Corrosión galvánica

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Corrosión
Corrosión

En la fotografía de la izquierda se muestra un sensor de proximidad que no funcionaba adecuadamente. He partido la cubierta, sellada herméticamente, para poder mostrar los contactos. Como se observa, están atacados por la corrosión. También la tarjeta, aunque en su caso es fácil de entender, ya que no se encuentra tan bien protegida; pertenece a un equipo que ha sufrido durante años condiciones duras, a la intemperie y sometido a altas temperaturas. Pero volvamos al sensor de proximidad. ¿Cómo puede afectar la corrosión a un equipo perfectamente sellado? Una ayuda: las pistas de la tarjeta son de cobre, los cables del sensor, de aluminio, y el contacto, aunque no puede verse, posiblemente sea cobre recubierto de plata.
La corrosión es una reacción química redox, en la que un elemento (ánodo) cede electrones a otro (cátodo). El primero se oxida y el segundo se reduce. Por ejemplo, en el caso clásico del hierro, un átomo pierde dos electrones y se los aporta al oxígeno. Para ser precisos, esto es sólo una primera oxidación a Fe2+; para ser precisos, el oxígeno se une a dos protones (procedentes de ácido carbónico, por ejemplo) y produce agua. Pero no quiero desviarme con los detalles. Molecularmente se produce tanto esta reacción como su contraria, pero tiene más preferencia la que libera más energía, como en todo proceso termodinámico. Así que se puede determinar cómo y en qué grado va a tener lugar este proceso contabilizando energías absorbidas o liberadas por los iones. A estas energías se las llama potenciales de reducción. Volvamos al ejemplo del hierro: el potencial con que el átomo cede dos electrones es de 0’44V; el de reducir el oxígeno para llevarlo a agua, 1’23V; la suma (1’67V) es positiva y elevada, por lo que la oxidación se produce rápidamente. Obviamente, para que la corrosión tenga lugar, es necesario que el medio permita el movimiento de cargas. El agua de mar, por ejemplo, es un electrolito fenomenal, y por esta razón las instalaciones en ambientes costeros sufren un deterioro más rápido. Otros factores, como una temperatura alta o gran superficie de contacto, también aceleran la reacción.
Cuando se pone en contacto dos metales se puede sufrir un caso particular de corrosión, denominada galvánica. La causa es idéntica: el que tiene menor potencial de reducción cede electrones al otro, y se oxida. Para determinar cómo resultan afectados los metales en un electrolito se usan series galvánicas (tablas de potenciales) o el índice anódico (diferencia de potencial con el oro, que sirve de referencia). Los elementos mejor situados se dice que son más nobles. Significa que tienen tienen prevalencia para recibir electrones, luego actúan como cátodo (se reducen) frente a su pareja, que se oxida. Si se pone en contacto cinc con cobre, por ejemplo, el primero cede electrones al segundo mientras se oxida. Esta corriente eléctrica puede aprovecharse, como se hace en una pila o celda galvánica. Si los metales son plata y cobre, en este caso será el cobre, menos noble (con menor potencial) el que se oxide. Si los índices de los dos metales son muy similares, como sucede con el acero y el aluminio, la corrosión es tan lenta que prácticamente no tiene lugar.

Índice anódico
Índice anódico

Por tanto, cuando en una instalación se ponen en contacto dos metales diferentes hay que contar con que puede producirse corrosión galvánica. El más noble oxidará al que lo es menos. Más aún, si el primero está sometido a otro tipo de corrosión, atmosférica por ejemplo, su oxidación se traslada al otro metal, aunque no esté expuesto, debido a la libertad de desplazamiento de los electrones . Esto se puede aprovechar en nuestro beneficio: si se quiere proteger, por ejemplo, una tubería de cobre, se le puede conectar en un extremo una masa de cinc. Como se ha dicho, el cinc tiene menor potencial electroquímico, y va a aportar al cobre los electrones que perdería. Así, quien sufre la corrosión es el cinc, a pesar de no estar en contacto directo con el ambiente que lo está deteriorando.
El Reglamento de Baja Tensión establece como conductores permitidos en las instalaciones el cobre y el aluminio. Sin embargo, la combinación de ambos es mala en lo que toca a corrosión galvánica, debido a la gran diferencia de potencial. Por eso es importante evitar su unión o, si no es posible, limitar los efectos electroquímicos. El elemento perjudicado es el aluminio y, como se ha dicho, no basta proteger el punto donde se lleva a cabo la conexión, ya que la corrosión del cobre se desplaza hacia él. En la imagen que encabeza la entrada, la corrosión ya está afectando al cobre, como se aprecia por las manchas verdes de la tarjeta. Pero ya antes, el bimetal del contacto, a pesar de lo aislado que se encuentra, estaba deteriorado hasta el punto de no funcionar.

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