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Document 1550304
Revista de la Construcción
ISSN: 0717-7925
[email protected]
Pontificia Universidad Católica de Chile
Chile
VERA, R.; GUERRERO, F.; DELGADO, D.; ARAYA, R.
Evaluación de acero galvanizado estructural frente a la corrosión en atmósfera marina. Parte 1.
Resultados después de 1 año de exposición
Revista de la Construcción, vol. 8, núm. 2, 2009, pp. 18-26
Pontificia Universidad Católica de Chile
Santiago, Chile
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=127619798002
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Página de la revista en redalyc.org
Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal
Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
Evaluation of
Galvanized Structural
Steel in front of
Marine Environment
Corrosion
Part 1: Results after
one year of Exposure
Evaluación de Acero
Galvanizado Estructural
frente a la Corrosión en
Atmósfera Marina.
Parte 1. Resultados
después de 1 año de
Exposición
Autores
VERA, R. - GUERRERO, F. DELGADO, D. - ARAYA, R.
Grupo de Corrosión, Instituto de Química, Pontificia Universidad Católica
de Valparaíso
emails:[email protected] - [email protected] - [email protected] [email protected]
18 ]
Fecha de recepción
19/05/2009
Fecha de aceptación
24/05/2009
Revista de la Construcción
Volumen 8 No 2 - 2009
Resumen
En esta investigación se estudia el comportamiento de acero galvanizado en
caliente frente a la corrosión en atmósfera marina, como también el correspondiente proceso runoff que presenta
en el medio.
Para el logro del objetivo, se expusieron muestras de acero galvanizado de
10x10x0.6cm, con un espesor de recubrimiento de Zn de 114 μm, en la
ciudad de Valparaíso, V Región, Chile. El
deterioro del galvanizado fue evaluado
por medidas de potencial de corrosión
y disminución del espesor del recubrimiento de cinc “in situ” y morfología
del ataque por microscopia electrónica
de barrido (MEB). La composición de los
productos de corrosión se determinó
por difracción de rayos-X (DRX). Las soluciones runoff recolectadas después de
los eventos de lluvias se analizaron por
diferentes técnicas para determinar pH,
contenido de iones Cl- y concentración
de iones Zn+2.
Los resultados después de 1 año de exposición de las probetas muestran que
el potencial de corrosión del galvanizado
aumentó en el tiempo, lo que corrobora
la formación de una película protectora de
productos de corrosión de cinc, los cuales
fueron identificados como cincita (ZnO) y
simonkoleita (Zn5(OH)8Cl2·H2O). Por otra
parte, la velocidad de corrosión determinada en el tiempo fue de 16,4 μm/año.
Con respecto a los eventos de lluvia, los
valores de pH de las soluciones runoff
son similares al pH del agua de lluvia. El
contenido de cloruro también muestra
una tendencia a disminuir y a estabilizarse en el tiempo y la cantidad total de
cinc perdida como producto soluble es
fuertemente influenciada por la cantidad
de lluvia caída, de su duración y periodicidad entre períodos secos.
Palabras clave: Corrosión atmosférica, acero galvanizado en caliente, cloruro,
pérdida de espesor, runoff.
Abstract
In this study, the performance of the
hot-dip galvanized steel in front of the
marine environment corrosion and the
corresponding runoff process observed
in such environment are analysed.
Therefore, 10x10x0.6 cm galvanized
steel samples, with a Zn coating
thickness of 114 μm, were exposed
i n Va l p a r a í s o , V R e g i o n , C h i l e .
Deterioration of the galvanized
surface was evaluated measuring in
situ corrosion potential and decreasing
of zinc coating thickness; the attack
morphology was analysed through
scanning electron microscopy (SEM).
The corrosion product composition was
established through X-ray diffraction
(XRD). Furthermore, different
techniques were used to analyse the
runoff solutions collected after rain
events, in order to determine pH, Cl - ion
content and Zn +2 ion concentration.
The results after one year of exposure
of the samples show that galvanized
steel corrosion potential increased in
time; this corroborates the formation
of a protective layer of zinc corrosion
products, which were identified as zincite
(ZnO) and simonkoleite (Zn5(OH)8Cl2·H2O).
On the other hand, the corrosion velocity
determined in time was 16.4 μm/year.
