UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE LOS MATERIALES

ESTUDIO DE LA CORROSIÓN EN MATERIALES UTILIZADOS EN SERPENTINES DE EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

Realizado por Helga Cristina Hartkopf Sarmiento

INFORME FINAL DE CURSOS EN COOPERACIÓN Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero de Materiales Opción Metalúrgia

Sartenejas, marzo de 2007

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE LOS MATERIALES

ESTUDIO DE LA CORROSIÓN EN MATERIALES UTILIZADOS EN SERPENTINES DE EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

Presentado por: Helga Cristina Hartkopf Sarmiento

Este proyecto ha sido examinado por el siguiente jurado:

Prof. Aurora Molina Carabaño Prof. Adalberto Rosales Mendoza Tutor Académico

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE LOS MATERIALES

ESTUDIO DE LA CORROSIÓN EN MATERIALES UTILIZADOS EN SERPENTINES DE EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

CORPORACIÓN FRIOVEN H. L., C. A.

TUTOR INDUSTRIAL: Ing. Agustín Figueira TUTOR ACADÉMICO: Prof. Adalberto Rosales JURADO EVALUADOR: Prof. Aurora Molina

Sartenejas, 22/03/2007

ESTUDIO DE LA CORROSIÓN EN MATERIALES UTILIZADOS EN SERPENTINES DE EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN Realizado por: Helga Cristina Hartkopf Sarmiento RESUMEN En el presente trabajo se estudió el comportamiento ante la corrosión en agua, con un limpiador anticorrosivo, de los materiales utilizados en los serpentines de un sistema refrigeración: aluminio y cobre. Se determinó la velocidad de corrosión de estos materiales con y sin acople galvánico y/o recubrimiento anticorrosivo. Se prepararon cuatro grupos de muestras dentro de los cuales el primer grupo consistía en láminas de aluminio sin acople galvánico con los tubos de cobre, el segundo grupo eran láminas de aluminio con un recubrimiento superficial, el tercer grupo era un acople de láminas de aluminio con codos de cobre y el cuarto grupo era el mismo acople de láminas de aluminio con codos de cobre pero con el recubrimiento superficial. Los diferentes grupos de muestras fueron sumergidos en la misma solución por el mismo tiempo y a las mismas condiciones; la solución empleada era un anticorrosivo (Water Tower T), el tiempo de inmersión fue de una semana a una temperatura de 5 ° C. Se obtuvo que las muestras de aluminio sufrieron corrosión uniforme en toda la superficie, ocasionada por el pH básico de la solución empleada; en el acople aluminio-cobre sin recubrimiento, el aluminio también presentó una corrosión uniforme pero más drástica debido al par galvánico formado entre el cobre y el aluminio. Las piezas, tanto de aluminio como el acople aluminio-cobre, con recubrimiento superficial no presentaron ningún tipo de corrosión superficial por lo menos en el tiempo que duraron los ensayos. El recubrimiento empleado fue resistente al pH básico de la solución empleada y no presentó ningún tipo de ampollamiento o agrietamiento durante la duración de las inmersiones. Se recomienda hacer pruebas a estos recubrimientos por períodos de tiempo más largos.

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AGRADECIMIENTOS A mi mamá por darme la inspiración y las fuerzas para seguir adelante en todo momento y por darme todo su amor y apoyo a lo largo de toda mi vida. A mi papá, tíos y primos por brindarme siempre su ayuda incondicional en todas las situaciones de mi vida. A mi profesor y tutor académico Adalberto Rosales por todos los conocimientos brindados, por sus horas de dedicación a este trabajo y por ser una excelente persona. A la empresa Frioven y a mi tutor industrial Agustín Figueira por brindarme la oportunidad de desarrollar esta pasantía y por brindarme ayuda cuando lo necesite. A mis amigos que me han apoyado en las situaciones más difíciles de mi vida, en especial a Johnny Camacho quien ha colaborado en este trabajo y me ha ayudado a lo largo de mi carrera.

