Qué es la corrosión

ISO 8044, la norma de vocabulario de corrosión, la define como la interacción entre un metal y su entorno que modifica las propiedades del metal y puede dañarlo. En el acero enterrado o sumergido, esa interacción es electroquímica y funciona como una celda con cuatro componentes:

• Ánodo: la zona donde el hierro se disuelve y libera electrones (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻). Es donde se pierde metal.
• Cátodo: la zona donde esos electrones se consumen, en general por reacción con el oxígeno y el agua del suelo (O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻). En el cátodo no hay pérdida de metal.
• Electrolito: el suelo húmedo o el agua, que conduce la corriente a través de los iones disueltos.
• Camino metálico: la propia estructura, o un cable, que une el ánodo con el cátodo y conduce los electrones.

La corriente sale del metal hacia el electrolito en el ánodo y vuelve a ingresar en el cátodo. Si se interrumpe cualquiera de los cuatro componentes, la celda se detiene; todos los métodos de control de la corrosión actúan sobre alguno de ellos. El ánodo y el cátodo pueden estar en la misma cañería, a centímetros o a kilómetros de distancia: basta con que dos zonas del metal, o del suelo que lo rodea, sean diferentes.

Una cañería enterrada atraviesa suelos distintos, tiene uniones, ramales y fallas del revestimiento, y comparte el terreno con otras estructuras. Cada una de esas diferencias puede formar una celda de corrosión:

• Fallas del revestimiento. Donde falta el revestimiento, el acero queda en contacto con el suelo. Ningún revestimiento es perfecto: presenta fallas de fábrica, del tendido o por envejecimiento.
• Suelos distintos. A lo largo de la traza varían la humedad, las sales y el oxígeno. El tramo de cañería ubicado en el suelo con menos oxígeno, como una arcilla húmeda o bajo un pavimento, suele comportarse como ánodo (celda de aireación diferencial).
• Caño nuevo conectado a caño viejo. El acero recién instalado es más activo que el que lleva años enterrado. Si se conectan, el caño nuevo se corroe en las fallas de su revestimiento.
• Metales distintos en contacto. Una cañería de acero conectada a cobre, como el de una malla de puesta a tierra, forma una celda galvánica en la que el acero es el ánodo.
• Corrientes vagabundas. Corriente continua que circula por el suelo desde otras fuentes, como sistemas de protección catódica de otras estructuras o sistemas ferroviarios electrificados. Donde sale de la cañería hacia el suelo, la corroe.
• Corriente alterna inducida. Las líneas de alta tensión paralelas a una cañería inducen tensión alterna en el metal que, en determinadas condiciones, también produce corrosión.
• Bacterias. En suelos anaeróbicos, las bacterias sulfato-reductoras aceleran la corrosión. Es la corrosión influenciada microbiológicamente (MIC, por su sigla en inglés).

La guía Interferencias y corriente alterna inducida explica cómo se detectan y se mitigan las corrientes vagabundas y la alterna inducida.

La resistividad y el pH son datos de partida para el diseño de un sistema de protección catódica: indican la agresividad del suelo y la ubicación conveniente de los ánodos. Ver Mediciones de resistividad y pH de suelos.

• Generalizada: pérdida de espesor uniforme. Es la más fácil de prever.
• Localizada o por picaduras: la pérdida se concentra en puntos y puede perforar la pared con poca pérdida de metal total. Es la que con mayor frecuencia perfora cañerías.
• Galvánica: en la unión entre metales distintos, del lado del metal más activo.
• Por corrientes vagabundas: picaduras concentradas en los puntos donde la corriente sale de la estructura.
• Microbiológica: picaduras bajo depósitos, típicas de suelos anaeróbicos.
• Bajo revestimiento desprendido: el agua ingresa entre el revestimiento y el acero, y el propio revestimiento impide el paso de la corriente de protección catódica.

Cada método interrumpe un componente de la celda:

• Revestimiento: aísla el acero del electrolito. Es la primera barrera. Ver Recoating y EasyCoat.
• Protección catódica: convierte toda la estructura en cátodo, de modo que la corriente ingresa al metal en lugar de salir. Protege las fallas que deja el revestimiento. Ver la guía Qué es la protección catódica.
• Aislación eléctrica: las juntas aislantes y monolíticas interrumpen el camino metálico con otras estructuras, como mallas de puesta a tierra o cañerías de otros operadores. Ver Aislación y protección eléctrica.
• Diseño y materiales: evitar el contacto entre metales distintos, seleccionar materiales compatibles y prever desde el proyecto los puntos de medición.

El control se completa con mediciones: potenciales en las cajas de medición de potencial (CMP), cupones de corrosión, relevamientos sobre la traza como el Close Interval Survey (CIS) y el Direct Current Voltage Gradient (DCVG), y la External Corrosion Direct Assessment (ECDA), que confirma con excavaciones el estado real de la cañería.

• La gravedad no se mide por el óxido visible. Lo determinante es el espesor remanente: una picadura profunda puede ser más grave que una superficie completamente oxidada.
• Un caño nuevo también se corroe. Con el revestimiento dañado durante el tendido y conectado a cañerías existentes, puede corroerse más rápido que ellas.
• Una falla pequeña del revestimiento puede ser más grave que una grande. Si la cañería está conectada a un cátodo de gran superficie, como una malla de puesta a tierra de cobre o una cañería antigua, toda la corriente de corrosión sale por esa falla y la perforación avanza rápidamente.
• La ausencia de fugas no implica ausencia de corrosión. La corrosión avanza sin manifestarse hasta perforar la pared; las mediciones permiten detectarla antes.

El estudio IMPACT de NACE International estimó en 2016 que la corrosión tiene un costo mundial de unos 2,5 billones de dólares por año, equivalente al 3,4 % del producto bruto mundial, y que con las prácticas de control disponibles ese costo podría reducirse entre un 15 % y un 35 %.