As for the rain events, the pH values of
the runoff solutions were similar to the
pH of the rain water. The chloride content
also showed a tendency to decrease and
stabilize in time; furthermore, the total
zinc quantity lost as a soluble product
is strongly influenced by the quantity,
duration and periodicity among dry
periods of fallen rain.
Key words: Atmospheric corrosion, hot-dip galvanized steel, chloride, thickness
loss, runoff.
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Vera, R. - Guerrero, F. - Delgado, D. - Araya, R.
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Revista de la Construcción
Volumen 8 No 2 - 2009
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Introducción
Las empresas constructoras en Chile utilizan, habitualmente, acero, aluminio, cobre y cinc, para estructuras
expuestas a la intemperie en diferentes atmósferas. El
cinc, generalmente se emplea como acero galvanizado
procesado en caliente (hot dip), en techos laminados,
contenedores para almacenamiento de productos y
estructuras en general.
Durante el proceso de galvanizado en caliente, el cinc
fundido reacciona con la superficie de la pieza de acero
para formar aleaciones de Zn-Fe con distintas composiciones dependiendo de la distancia a la superficie donde
se encuentra la capa rica en Zn (0,003% de peso de Fe,
η). Las capas de aleación son: fase zeta, FeZn13 (5,0-6,0
% de peso Fe), fase delta, FeZn10 y FeZn7 (7,0-11,5 % de
peso Fe), fase gama1, Fe 5Zn21 (17,0-19,5 % de peso Fe)
y fase gama, Fe3Zn10 (23,5-28,0 % de peso Fe) (1).
La corrosión atmosférica de cinc ha sido objeto de numerosas investigaciones, incluyendo estudios de campo
y de laboratorio bajo condiciones controladas (2-6). El
cinc provee de una excelente protección galvánica al
acero, recubriéndolo, retardando el ataque del medio
ambiente y otorgándole por lo tanto un mayor tiempo
de vida útil. El poder protector depende de numerosos
factores, tales como, espesor, porosidad y adherencia del recubrimiento de cinc. Además, es importante
considerar la naturaleza de los productos de corrosión
formados, el tiempo de exposición al medio agresivo,
los factores climáticos y los contaminantes atmosféricos
(7-10).
En atmósfera marina los principales productos de
corrosión encontrados sobre cinc son hidrocincita
Zn5(CO3)2(OH)6, simonkoleita Zn5(OH)8Cl2 ·H2O e hidroxiclorosulfato de cinc y sodio NaZn 4Cl(OH) 6SO 4· 6H 2O.
Además, como productos de corrosión solubles se encuentran presentes cloruro de cinc ZnCl2 y sulfato de cinc
ZnSO4 (11-13) los cuáles son removidos de la superficie
del metal por efecto de la lluvia, fenómeno conocido
como proceso runoff del metal (14). Las soluciones runoff pueden contener además de los iones del metal,
compuestos químicos presentes en el aire que se han
depositado sobre la superficie del metal antes de cada
evento de lluvia, así como también, materia orgánica
disuelta y/o en suspensión (15). Por otra parte, como
consecuencia del proceso runoff se podrían encontrar
trazas del metal en suelos y aguas, lo cuál implicaría un
importante riesgo ecológico.
Este trabajo estudia el comportamiento de acero galvanizado frente a la corrosión atmosférica en ambiente
marino, durante 1 año de exposición aplicando diferentes técnicas y metodologías de análisis.
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Volumen 8 No 2 - 2009
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Procedimiento Experimental
Condición inicial de las muestras de galvanizado en
caliente
Las placas de acero fueron sumergidas en caliente en
un baño de galvanizado cuya composición era 0,005 %
Al, 0,35 % Sn, 0,30 % Pb, 05 % Ni y el resto Zn. En la
Figura 1A se muestra el aspecto superficial de la probeta
de galvanizado en la cuál se observa un cierto grado de
porosidad del recubrimiento de Zn. Por otra parte, en la
Figura 1B se muestra un corte transversal de la probeta
donde la capa de Zn (η) tiene un espesor aproximado de
30 μm y de las otras capas se distingue la fase ζ (FeZn13)
de espesor 80 μm con una composición determinada por
EDAX de 93,1% de Zn y 6,9 % de Fe. Las otras fases
tales como δ1 (FeZn7), Γ1 (Fe5Zn21) y Γ (Fe3Zn10) no fue
posible distinguirlas claramente. La zona inferior del
corte corresponde a acero (mayoritariamente Fe).