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ÍNDICE GENERAL RESUMEN........................................................................................................................................i AGRADECIMIENTOS....................................................................................................................ii ÍNDICE GENERAL........................................................................................................................iii ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS...............................................................................................vi 1.- INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................1 2.- OBJETIVOS................................................................................................................................2 3.- DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA...........................................................................................3 4.- FUNDAMENTO TEÓRICO.......................................................................................................5 4.1.- Sistemas de refrigeración..............................................................................................5 4.2.- Materiales utilizados en los sistemas de refrigeración..…………………...................7 4.3.- Corrosión en soluciones acuosas..................................................................................8 4.3.1.- Termodinámica de la corrosión acuosa.........................................................8 4.3.2 - Cinética de la corrosión acuosa………………………………...................10 4.3.3.- Efecto de las variables ambientales en la corrosión acuosa…….................12 4.3.4.- Diagramas de Pourbaix................................................................................15 4.3.5.- Determinación de la velocidad de corrosión...............................................17 4.4.- Corrosión del aluminio...............................................................................................18 4.4.1.- Termodinámica de la corrosión del aluminio…………..............................18 4.4.2.- Corrosión por picadura del aluminio...........................................................20 4.4.3.- Corrosión galvánica del aluminio................................................................20 4.5.- Corrosión del cobre....................................................................................................21 4.5.1.- Termodinámica de la corrosión del cobre…………...................................21 4.5.2.- Corrosión general del cobre………….........................................................22 4.5.3.- Corrosión galvánica del cobre…….…………….……...............................22 4.5.4.- Corrosión por picadura del cobre…….…………….……..........................23 4.6.- Corrosión en sistemas de refrigeración......................................................................23 4.6.1.- Tipos de corrosión en equipos de refrigeración…………………….……..24 4.6.2.- Causas de la corrosión en equipos de refrigeración…..…………….……..28 4.6.3.- Protección contra la corrosión en sistemas de refrigeración…..………….29 5.- METODOLOGÍA.....................................................................................................................31 iii

5.1.- Familiarización con los equipos de aire acondicionado.............................................31 5.2.- Estudio del problema……………..............................................................................31 5.3.-Ensayos

preliminares

de

inmersión

y

el

efecto

del

tiempo

de

inmersión............................................................................................................................31 5.3.1.- Preparación de las muestras….....................................................................32 5.3.2.- Montaje y diseño experimental....................................................................32 5.3.3.- Planificación de las experiencias.................................................................33 5.4.- Ensayos de inmersión de los diferentes montajes…………….…….………………34 5.4.1.- Muestras y montaje láminas de aluminio sin pintura……………………..35 5.4.2.- Muestras y montaje láminas de aluminio con pintura…………………….34 5.4.3.- Muestras y montaje láminas de aluminio con codos de cobre……………36 5.4.4.-Muestras y montaje láminas de aluminio con codos de cobre con recubrimiento……………………..........................................................................37 5.5.- Evaluación de los resultados………………………………..………………………38 5.5.1.- Inspección visual………………………………..………………………...38 5.5.2.- Indicador por pérdida de peso………………………………………….…38 5.6.- Análisis estadísticos de los resultados………………………………………………39 6.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN...............................................................................................40 6.1.- Velocidad de corrosión aluminio etapa preliminar………………………………….40 6.2.- Inspección visual de las muestras de aluminio etapa preliminar……………………44 6.3.- Inspección visual de la solución en la etapa preliminar…………………………….46 6.4.- Inspección visual de las láminas de aluminio sin recubrimiento……….…………..47 6.5.- Inspección visual de las láminas de aluminio con recubrimiento……………....…..49 6.6.- Inspección visual de las piezas aluminio – cobre sin recubrimiento………………..50 6.7.- Inspección visual de las piezas aluminio – cobre con recubrimiento……………….52 6.8.- Velocidad de corrosión para los distintos grupos de muestras……………………...53 7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………………………55 7.1.- Conclusiones………………………………………………………………………..55 7.2.- Recomendaciones…………………………………………………………………...55 8.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………………..57 9.- APENDICES………………………………………………………………………………….58 iv

