los pasivadores, son los inhibidores ms efectivos, ya que pueden
detener la corrosin casi completamente. Irnicamente, ellos son
tambin conocidos como inhibidores peligrosos, ya que en ciertas
condiciones pueden acelerar la corrosin.
Hay dos tipos de pasivadores: los aniones oxidantes, tales como
el cromato (CrO4=), nitrito (NO2-) y nitrato (NO-3), que pueden
pasivar el acero en ausencia de oxgeno y los iones no oxidantes
tales como fosfato (PO-34), tungstato o wolframato (WO4=) y
molibdato (MoO4=), los cuales requieren de la presencia de oxgeno
para poder lograr el pasivado del acero.
Ambos tipos de inhibidores actan por adsorcin, formado una
pelcula de proteccin sobre la superficie del acero. Cuando se
emplean en bajas concentraciones los dos tipos de inhibidores
aceleran la corrosin, los oxidantes porque no logran formar la
pelcula protectora en su totalidad y los no oxidantes porque
permiten que haya una cantidad remanente de oxgeno que no se
combina.
Por lo general las sales que se usan son: cromato de sodio,
nitrito y nitrato de sodio, fosfato disdico, tungstato de sodio o
molibdato de sodio.
4.2.2 Inhibidores catdicos
Este tipo de productos inhibe la corrosin por polarizacin de la
reaccin catdica, la cual puede ser alcanzada de diferentes maneras,
existen tres categoras principales de los inhibidores que afectan
la reaccin catdica y estas son: venenos catdicos, precipitadores
catdicos y secuestrantes de oxgeno.
a) Venenos catdicos, son substancias que interfieren con la
reaccin catdica retardando la formacin de tomos de hidrgeno y la
combinacin de estos para formar hidrgeno molecular. La rata de la
reaccin es lenta, las reacciones andica y catdica se realizan a la
misma rata, en consecuencia todo el proceso de corrosin es
retardado.
Algunos de los compuestos utilizados como venenos catdicos son:
sulfuros ( S=), seleniuros (Se=), compuestos de arsnico (As),
antimonio (Sb) y bismuto (Bi).
En algunos casos el uso de los venenos catdicos puede ocasionar
ampollas en el acero y aumentar su susceptibilidad a sufrir dao o
ataque por hidrgeno.
En la actualidad se buscan sustitutos de diferente tipo para
estos productos por el dao que en determinadas concentraciones
ocasionan al medio ambiente.
b) Precipitadores catdicos: los inhibidores tipo precipitadores
catdicos ms utilizados son los carbonatos de calcio (CaCO3) y
magnesio (MgCO3), ya que ellos se encuentran en forma natural en
las aguas y lo nico necesario para producir la inhibicin es un
ajuste de pH, otros productos utilizados son el sulfato de cinc
(ZnSO4) y algunas sales de plomo.
c) Secuestrantes de oxgeno: la corrosin del acero en medio
acuoso a un pH prximo a 6,0 es debido a la presencia de oxgeno
disuelto, el cual depolariza la reaccin catdica. Las aguas neutras
(pH = 7,0) y con bajo contenido de sales, en equilibrio con el aire
a una temperatura de 21 C contiene cerca de 8 ppm de oxgeno. La
concentracin de sal y el aumento de temperatura hacen que la
concentracin de oxgeno disuelto disminuya. Se requiere solamente
una concentracin de 1 ppm de oxgeno para incrementar la rata de
corrosin seriamente en un sistema dinmico. Algunos de los
secuestrantes de oxgeno utilizados son: sulfito de sodio (Na2SO3),
dixido de azufre (SO2), hidracina (N2H4), estos compuestos eliminan
el oxgeno de acuerdo con las reacciones siguientes:
2Na2SO3 + O2 2Na2SO4 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4
4.2.3 Inhibidores orgnicos
Los compuestos orgnicos constituyen una amplia gama de
compuestos que se utilizan como inhibidores de corrosin y que no
pueden designarse especficamente como aninicos o catinicos. Por lo
general ellos afectan a toda la superficie metlica del elemento que
esta siendo corrodo cuando se emplean en la concentracin adecuada y
en algunas ocasiones se observan efectos aninicos o catinicos.
Probablemente las reas andica y catdica son inhibidas en diversos
grados que dependen del potencial del metal, la estructura qumica
de la molcula del inhibidor y el tamao de esta molcula, algunos de
los inhibidores de este tipo son el alcohol proparglico y el etil
octinol.