Preparación e instalación de las muestras
Durante el período comprendido entre Enero 2008 y
Enero 2009 se expusieron muestras de acero galvanizado en caliente de 100 mm x 100 mm x 6 mm en la
estación atmosférica ubicada en Valparaíso (Lat. Sur
32ºS, Long. 71º W), a una distancia lineal de 170 m
de la costa y 11 m de altura sobre el nivel del mar
(Figura 2). Las probetas de galvanizado tenían un recubrimiento inicial promedio de 114 μm de Zn y estas
fueron desengrasadas, lavadas, secadas, pesadas y
almacenadas en un ambiente libre de humedad antes
de ser usadas.
Las muestras de acero galvanizado se instalaron en el
panel en un ángulo de 45° respecto a la horizontal y
con la cara expuesta hacia la niebla marina, según los
procedimientos de las normas ISO y ASTM (16-17).
Para el caso de las muestras empleadas para evaluar
el proceso runoff, las 16 probetas estaban conectadas
a recipientes plásticos con el objetivo de recolectar las
soluciones runoff del metal para su posterior análisis
después de cada evento de lluvia. Por otra parte, se
recolectó agua de lluvia proveniente de cada evento, la
cual fue utilizada como referencia.
Medidas metereológicas y ambientales
Los parámetros meteorológicos medidos mensualmente
en la estación atmosférica fueron: humedad relativa,
temperatura, tiempo de humectación, cantidad de lluvia caída, radiación solar y velocidad y dirección de los
vientos. Para la determinación de cloruro y de dióxido de
Vera, R. - Guerrero, F. - Delgado, D. - Araya, R.
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Figura 1
Aspecto superficial (A) y en corte (B)
de la muestra de galvanizado en condiciones iniciales
(MEB) utilizando un equipo JEOL 5410 asociado a un
analizador EDAX 9100 para caracterización elemental.
Análisis de la solución runoff
En las soluciones runoff recolectadas después de cada
evento de lluvia, se midió el pH y se determinaron los
contenidos de iones Cl- y Zn+2. Se analizaron los mismos
parámetros en agua de lluvia que fue utilizada como
referencia.
La determinación de Zn+2 se realizó mediante la técnica
de Espectroscopía de Absorción Atómica utilizando un
equipo SHIMADZU AA 6800 F con aspirador directo,
llama Aire-Acetileno. Para la determinación de cloruros
se utilizó el método de Mohr modificado, norma NMXAA-073-SCFI-2001 de Análisis de Agua [20] y la medida
de pH se realizó con un peachímetro SCHOLAR con un
electrodo combinado de vidrio marca OKCN.
Figura 2
Muestras expuestas en estación de ensayo
Resultados y discusión
Caracterización de la atmósfera de ensayo
azufre ambiental se utilizó la técnica de candela húmeda
según la norma ISO 9225 [18].
La determinación del CO2 del aire se realizó utilizando
el Método de Pettenkoffer [19].
Determinación de las variables de corrosión
La pérdida de espesor de la capa de cinc se midió en
probetas por triplicado a los 3, 6, 9 y 12 meses de exposición con un equipo ELCOMETER 456 y el potencial
de corrosión “in situ”se evaluó periódicamente según
técnica de Pourbaix utilizando un milivoltímetro de alta
impedancia Radiometer pIONneer 10 y un porta electrodo-puente Agar/KCl, el cual posee un electrodo de
referencia de calomel saturado, especialmente diseñado
para realizar medidas sobre la superficie del metal.
La identificación de los productos de corrosión presentes
en la superficie del metal se realizó por difracción de
rayos-X (DRX) utilizando un instrumento SIEMENS D
5000 con radiación α de CuK y un monocromador de
grafito 40KV/30mA con un rango de barrido entre 0.570º. Por otra parte, la morfología de los productos de
corrosión y el tipo de ataque sufrido por el galvanizado
fue observado por microscopia de electrónica barrido
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La evaluación mensual de los parámetros climáticos y
ambientales y el uso de las normas ISO 9223 permiten
clasificar la agresividad de las atmósferas de las estaciones
(21). En la Tabla 1 se muestran los valores promedio período Enero 2008-Enero 2009 de las variables analizadas.