10.- ANEXOS……….…………………………………………………………………………....62

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ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS Figura 4.1 Componentes de un sistema de refrigeración.…………………………………….……5 Figura 4.2 Diagrama de Pourbaix del aluminio ……….………………………………….….…..16 Figura 4.3 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C ………………………………….…..…..19 Figura 4.4 Diagrama de Pourbaix del cobre a 5 ° C ………………………………………….….22 Tabla 4.1 Serie galvánica de metales y aleaciones ………………………...………………….....26 Tabla 5.1 Dimensiones de las piezas de aluminio utilizadas ………………………………….…32 Figura 5.1 Lámina de aluminio empleada para los ensayos de inmersión preliminares………....32 Figura 5.2 Montaje experimental de las muestras de aluminio en la solución…………..…….....33 Tabla 5.3 Tiempo de las diferentes láminas de aluminio en la solución………………………....33 Tabla 5.4 Dimensiones de las muestras de aluminio utilizadas en esta etapa…………………....35 Figura 5.3 Lámina de aluminio con recubrimiento……………………………………………....35 Figura 5.4 Piezas de aluminio con codos cobre……………………………………………….….36 Figura 5.5 Piezas de aluminio-codos cobre con recubrimiento…………………………….…….37 Figura 6.1 Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio vs el tiempo de inmersión en la etapa preliminar………………………………………………………40 Figura 6.2 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C………………...………………………...41 Figura 6.3 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C y (Al3+):10-10…………...…………….....43 Figura 6.4 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C y (Al3+):10-4…………………………….44 Tabla 6.1 Superficie corroída de las láminas de aluminio en la etapa preliminar………………..45 Figura 6.5 (a) Solución antes de introducir las láminas de aluminio (b) Solución luego de retirar todas las láminas de aluminio…………………………………………………………………….47 Figura 6.6 Lámina de aluminio luego de 7 días de inmersión………………………………..…..48 Figura 6.7 (a) lámina de aluminio con recubrimiento antes de ser inmersa en la solución (b) lámina de aluminio con recubrimiento después de ser inmersa en la solución….……………….49 Figura 6.8 Pieza de aluminio con codos de cobre luego de 7 días de inmersión…………………50 Figura 6.9 (a) lámina Al-Cu con recubrimiento antes de ser inmersa en la solución (b) lámina AlCu con recubrimiento después de ser inmersa en la solución……………………………………52 Tabla 6.2 Pérdida de masa en función del tiempo y el área para los diferentes grupos de muestras…………………………………………………………………………………………..53 vi

Tabla 6.3 Velocidad de corrosión para los diferentes grupos de muestras……………………….53 Tabla 9.1. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio etapa preliminar…………………………………………………………………………………………58 Tabla 9.2. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio sin recubrimiento (7 días de inmersión)……………………………………………………………...58 Tabla 9.3. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio con recubrimiento (7 días de inmersión)……………………………………………………….……..59 Tabla 9.4. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las piezas de aluminio-cobre (7 días de inmersión)………………………………………………………………………………...59 Tabla 9.5. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las piezas de aluminio-cobre con recubrimiento (7 días de inmersión)………………………………………...……………………59 Tabla 9.6. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las láminas de aluminio sin recubrimiento (7 días de inmersión)………………………………………………..60 Tabla 9.7. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las láminas de aluminio con recubrimiento (7 días de inmersión)……………………………………………….60 Tabla 9.8. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las piezas de aluminio- cobre (7 días de inmersión)……………………………………………………………61 Tabla 9.9. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las piezas de aluminio- cobre con recubrimiento (7 días de inmersión)………………………………………..61 Figura 10.1 Fabricación de aletas de aluminio para serpentines…………………………………62 Figura 10.2 Ensamblaje serpentines……………………………………………………………...62 Figura 10.3 Serpentines finalizados………………………………………………………………63 Figura 10.4 Serpentín corroído…………………………………………………………………...63 Figura 10.5 Datos de la solución empleada………………………………………………………64 Figura 10.6 Composición química de las láminas de aluminio empleadas………………………65 Tabla 10.1 Datos para calcular el tc (valor crítico o coeficiente de confidencia)………………..66

