1. CORROSION DE METALES EN AMBIENTES HIPERSALINOS
Carlos Mario Alcudia Suarez
Centro de investigación y estudios avanzados del IPN, Unidad Mérida
Km. 6 antigua Carretera a Progreso, 97310 Mérida, Yucatán México.
alcudia84@hotmail.com
INTRODUCCION
La corrosión es la reacción de los materiales con su ambiente para adoptar
estados más estables. La corrosión metálica en presencia de humedad es un
fenómeno electroquímico.
La corrosión atmosférica resulta de la interacción con la atmósfera natural. La
atmósfera natural puede ser tanto exterior como interior. Las características
físicas más importantes de una atmósfera natural son la temperatura, la
humedad relativa, la dirección de los vientos, la precipitación pluvial, los
contaminantes SO 2 , Cl, CO 2, etc.
Por lo tanto, los factores que afectan a los materiales durante su exposición a la
atmósfera son climáticos y químicos (Muñoz Ledo y Uruchurtu Chavarin2002).
Los ambientes hipersalinos son aquellos que tienen concentraciones de sales
superiores a 35 g/L, que son mayores a aquellas encontradas en el agua de mar.
son considerados como un tipo de ambiente extremo.
Los factores climáticos juegan un papel fundamental en la corrosión en
ambientes hipersalinos, el tiempo de humectación incluye factores como
temperatura, ambiente, precipitación pluvial, y el viento.
La corrosión atmosférica en ambientes hipersalinos es homogénea, es decir,
desgasta toda la superficie del material.
Este trabajo tiene como meta evaluar la corrosividad la atmósfera marina con
alto contenido de sales, ya que se encuentra situada en un área de la industria
salinera.
El objetivo del presente estudio es:
• Determinar los contaminantes, principalmente Cl - y SO 2.
• Determinar velocidad de corrosión de acero al bajo carbono, cobre y zinc.
• Determinar los productos de corrosión.
• Clasificar la corrosividad de la atmósfera.

2. Metodología
Sitio de exposición
El sitio de exposición está situado en el Municipio de Rio Lagartos en el puerto
de las coloradas en la península de Yucatán, geográficamente se localiza entre
los paralelos 21 ° 24’ y 21 ° 36' latitud norte y los meridianos 88° 02' y 88° 13' de
longitud oeste. Su altura promedio sobre el nivel del mar es de 2 metros; limita al
norte con el Golfo de México; al sur con Panabá, al este con Tizimín y al oeste con
San Felipe.
La cabecera del Municipio dista a 156 kilómetros, al noroeste de la Ciudad de
Mérida, Yucatán.
Materiales y exposición de muestras
Los materiales expuestos fueron acero al bajo carbono, cobre y zinc y fueron
situados sobre marcos, los cuales fueron colocados una altura mínima de 1 metro,
con inclinación de 22º, y fueron orientadas hacia el norte, hacia la fuente de
mayor contaminación, es decir, las montañas de sal de una salinera. Los marcos
contenían placas con medidas de 100 mm x 150 mm y 2 mm de espesor, como
se describe en la norma ISO 8565:1992.
Contaminantes.
Los contaminantes medidos son los que aparecen frecuentemente en la
atmósfera marina, el SO 2 y los Cl -. A continuación se expone la metodología
empleada para la determinación de la contaminación de SO 2 Y salinidad
atmosférica, según lo descrito en la norma ISO 9225:1992.
Cloruros.
La salinidad atmosférica fue medida por el método de la candela húmeda. Está
consiste de una gasa quirúrgica. La gasa esta soportada por un tubo de vidrio de
100 cm2 de área. Para mantener la humedad de la gasa esta parcialmente
sumergida en la solución de glicerina. La cantidad de cloruro depositada es
determinada por el análisis químico.