Según la norma ISO 9223 [21] que clasifica la agresividad de las atmósferas considerando el tiempo de
humectación (τ) y la deposición de los contaminantes
en el ambiente (salinidad, S y compuestos sulfurados,
P), a la estación de Valparaíso le correspondería una
clasificación de τ4, S1, P1, propio de un ambiente marino
con un índice de agresividad de corrosión C3.
El tiempo de humidificación (TDH) se determina en
base al número de horas que la muestra se encuentra
expuesta a una HR igual o superior a 80 % y a una
temperatura del aire igual o superior a 0ºC. Este valor
promedia un 50% anual debido a los nublados costeros
de verano (vaguada) que pueden durar incluso todo el
día manteniendo a la muestra húmeda. Por tanto es de
esperar que el proceso de corrosión asociado al galvanizado dependa principalmente del contenido de cloruro
ambiental y del tiempo de humidificación.
En los procesos de corrosión atmosférica se sabe que la
velocidad y dirección de los vientos representan variables
importantes en el contenido de los principales contaminantes atmosféricos y su origen, así como también
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influyen en la composición química de las lluvias y en
lograr un secado más rápido de las probetas prolongando así el tiempo de humidificación. Durante el período
en estudio, los vientos aumentaron en la temporada
otoño-invierno (Mayo–Julio), lo cual fue concordante
con los valores más altos de concentración de cloruro y
de dióxido de azufre en el aire.
un incremento de potencial menor en función del tiempo, lo que corrobora una mayor formación de producto
de corrosión en los primeros 3 meses de exposición del
galvanizado. Este comportamiento es concordante con
los resultados obtenidos para la pérdida de espesor de
la capa de Zn en la muestra de galvanizado.
En la Figura 5 se muestra el aspecto superficial del galvanizado a tiempo cero, 6 y 12 meses de exposición,
observándose claramente la formación de productos de
corrosión al año de exposición (manchas y puntos blancos), conocidos como la herrumbre blanca del cinc.
Corrosión del galvanizado en función del tiempo
En la Figura 3 se muestra la disminución del espesor de
la capa de Zn en función del tiempo de exposición. En
ella se observa en forma general una relación lineal entre
ambas variables. Sin embargo, durante los primeros 3
meses la pendiente de la curva lineal es de m=-3,23 (valor
aproximado calculado con dos medidas) en comparación
con el valor obtenido (m=-0,58) para la curva que considera los otros 9 meses de exposición, corroborando así
que la mayor pérdida de Zn se alcanza en los primeros
meses de exposición. La disminución en la pérdida por
corrosión a partir de los 3 meses se debe a la formación
de productos de corrosión de Zn adherentes y compactos
que en el tiempo confieren un grado de protección al
metal actuando como una barrera al medio.
Generalmente el comportamiento del Zn frente a la
corrosión atmosférica a largo plazo (13) responde a una
ecuación general que se presenta como ec. (1):
C = A t n
(1)
Figura 3
Espesor de la capa de Zn en función del tiempo
de exposición
120
115
Espesor de Zn / um
Una forma de corroborar la presencia de productos de
corrosión en la superficie del galvanizado es la determinación del potencial de corrosión “in situ”, el cuál
debería desplazarse hacia valores más positivos que el
potencial del metal desnudo dependiendo del espesor
y morfología de los productos de corrosión formados.