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I. INTRODUCCIÓN La corrosión involucra la interacción (reacción) entre un metal o aleación y su ambiente. Esta es afectada por las características del metal o aleación y el medio. Es necesario aprender a reconocer las diferentes formas de corrosión y los parámetros que se deben controlar para disminuirla parcial o completamente. Aunque el aire atmosférico es el ambiente más común, las soluciones acuosas, incluyendo las aguas naturales, la humedad atmosférica, la lluvia y soluciones artificiales, son los ambientes asociados a los más frecuentes problemas de la corrosión. Debido a la conductividad iónica del ambiente la corrosión se produce por las reacciones electroquímicas y es afectada fuertemente por factores tales como el potencial del electrodo y el pH de la solución. En los serpentines empleados en los equipos de refrigeración, las aletas de aluminio con tubos de cobre es uno de los acoples mas usados, esta unión en un medio electrolítico puede dar lugar a la corrosión galvánica. El uso de anticorrosivos es a veces necesario para evitar la formación de incrustaciones, manteniendo en perfectas condiciones los sistemas de enfriamiento; también pueden aumentar la capacidad de enfriamiento del sistema. Sin embargo el mal uso de estos anticorrosivos puede llevar contradictoriamente a un ataque acelerado en los materiales empleados en los sistemas de refrigeración. El objetivo principal de este proyecto es el estudio de la corrosión de los serpentines empleados en los equipos de refrigeración, en una solución acuosa que contiene un limpiador anticorrosivo (Water Tower T). Este estudio es de suma importancia; ya que se pueden predecir las condiciones o parámetros bajo los cuales puede ocurrir la corrosión en estos equipos, lo que conllevaría a una disminución en pérdidas económicas. 1

II. OBJETIVOS 2.1 General Estudiar la velocidad de corrosión en las aletas de aluminio y tubos de cobre empleados en los serpentines de un equipo de refrigeración. 2.2 Específicos

•

Estudiar el tipo de corrosión de diferentes diseños de piezas que buscan imitar a los serpentines de un equipo de refrigeración.

•

Estudiar la velocidad de corrosión de los diferentes grupos de muestras.

•

Estudiar la resistencia a la corrosión de un recubrimiento aplicado en las piezas que buscan imitar a los serpentines de un equipo de refrigeración.

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III. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA

CORPORACIÓN FRIOVEN H. L., C. A., inicia sus operaciones en Febrero de 1979 bajo el nombre de TÉCNICA HERNÁNDEZ S. R. L. Tuvo por objetivo inicial la instalación y mantenimiento de acondicionadores de aire. En 1985 TÉCNICA HERNANDEZ S.R.L, comienza con la fabricación de equipos acondicionadores de aire, luego en 1998 cambia su nombre por CORPORACIÓN FRIOVEN H.L., C.A. CORPORACIÓN FRIOVEN H.L., C.A., es una empresa con mas de 20 años de experiencia en la rama de acondicionamiento de aire; diseñando unidades que se adapten a las necesidades de los clientes, y para esto cuenta con un personal capacitado y con experiencia en la fabricación de estos equipos. La empresa tiene experiencia desarrollando y ofreciendo productos tales como:

•

Unidades Condensadoras:

-

Horizontales

-

Verticales

-

Toma y descarga frontal

•

Unidades de Manejo de Aire (UMA)

-

Expansión directa

-

Agua helada

•

Fan Coils:

-

Expansión directa

-

Agua helada

•

Unidades Compactas

•

Chillers: 3

-

Con intercambiador tipo serpentín sumergido

-

Con intercambiador tipo tubo en tubo

-

Con intercambiador tipo casco y tubo

•

Rack para refrigeración, media y baja temperatura

•

Unidades condensadoras

CORPORACIÓN FRIOVEN H. L., C. A. está conciente que para elaborar los equipos acondicionadores de aire de alta calidad que requieren sus clientes, el personal debe tener buenos conocimientos técnicos, seriedad y un desenvolvimiento profesional acorde con sus responsabilidades, es por ello que cuenta con un personal altamente calificado. CORPORACIÓN FRIOVEN H. L., C. A. cuenta con los equipos y sistemas necesarios para dar apoyo logístico, de procesamiento de información y comunicaciones necesarios para prestar eficientemente los servicios requeridos por nuestros clientes.

