La oxidación, un problema

La oxidación, una solución.

 

Cuando en 1886 los Estados Unidos recibieron la estatua de la libertad como regalo de los franceses para conmemorar el centenario de su Declaración de Independencia, su color era un brillante marrón rojizo.

La escultura está formada por láminas de bronce, un metal que en contacto con la lluvia ácida, agua de lluvia contaminada por la polución atmosférica, reacciona oxidándose, creando una capa de un característico color azul-verdoso, comúnmente conocido como cardenillo. Durante la década de los ochenta el monumento sufrió una profunda restauración. Cada una de las 1.350 costillas de hierro que sostenían “la piel” debió ser retirada y luego reemplazada. El hierro había sufrido una fuerte corrosión galvánica en todas aquellas partes donde estaba en contacto con la piel de cobre, perdiendo hasta la mitad de su grosor. El constructor había anticipado este fenómeno y previsto una combinación de amianto y brea para separar ambos metales, pero el aislamiento se había deteriorado décadas antes. Las barras de hierro fueron reemplazadas por nuevas barras de acero inoxidable, con una película de teflón que las separaba del cobre para un mejor aislamiento.

Sin embargo, la capa de óxido exterior se respetó pues forma una cubierta protectora contra la corrosión, siendo éste un ejemplo de cómo en ocasiones la oxidación representa una solución al problema de la corrosión.

La oxidación es un proceso espontáneo por el cual un material (reductor) pierde electrones cuando entra en contacto con otro material (oxidante) que los gana (reacción de oxidación-reducción). El hierro es un material reductor y el oxígeno es un material oxidante, por tanto, cuando entran en contacto (junto al agua que potencia el efecto oxidante del oxígeno), el hierro pierde electrones formando iones positivos y se los cede al oxígeno que forma iones negativos. La atracción entre las cargas de distinto signo forma una capa porosa de óxido de hierro que se desprende con facilidad de la superficie de hierro puro.

Como regla general, el proceso de oxidación de una estructura metálica será considerado siempre como una patología a prevenir o corregir. El primer efecto a considerar es la reducción de la sección de la estructura con la consiguiente variación de las propiedades de la misma.

Toda regla, tiene excepción.

El acero CORTEN se presenta como una de ellas, ya que la aleación que lo constituye da lugar a un óxido especial caracterizado por una mayor consistencia y unas características mecánicas capaces de proteger al resto del metal. En este caso, el proceso de oxidación representa una protección del metal y un factor de conservación.

 

Del mismo modo, en metales como el zinc, el cobre y el aluminio, la capa de óxido formada en el proceso de oxidación funciona como una película de protección del propio metal, con lo que el proceso de oxidación tiende a estabilizarse. Por lo tanto, en muchos casos, la oxidación, más que una lesión, puede considerarse una protección preventiva. Por ello, al referirnos a esta capa en los citados metales utilizaremos el término autoprotección, pudiendo en determinados casos considerarse como lesión la no formación de esta capa de protección. En particular:

  • Zinc. La formación de la autoprotección se dificulta en aguas ácidas con abundancia de cloruros y sulfatos.
  • Cobre. La capa de autoprotección en el cobre es soluble en contacto con aguas ácidas y con una alta concentración de CO2. Este fenómeno recibe el nombre de cuprosolvencia.

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