Estos resultados se muestran en la Figura 4, donde se
observa que el potencial de corrosión del metal desnudo
(inicio de exposición) tiene un valor de -1000 mVecs, alcanzando en los primeros 3 meses de exposición un valor
de -734 mVecs (incremento de 266 mV), posteriormente
a los 12 meses de exposición el valor del potencial de corrosión es de -617 mVecs. Al comparar este último valor
con el alcanzado a los 3 meses de exposición se observa
m=-3,23
110
105
m=-0,58
100
95
90
0
2
4
6
8
10
Tiempo / meses
12
Tabla 1
Características ambientales de la estación de ensayo
Atmósfera
T
(ºC)
HR
(%)
TDH (f)
Lluvia caída
(mm año-1)
Radiación
solar
(horas-sol)
Velocidad
viento
(knots)
Marina
(Valparaíso)
14,2
78.5
0,5
652,2
170,9
38,4
22 ]
Atmósfera
Deposición de cloruro
(mgm-2d-1)
Deposición de SO2
(mgm-2d-1)
Concentración CO2
(mgL-1)
Marina
(Valparaíso)
47,3
7,2
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Donde A y C corresponden a la pérdida por corrosión
después de 1 y t años de exposición respectivamente, y n
es una constante que depende del medio, especialmente
de los contaminantes presentes. Los datos obtenidos
en esta investigación (pérdida de espesor vs tiempo) al
representarlos en un gráfico log-log responden a una
correlación lineal con coeficiente cercano a la unidad,
obteniéndose la expresión:
C = 9,377 t
0,224
(2)
En la Figura 6 se presenta una extrapolación del comportamiento de Zn por un período de 2 años, esta
Potencial de corrosión de acero galvanizado
en el tiempo
-500
Ec ecs / mV
-600
-700
-800
-900
-1000
0
2
4
6
8
Tiempo / meses
10
Análisis y morfología de los productos de corrosión
La evaluación visual del galvanizado específicamente
de la superficie del Zn muestra que a partir del primer
mes de ensayo se aprecia la oxidación del metal, presentándose productos de corrosión de color blanco
(compuestos insolubles) adheridos al metal. Por otra
parte, los productos solubles, que han sido formados
en ausencia de lluvia, serán disueltos (parcialmente o
totalmente) durante cada evento de lluvia.
Figura 4
12
Una vez formada la capa primaria de corrosión (óxidos/
hidróxidos de Zn), mediante una deposición seca se fijan
contaminantes en la superficie del metal, entre ellos cloruros, SO2 y CO2, iniciándose de esta manera la formación
de diferentes sales de Zn. En este estudio durante el año
de exposición, se ha detectado por análisis de difracción
de rayos-X de los productos de corrosión insolubles, la presencia de cincita (ZnO) y clorohidroxisulfato de cinc y sodio
(NaZn4Cl(OH)6SO4•H2O) como componentes minoritarios y
simonkoleita (Zn5(OH)8Cl2•H2O) como componente princi-
Figura 5
Figura 6
Apariencia superficial de galvanizado
a distintos tiempos de exposición
Predicción del comportamiento del Zn
a 2 años de exposición
25
Pérdida de espesor de Zn / um
-1100
extrapolación se realizó utilizando la ecuación (2) y los
datos experimentales obtenidos al año de exposición.
Se podría concluir que en estas condiciones se obtendría una pérdida de espesor de Zn de 19 μm (17 %
del recubrimiento inicial), sin embargo no es posible
predecir el comportamiento a plazos mayores debido
a que el proceso de corrosión atmosférica responde a
muchas variables (T, HR, TDH, lluvia, concentración de
contaminantes, entre otras) que no son constantes en
el tiempo.
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pal (Figura 7). Estos resultados son concordantes con los
resultados de otros autores en investigaciones realizadas
en ambiente marino (10, 22-23).
El carácter protector de los productos de corrosión formados sobre el metal dependerá de su composición química,
conductividad, adherencia, compacticidad, solubilidad,
higroscopicidad y morfología. Estas propiedades principalmente son determinadas por la composición del metal,
ángulo y orientación de exposición, y por las variables
metereológicas del lugar, como también por el tipo y
concentración de poluentes, y ciclos de humedad-secado.
En la Figura 8 se muestra una microfotografía del aspecto
de la simonkoleita de morfología hexagonal planar, cuya
composición semicuantitativa analizada por EDAX es O
3,5%, Cl 12,6%, Zn 80,0%, Si 1,5% como elementos
principales.
Análisis de la solución Runoff
Durante la exposición de un metal a la intemperie se
considera generalmente que los contaminantes pueden
llegar a la superficie del metal por deposición seca, así
como con las lluvias que han tenido lugar. Por tanto,
el análisis de la composición química de las soluciones
runoff permite obtener información acerca del tipo de
contaminantes que se han depositado sobre el metal
durante los períodos secos (sin lluvias), que han formado los productos de corrosión solubles del metal y que
posteriormente han sido lavados de la superficie del
metal por las lluvias.