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IV. MARCO TEÓRICO

4.1. Sistemas de refrigeración El trabajo del ciclo de refrigeración es eliminar calor no deseado en un lugar y descargarlo en otro. Para esto, el refrigerante se bombea a través de un sistema completamente cerrado. Si el sistema no fuera cerrado se estaría usando refrigerante y disipándolo en el aire. Como es cerrado, el mismo refrigerante se usa una y otra vez, y cada vez que pasa por el ciclo retira algo de calor y lo descarga a la atmósfera [1]. El ciclo cerrado también se emplea para otros fines: evita que el refrigerante se contamine y controla su flujo, porque es líquido en algunas partes del ciclo y gas o vapor en otras [1]. A continuación se presenta un ciclo sencillo de refrigeración, y los componentes que lo forman:

Figura 4.1 Componentes de un sistema de refrigeración [1].

Existen dos presiones distintas en el ciclo: la de evaporación o de baja presión en el “lado de baja”, y la de condensación, o de alta presión en el “lado de alta”. Las zonas donde se 5

encuentran estas presiones están separadas por dos puntos divisores: uno es el dispositivo de reducción de presión, donde el flujo de refrigerante se controla y se disminuye el punto de ebullición, y el otro es el compresor, donde el vapor se comprime y se eleva la temperatura de condensación [1]. El dispositivo reductor de presión es un buen lugar para iniciar el recorrido del ciclo. Puede ser una válvula de expansión, un tubo capilar u otro medio de controlar el flujo del refrigerante al evaporador, o serpentín de enfriamiento, como refrigerante líquido a baja presión y baja temperatura. Con su punto de ebullición disminuido, el refrigerante en expansión se evapora (cambia de estado) al pasar por el serpentín de enfriamiento donde extrae el calor del espacio en el que se encuentra. El calor pasa del aire más caliente a los serpentines enfriados por evaporación del refrigerante, para hacer hervir o evaporar a éste, cambiando su estado al de vapor. Este vapor de baja presión y baja temperatura se hace pasar al compresor, donde se comprime en forma de vapor de alta presión y alta temperatura. El compresor lo descarga al condensador, de tal modo que puede ceder el calor que ha tomado en el serpentín de enfriamiento o evaporador. El vapor de refrigerante se encuentra a mayor temperatura que la del aire que pasa por el condensador y por lo tanto pasa calor del evaporador de refrigerante mas caliente, al aire más frío de la atmósfera. En este proceso, al salir el calor del vapor, se efectúa un cambio de estado y el vapor se condensa de nuevo en un líquido de alta presión y alta temperatura [1]. El refrigerante pasa ahora al dispositivo de reducción de presión, donde pasa por una abertura pequeña u orificio, donde se tiene una caída de presión. Después entra al evaporador o serpentín de enfriamiento. A medida que avanza el refrigerante a la sección más amplia del tubo o serpentín, se evapora, y queda listo para iniciar otro ciclo por el sistema [1]. El sistema de refrigeración necesita algún medio para conectar los principales componentes: evaporador, compresor, condensador y dispositivo de medición. Las líneas completan el sistema para que no haya escapes de refrigerantes hacia la atmósfera. El tubo de succión conecta al evaporador o serpentín de enfriamiento con el compresor, el tubo de gas caliente, o tubo de descarga conecta al compresor con el condensador, y el tubo de líquido es el que conecta al condensador y el dispositivo reductor de presión. Algunos sistemas tienen un 6