3. El depósito de cloruro es calculado y expresado en miligramos por metro
cuadrado por día (mg / m2 d). En la Fig. 1 se muestran los captadores de cloruro.
Fig. 1 Mechas colectoras de cloruro
Sulfatos.
La contaminación por sulfatos se determina a través de colectores de SO 2,
llamados también placas de sulfatación. Consiste de un círculo de papel filtro en
el fondo de una caja Petri de modo que ésta quede cubierta por completo. El
papel filtro esta impregnado de dióxido de plomo que reacciona con el S0 2
atmosférico para formar sulfato de plomo. Se utilizo un soporte para exponer los
platos, los cuales estaban en una posición tal que la pasta de dióxido de plomo
quedaba hacia abajo, horizontalmente para que no sean obstruidos por el
viento normal ni por la circulación del aire. El soporte era de acero inoxidable
resistente a la corrosión atmosférica. Un esquema del mismo se presenta en la
figura 2.
Figura 2. Cajas petri colectoras de Sulfatos
La muestra fue expuesta durante un periodo de 30 días. Se procedió a retirar los
colectores para su respectiva evaluación. El contenido de sulfato fue removido y

4. precipitado usando una solución de carbonato de sodio. Después el sulfato fue
precipitado, con cloruro de bario y su concentración se determinó por medio de
turbidimetrìa.
Velocidad de Corrosión.- La Velocidad de corrosión fue obtenida por
gravimetría la cual consistió en pesar al inicio y al final de la exposición, la
muestra metálica (probeta), una vez que se han eliminado los productos de
corrosión. Por diferencia de peso, se determina la de pérdida de masa promedio
en el periodo de tiempo considerado. Una vez determinado el cambio de masa por
unidad de área, se expresa a continuación la siguiente ecuación:
mi − mf
Vcorr =
pAt
Donde:
Vcorr. = velocidad de corrosión µm /año (µm/a).
mi = masa inicial mg.
mf = masa final mg.
p = densidad del material (mg/mm3)
A = área de exposición mm2
t = tiempo de exposición (años)
La técnica de pérdida de masa es las más ampliamente utilizada en los estudios
de corrosión atmosférica, dado que es relativamente simple y precisa. Los
productos de corrosión fueron retirados de la muestra sin ataque al metal base.
Para ello, se emplean distintas soluciones específicas para cada metal y los
productos de corrosión se eliminaron mediante ciclos sucesivos de limpieza en
estas soluciones. Este tratamiento de ciclos se repitió hasta completar la
eliminación de los productos de corrosión.
En la Tabla 1 se muestran los tipos de solución, el tiempo y la temperatura que
se utilizaron para retirar los productos de corrosión.
Tabla 1.- Soluciones especificas para la eliminación de productos de corrosión
Tiempo de
Material Solución inmersión Temperatura
500 ml de ácido clorhídrico, y
Acero al bajo agua destilada hasta completar un
carbón litro. 10 min. 20-25o c
54 ml de ácido sulfúrico y agua
Cobre destilada hasta completar un litro 45 min. 40-50o c
200g cloruro de amonio y agua
Zinc destilada 2-5 min. 70o c