Los resultados correspondientes a la medida de pH en
las soluciones runoff de los diferentes eventos de lluvias
varían entre pH 6,1 y 7,1 y son similares a los valores de
pH del blanco (agua lluvia). Esta similitud en los valores
de pH para el agua de lluvia y la solución runoff podría
significar que no se formaron productos de corrosión
de Zn solubles de carácter básico.
en función de la cantidad de lluvia caída. Debido a la
cercanía de las muestras a la costa, el cloruro es el ión
detectado en mayor cantidad en la solución runoff, y
su contenido es 1,5-1,8 veces mayor que en las lluvias,
debido a su retención en la superficie del Zn (adsorbidos/
depositados o parte de compuestos de cinc formados
durante la corrosión). Para ambas muestras, agua de
lluvia y solución runoff los contenidos de cloruro están
directamente relacionados con el contenido de cloruro
ambiental, siendo Julio el mes en el cual se alcanzó el
mayor valor de esta variable ambiental.
En la Figura 10 se presenta la pérdida de masa de Zn
detectada mensualmente en la solución runoff, esta
pérdida es consecuencia de la cantidad de lluvia caída. La cantidad de Zn perdida (disuelta) como parte
de productos de corrosión solubles (especialmente en
ambiente marino se detecta la presencia de cloruro de
cinc), eliminada durante el proceso runoff, es fuertemente influenciada por la cantidad de lluvia caída en los
diferentes eventos, por su duración y por la periodicidad
entre períodos secos. Los resultados confirman que un
incremento en la lluvia caída genera una mayor pérdida
de Zn proveniente de productos de corrosión solubles.
Durante el año de estudio la pérdida total de Zn proveniente del proceso runoff es de 0,65 mg/m2 equivalente
a una pérdida de espesor de 0,09 μm (cantidad prácticamente despreciable). Sin embargo, se debe tener
presente que la pérdida de masa por proceso runoff
depende también de la estabilidad, porosidad y defectos
en las primeras capas de corrosión formadas sobre el
metal, así como de la solubilidad y adherencia de los
productos de corrosión formados durante el tiempo de
exposición del galvanizado a la atmósfera.
Figura 8
Microfotografía de simonkoleita
al cabo de 1 año de exposición
En la Figura9 se muestra la variación del contenido
de cloruro para el agua de lluvia y soluciones runoff
Figura 7
Productos de corrosión de Zn al año de exposición
18%
SIMONKOLEITA
CINCITA
10%
CLOROHIDROXISULFATO
DE CINC Y SODIO
72%
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Conclusiones
Figura 9
Contenido mensual de ión Cl en las soluciones runoff
y en las aguas lluvia en comparación con la cantidad de
lluvia caída
-
350
Agua caída
Contenido de cloruro en solución runoff
Contenido de cloruro en agua de lluvia
2000
250
1500
200
150
1000
Cl- / mg m -2
Luvia caída / mm
300
2500
100
500
50
0
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
0
Tiempo / meses
Figura 10
Contenido mensual de ión Zn2+ en las soluciones
runoff en comparación con la cantidad de lluvia caída
300
300
Contenido de Zn 2+ en solución runoff
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Tiempo / meses
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]
0
Zn 2+ / mg m -2
Lluvia caída / mm
Lluvia caída
Los resultados después de un año de exposición de acero
galvanizado en la estación marina en las condiciones
de ensayo, muestran que el potencial de corrosión del
galvanizado aumentó en el tiempo, lo que corrobora la
formación de una película protectora de productos de
corrosión de cinc, donde se identifican cincita (ZnO), clorohidroxisulfato de cinc y sodio (NaZn 4Cl(OH)6SO4•H2O)
y simonkoleita (Zn5(OH)8Cl2·H2O).
La velocidad de corrosión determinada por pérdida de
espesor del recubrimiento de Zn al cabo del año de exposición fue de 16,4 μm/año y el contenido de Zn perdido
a causa del proceso runoff fue de 0,09 μm/año.
Los análisis de las soluciones runoff recolectadas permitieron determinar que los valores de pH de las soluciones
runoff son similares al pH del agua de lluvia y que el
contenido de cloruro es 1,5-1,8 veces mayor en la solución runoff que en las lluvias, debido a su retención
en la superficie del Zn por adsorción o por deposito de
compuestos clorurados de cinc formados durante el
proceso de corrosión.