recibidor o tanque de almacenamiento inmediatamente después del condensador y antes del dispositivo de medición, y el refrigerante líquido permanece allí hasta cuando se le necesite para eliminar calor en el evaporador. El tubo entre el condensador y el recibidor es el tubo de retorno de líquido [1]. Hay muchos tipos distintos y variaciones de los componentes del ciclo de refrigeración. Por ejemplo, hay al menos media docena de tipos distintos de compresores, pero en todos casos la función es la misma: la de comprimir el vapor con alto contenido de calor para pasarlo a vapor de alta temperatura y alta presión [1]. Hay varios tipos de dispositivos de medición para dosificar el paso de refrigerante líquido al evaporador, dependiendo del tamaño del equipo, refrigerante empleado y su aplicación [1]. 4.2 Materiales utilizados en los sistemas de refrigeración La mayor parte del tubo que se usa en acondicionamiento de aire está hecho de cobre. Sin embargo, hoy en día el aluminio se usa mucho para fabricar los circuitos internos de los serpentines del evaporador y condensador, aunque no se ha extendido su uso en el área porque no se puede trabajar con tanta facilidad como con el cobre. El aluminio, por ejemplo, es más difícil de soldar [1]. La tubería de acero se usa para armar los sistemas de refrigeración muy grandes en los que se necesitan tubos de 6 pulgadas de diámetro o mayores. En la refrigeración moderna no se usan conexiones roscadas de tubo de acero, porque no se pueden hacer herméticas. Estos sistemas son soldados, y cuando se necesita conectar al equipo o se necesitan uniones de servicio se usan conexiones atornilladas [1]. El evaporador o serpentín de enfriamiento es la parte del sistema de refrigeración donde se elimina el calor del producto: aire, agua o lo que se vaya a enfriar. Cuando el refrigerante entra a los conductos del evaporador absorbe calor del producto por enfriar, y al hacerlo comienza a

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hervir y se evapora. En este proceso, el evaporador lleva a cabo el objetivo principal del sistema: la refrigeración [1]. 4.3 Corrosión en soluciones acuosas Aunque el aire atmosférico es el ambiente más común, las soluciones acuosas, incluyendo las aguas naturales, la humedad atmosférica, la lluvia y soluciones artificiales también son los ambientes asociados con más frecuencia a problemas de corrosión. La conductividad iónica del ambiente causa la corrosión por reacciones electroquímicas. La corrosión se produce por potencial de electrodo y la acidez de la solución [2]. 4.3.1 Termodinámica de la corrosión acuosa Como resultado de la corrosión, algunos de los elementos del metal o aleación pueden cambiar de estado metálico a no metálico. Los productos de corrosión pueden ser especies disueltas o productos sólidos; en cualquier caso, la energía del sistema disminuye mientras el metal cambia a una forma de baja energía. El cambio de energía es la fuerza impulsora para el proceso de corrosión y es un tema de termodinámica. La termodinámica examina y cuantifica la tendencia para que la corrosión y sus procesos parciales ocurran, también puede predecir bajo que condiciones es estable un metal [3]. Las reacciones electroquímicas ocurren uniformemente y no uniformemente en la superficie del metal, la cual se llama electrodo. El líquido conductor iónico se llama electrolito. Como resultado de la reacción, la interfaz electrodo/electrolito adquiere una estructura especial; en la cual factores como la separación de cargas entre los electrones en el metal y los iones en la solución, interacción de los iones con las moléculas de agua, adsorción de los iones en el electrodo y difusión de las especies juegan un papel importante [3]. Las reacciones electroquímicas se discuten generalmente en términos del cambio de valencia que ocurre entre los elementos que reaccionan (oxidación y reducción). La oxidación es

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el retiro de electrones de los átomos, dando como resultado un incremento en la valencia; y la reducción es la adición de electrones a los átomos, disminuyendo la valencia [3]. Las reacciones catódicas, son reacciones que dan lugar a la reducción, como por ejemplo [3]

: M(aq)2+ + 2e- → M(s)

(Ecuación 1)

Las reacciones anódicas, son las reacciones que dan lugar a la oxidación, y son del tipo [3]: M(s) → M(aq)2+ + 2e-

(Ecuación 2)