Tambin se emplean algunos compuestos identificados como
inhibidores catinicos como las aminas alifticas primarias:
n-hexilamina, n-decilamina o las aminas aromticas como la anilina,
n-propilanilina, las iminas tales como la hexametilenimina y la
octametilenimina. Se utilizan tambin otros compuestos tales como la
urea, tiourea, guanidina, formol, n-butilmercaptano y el
mercaptobenzotiazol (MBT).
La eficiencia de algunas aminas aumenta o mejora s efecto cuando
ciertos iones de halgenos estn presentes, el in yoduro (I-) es el
ms efectivo, seguido por el bromuro (Br-), cloruro (Cl-). El in
fluoruro (F-) no tiene propiedades inhibidoras significativas, las
mezclas que actan de esta manera se conocen como mezclas
sinergsticas.
4.2.4 Inhibidores que inducen precipitacin
Los inhibidores de corrosin que inducen la precipitacin, son
compuestos formadores de pelculas sobre la superficie del metal,
por lo tanto interfieren entre el nodo y el ctodo indirectamente.
Los inhibidores ms comunes de este tipo son los silicatos y los
fosfatos.
En aguas casi neutras con bajo contenido de cloruro, los
silicatos y fosfatos causan pasivacin del acero cuando hay oxgeno
presente, actan como inhibidores aninicos, sin embargo si se aaden
cantidades insuficientes de silicato o fosfato puede ocurrir
corrosin localizada en forma de picaduras.
En aguas de baja salinidad se utiliza por lo general silicato,
que tiene la rara propiedad de inhibir la corrosin del acero que ya
esta incrustado con xido.
En sistemas de aguas calientes y aireadas, el silicato de sodio
protege el acero, cobre y bronce, sin embarga la proteccin depende
del pH y la composicin del agua.
Los silicatos y fosfatos no dan una mejor proteccin que la
obtenida con cromatos y nitritos, sin embargo son de gran utilidad
cuando se requiere aplicar productos que no sean txicos. Su
aplicacin requiere de un buen control, ya que su accin depende de
la composicin del agua, por lo cual el control debe ser cuidadoso
para obtener un mximo de inhibicin.
4.2.5 Inhibidores en fase vapor
Los inhibidores en fase vapor (VPI) son compuestos que son
transportados en un sistema cerrado desde su fuente hasta el sitio
de la corrosin por medio de su volatilizacin. Algunos de los
inhibidores en fase vapor mas utilizados son la morfolina (OC4H9N),
etilendiamina (NH2CH2-CH2NH2) que inhiben la corrosin haciendo que
el ambiente se vuelva alcalino. En algunos casos se emplean slidos
voltiles tales como las sales de nitrito, carbonato y benzoato de
diciclohexilamina, ciclohexilamina y hexametilenimina, el mecanismo
de inhibicin de estos compuestos no est muy claro, aunque parece
que la parte orgnica de la molcula solamente le da la volatilidad y
libera los iones nitrito, carbonato y benzoato que son capaces de
pasivar el acero cuando se encuentran en solucin acuosa.
4.3 APLICACIN DE LOS INHIBIDORES
Los inhibidores de corrosin se expenden en forma slida o lquida.
La mayora de los slidos son relativamente puros, salvo en algunos
casos cuando se mezcla con otro ingrediente cuando se requiere que
la solubilidad sea controlada. Los lquidos son requeridos en forma
preferente, ya que son de una manipulacin ms sencilla, fciles de
transportar y adems tiene una concentracin ya conocida, parte de
ellos es solvente, en la mayora de los casos agua. La concentracin
de las soluciones viene dada en ppm.
Los inhibidores de corrosin son comparados sobre la base de su
eficiencia, es decir a la corrosin producida antes de la aplicacin
de inhibidor y la producida con el inhibidor presente. La
eficiencia del inhibidor se calcula por medio de la frmula
siguiente:
E = ( Ro - Ri) / Ro x 100
Donde : E = eficiencia del inhibidor
Ro = Rata de corrosin en ausencia del inhibidor
Ri = Rata de corrosin en presencia del inhibidor
4.4 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Principios de tratamiento de aguas industriales.- Drew Productos
Qumicos.- 1 979
Manual de Tratamiento de Agua.- LIPESA.- 1 989
Handbook of Industrial Water Conditioning.- Betz.- 1 991
Fundamentals of Cooling Water Treatment.- Bennett Boffardi.-
Tratamientos de Aguas Industriales.- Aquatec.- 1 990
Basic Corrosion Course.- National Association of Corrosion
Engineers.- 1 971