5. Resultados.
La Tabla 2 muestra los resultados de los contaminantes de Cl- y SO 2, se puede
observar que el contenido de Cl- en la atmósfera estudiada es alto por lo tanto
se pueden considerar agresivas. Para comparación en la Tabla 2.1 se muestran
los valores de la estación de ensayo Telchac, se puede apreciar que la Velocidad
de deposito de Salinera es mas alto que el de Telchac. De acuerdo con la
comparación para Cl- en la estación de salinera es 0.98 veces mayor que el de
Telchac, y el SO 2 es mayor en un factor de 2.26.
Tabla 2.- Velocidad de depósito Tabla 2.1.- Velocidad de depósito
(mg Cl/m2.d) de los contaminantes (mg Cl/m2.d) de los contaminantes
Cl y SO2. en las coloradas. Cl y SO2. en telchac.
CONTAMINANTES ATMOSFERICOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS
2
TIEMPO DE mg SO 2 /m
TIEMPO DE mg SO 2 /m2
EXPOSICION mg Cl/m2 d d
EXPOSICION mg Cl/m2 d d
22 MAR 07 – 27 ABR 07 320.71 3.85 3 MAR 07 - 24 ABR 07 267.62 4.03
28 ABR 07 - 27 MAY 07 335.7 11.27
25 ABR 07 - 29 MAY 07 104.72 1.69
28 MAY 07 – 08 JUL 07 175.52 6.78
30 MAY 07 - 28 JUN 07 46.98 0.98
La velocidad de corrosión (V.C) para cada uno de los materiales está dado en
micrómetros por año µm/a. La Tabla 3 muestra las velocidades de corrosión de
los materiales al ser expuestos a la atmósfera durante los períodos de exposición
en días. Los valores para las velocidades de corrosión son elevadas y rebasa
los límites establecidos por la norma ISO 9223:1992.
TABLA 3 Velocidad de corrosión de
TABLA 3.1 Velocidad de corrosión de
los materiales Fe, Cu y Zn en las
los materiales Fe, Cu y Zn en telchac
coloradas.
VELOCIDAD DE CORROSION
PERIODO DE
EXPOSICION EN PERIODO VELOCIDAD DE CORROSION
Prom. V.C µm/a
DIAS DE
Fe Cu Zn Prom. V.C µm/a
EXPOSICION
37 días 572.1 168.41 --------- EN DIAS Fe Cu Zn
67 días ----------- -------- 9.18 53 días 285.61 26.57 28.39
98 días 794.1 31.38 24.27 88 días 367.72 34.27 22.43
Se pueden apreciar los resultados de las velocidades de corrosión para los
materiales expuestos en la tabla 3 para la estación salinera que son altos. Para
comparación en la tabla 3.1 de la estación de Telchac, se puede apreciar en la

6. tabla 3 de la salinera para el acero al bajo carbono es 1.09 mayor con respecto a
la de telchac, para el cobre es 2.20 mayor con respecto a telchac y para el zinc,
la velocidad de corrosión fue en este caso menor.
Corrosión de la superficie
La Fig. 3 muestra la superficie corroída del acero al bajo carbono después de tres
meses de exposición. Se puede apreciar que el material se encuentra demasiado
corroída, con manchas de cloruro y lleno de óxido de hierro y picaduras en sus
superficies, y se puede apreciar claramente que es una corrosión de tipo uniforme
con alta degradación del material por la alta salinidad que existe en esta zona.
Fig. 3 Acero al bajo carbono después de 3 meses de exposición.

7. La Fig. 4 Muestra la superficie corroída del cobre después de tres meses de
exposición. Se puede apreciar que el material se encuentra con manchas de
productos de corrosión y con áreas de color verde.
Fig. 4 Cobre después de 3 meses de exposición.
La Fig. 5 muestra la superficie corroída del zinc después de tres meses de
exposición. Se pueden apreciar manchas blancas. El daño por la corrosión de la
superficie es menor con respecto a otros materiales.
Fig. 5 Zinc después de 3 meses de exposición.

8. Difracción de Rayos X.
En la Fig. 6 se muestra el análisis de rayos X para el acero al bajo carbono
después de tres meses de exposición. El difractograma mostró la presencia de
óxidos de hierro del tipo magnetita este oxido es irregular y poroso se pueden
apreciar otros tipos de materiales como akaganeita en la cual fue el material mas
abundante según los picos de la grafica y la ultima que se encontró de menor
cantidad de óxidos la maghemita.
Fig. 6 Difractograma de Rayos X para el acero al bajo carbono, después de
haber sido expuesto en la salinera durante tres meses.

9. En la Fig. 7 se muestra el análisis de rayos X para el cobre después de tres
meses de exposición. Se detectaron óxidos de Cu, estos en la cuprita y la sido
atacamita que es un hidroxido de cloruro de cobre y la paratacamita, la cual
tambien es un hidroxido de cloruro solo que la atacamita tiene un solo iòn
cloruro y 3 iones oxidrilo, en tanto que la paracatamita tiene 3 iòn cloruro y solo
un radical oxidrilo.
Fig. 7 Difractograma de Rayos X para el cobre después de haber sido expuesto
en la salinera durante tres meses.