La cantidad total de cinc perdida como producto soluble es fuertemente influenciada por la cantidad de
lluvia caída, por su duración y por la periodicidad entre
períodos secos.
Agradecimientos
Los autores agradecen el financiamiento del proyecto a
la Dirección de Investigación de la Pontificia Universidad
Católica de Valparaíso y a la empresa de galvanizado B.
Bosch, Chile. Así mismo, se agradece al profesor Rudy
Allesch del Instituto de Geografía por su apoyo en el
monitoreo de los datos Metereológicos.
Vera, R. - Guerrero, F. - Delgado, D. - Araya, R.
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Referencias
1. Yadav A. P., Katayama H., Noda K., Masuda, H., Nishikata
A., Tsuru T., 49, 3716-3731 (2007).
2. Svensson J. E., Johansson L. G., Corros. Sci., 34, 721-740
(1993).
3. Costa J. M., Vilarrasa M., British Corrosion Journal, 28(2),
117-120 (1993).
4. Odnevall Wallinder I., Verbiest P., He W., Leygraf C.,
Corros. Sci., 40(11), 1977-1982 (1998).
5. Mansfeld F., Vijayakumar R., Corros. Sci., 28(9), 939-946
(1988).
6. Edney E. O., Stiles D. C., Corse E. W., Material Performance,
37(3), 56-64 (1998).
7. Rosales Blanca M., Mapas de corrosividad atmosférica de
Argentina, CITEFA, Argentina, 1997.
8. Morcillo M., Almeida E., Rosales B., Uruchurtu J., Marrocos
M., Corrosión y protección de metales en las atmósferas
de Iberoamérica, Parte 1, CYTED, España, 1998.
9. Natesan M., Venkatachari G., Palaniswamy N., Corros.
Sci., 48, 3584-3608 (2006).
10. Quintana P., Veleva L., Cauich W., Pomes R., Peña J. L.,
Applied Surface Sci., 99, 325-334 (1996).
11. Almeida E., Morcillo M., Rosales B., British Corrosion
Journal, 35(4), 248-288 (2000).
12. Muster T., Neufeld A. K., Cole I., Corros. Sci., 46, 23372354 (2004).
26 ]
Revista de la Construcción
Volumen 8 No 2 - 2009
]
13. De la Fuente D., Castaño J. G., Morcillo M., Corros. Sci.,
49, 1420-1436 (2007).
14. Bertling S., Odnevall I., Leygraf C., Berggren D., Science of
the Total Environment 367, 908-923 (2006).
15. Zhang X., He W., Odnevall Wallinder I., Pan J., Leygraf C.,
Corros. Sci., 44, 2131-2151 (2002).
16. ISO 9226, Corrosion of metals and alloys. Corrosivity of
atmospheres determination of corrosion rate of standard
specimens for the evaluation of corrosivity, International
Organization for Standarization, Geneva, Switzerland,
1992.
17. ASTM G50-76, Standard Practice for Conducting
Atmospheric Corrosion Test on Metal. ASTM Intern, West
Conshohocken, P. A., EE.UU., 2003.
18. ISO 9225, Corrosion of metals and alloys, Corrosivity of
atmospheres- methods of measurement of pollution, ISO,
Geneva 1991.
19. Tratado de Química Analítica, Tomo II, Análisis Cuantitativo,
Séptima Edición, F.P. Treadwell,W.D. Treadwell, Manuel
Marín y Cia Editores, Barcelona. España.
20. Normas de agua NCh 2313/1.Of 95, Aguas ResidualesMétodos de Análisis21. ISO 9223, Corrosion of metals and alloys, Classification of
corrosivity of atmospheres, ISO, Geneva, 1991.
22. De La Fuente, D., Chico, B., Morcillo, M., Rev. Metal.
Madrid, Vol. Extr., 438-442 (2005).
23. Meráz, E., Veleva, L., Acosta, M., Rev. Metal. Madrid,
43(2), 85-100 (2007).
Vera, R. - Guerrero, F. - Delgado, D. - Araya, R.
[
páginas: 18 - 26
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