10. En la figura 8 se muestra el analisis de rayos X para el zinc despues de tres
meses de exposicion. Se observa óxidos de zinc se aprecian los tipos de
materiales que se encontraron los cuales son Gordaita La cual es uma de las mas
abundantes encontradas en el difractograma , Zinc, Simonkolleita, hidrato de
hidróxido de sulfato de zinc, , Schulenbergita.
Fig. 8 Difractograma de Rayos X para el Zinc después de haber sido expuesto
en la salinera durante tres meses.
Tabla 4 Productos de corrosión encontrados a través de la difracción de rayos x.

11. MATERIAL FORMULA NOMBRE
• FeO(OH) • Akaganeita
Acero al bajo carbono • Fe 2 O 4 • Maghemita
• Fe 2 O 3 • Magnetita
• Cu 2 O • Cuprita
Cobre • Cu 2 Cl(OH) 3 • Atacamita
• Cu 2 (OH) 3 Cl • Paratacamita
• NaZn 4 (SO 4 ) Cl(OH)6. 6H 2 O • Gordaíta
• Zn 5 (OH) 8 Cl 2 .H 2 O • Simonkolleíta
Zinc
• 6Zn(OH) 2 . ZnSO 4 .4H 2 O, • Hidrato de hidróxido de sulfato de zinc
• (Cu,Zn)7(SO 4 )2(OH)10. 3H 2 O • schulenbergita
En la Tabla 4 se encuentran los productos de corrosion que fueron de los
materiales que fueron expuestos durante tres meses.
Discusión

12. Los contaminantes observados en las coloradas son mayores que en una
estación típica de la costa Yucateca. El Cl – es 0.98 veces mayor y el dióxido de
azufre es mayor en un factor de 2.26.
Según los datos obtenidos del calculo de las velocidades de corrosión, los
resultados se encuentran en cantidades elevadas dentro de las categorías de
velocidades de corrosión según la norma ISO 9223:1992, sin embargo, el material
con mayor velocidad de corrosión fue el acero al bajo carbono en un factor de 109
con respecto ala comparación hecha con la estación típica de telchac, para el
material de cobre fue mayor n una factor de 2.28 y para el material de zinc la
velocidad de corrosión fue contraria con respecto a la de telchac.
Según los resultados obtenidos del análisis de los productos de corrosión, se
observó que la muestra con mayor productos de corrosión fue el zinc con cuatro
tipos de óxidos, aunque en pocas proporciones, en tanto que el cobre y el acero al
bajo carbono solo se encontraron 3 tipos de óxidos, pero, este ultimo fue el que
contenía los productos de corrosión en mayores cantidades.
Observando la apariencia de cada uno de los materiales expuestos se encontró
que el mas dañado de los tres materiales estudiados fue el acero al bajo carbono
lo cual los productos de corrosión cubrían uniformemente toda la superficie de la
placa la cual era homogénea.
Conclusión
La medición de contaminantes fueron datos más altos en el primer periodo de
exposición, y disminuyeron en los meses siguientes por causas del clima tropical.
En el momento en que empezaron las lluvias la cantidad de contaminantes
disminuyó.
La corrosividad que se presenta en la estación de ensayo se considera muy alta
lo cual muy alarmante para esta zona. En la cual el acero al bajo carbono, y
cobre mostraron velocidades de corrosión más altas que el zinc.
Según la clasificación se puede considerar que el nivel de dióxido de azufre no
es tan agresivo como el de Cl -.
Se ha mostrado que el Cl - ejerce un papel importante sobre la corrosión de los
tres materiales acero al bajo carbono, cobre y zinc, debido a sus altos
contenidos de contaminantes de cloruros.
La corrosión en el puerto de las coloradas es alta comparada con una estación
típica .
Bibliografía.

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