Debido a la producción de electrones durante la oxidación y el consumo de estos durante la reducción, la oxidación y reducción son eventos que ocurren en conjunto. Las especies que se oxidan proporcionan los electrones para las especies que se reducen [3]. Debido a que las reacciones de reducción-oxidación involucran a las especies que reaccionan en el electrolito o cerca de la interfase del metal, la superficie del electrodo es cargada por la solución y las reacciones se asocian a potenciales de electrodo específicos. La interfaz cargada da lugar a un campo eléctrico que se extiende en la solución, y este campo tiene un efecto dramático en la solución cercana al metal [3]. Una solución que contiene agua como solvente primario es afectada por un campo eléctrico debido a su estructura. El agua es polar y puede ser visualizado como moléculas bipolares que tengan un lado positivo (átomos de hidrógeno) y un lado negativo (átomos de oxígeno). En el campo eléctrico causado por la interfaz cargada, las moléculas de agua actúan como pequeños dipolos y s alinean en dirección al campo eléctrico [3]. Los iones que están en la solución también pueden ser cargados debido a la perdida o ganancia de electrones. Los iones cargados positivos (cationes) y los iones cargados negativos (aniones) también tienen un campo eléctrico asociado a ellos. Las moléculas de solvente (agua) 9

actúan como dipolos pequeños; por lo tanto también se atraen a los iones cargados y se alinean con el campo eléctrico establecido por la carga del ión [3]. Los procesos de corrosión a menudo se ven como procesos parciales de oxidación y reducción. La reacción de oxidación (reacción anódica) constituye la corrosión de la fase metálica, y la reacción de reducción (reacción catódica) es el resultado del ambiente. Diversas reacciones catódicas son encontradas en la corrosión en sistemas acuosos. Las más comunes son [3]

:

2H2O + 2e− → H2 + 2OH− Reducción del ión hidrógeno (medio básico)

(Ecuación 3)

O2 + 4H+ + 4e− → 2H2O Reducción del oxígeno disuelto (medio ácido)

(Ecuación 4)

O2 + 2H2O + 4e− → 4OH− Reducción del oxígeno disuelto (medio básico)

(Ecuación 5)

La reducción del oxígeno es muy común debido al hecho de que las soluciones acuosas en contacto con aire contendrán cantidades significativas de oxígeno disuelto [3]. 4.3.2 Cinética de la corrosión acuosa La corrosión de metales en ambientes acuosos es casi siempre de naturaleza electroquímica. Para que la corrosión de un metal ocurra, una reacción de oxidación (generalmente la disolución del metal o formación del óxido) y una reacción catódica (por ejemplo la reducción del oxígeno) deben ocurrir simultáneamente. Como consecuencia algunos de los elementos del metal pasan de un estado metálico a un estado no metálico [2]. La reacción para la disolución del metal (M → M O → R, es [2]:

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n+

) conducida por la reacción catódica

M + O → M n+ + R

(Ecuación 6)

donde M es un metal, O es oxígeno u otro agente oxidante, n+ es el múltiplo de la carga y R es la especie reducida. El proceso de corrosión se ha escrito como dos reacciones separadas que ocurren en dos sitios distintos de la misma superficie. Estos dos sitios se conocen como el ánodo, o sitio de disolución del metal, y el cátodo, o sitio de la reacción de acompañamiento de la reducción [2]. Para mantener el balance de masa, la cantidad de reactivo catódico consumido debe ser igual, en términos químicos y electroquímicos, a la cantidad del producto de corrosión que se formó. Debido a que los electrones son liberados por la reacción anódica, y consumidos por la reacción catódica, la corrosión puede ser expresada en términos de una corriente electroquímica. Expresando el requerimiento de balance de masa en términos electroquímicos, la corriente que fluye hacia dentro de la reacción catódica, debe ser igual y de signo opuesto a la corriente que fluye hacia fuera de la reacción anódica [2]. Si se pudiese medir, esta corriente pudiese dar un valor de la velocidad de corrosión del proceso y por lo tanto un grado del desgaste del metal [2]. La corrosión acuosa es un proceso complicado que puede ocurrir en varias formas y es afectado por muchas variables químicas, electroquímicas y metalúrgicas, incluyendo [2]:

•

La composición y las características metalúrgicas del metal o aleación.

•

Las características del medio, químicas (composición) y físicas (temperatura y conductividad).

•

La presencia o ausencia de películas superficiales.

•

Las características de las películas superficiales, tales como: resistividad, espesor, naturaleza de los defectos.

El proceso de corrosión puede ser controlado por varias reacciones. En principio las reacciones catódicas y anódicas son las que controlan la velocidad de transferencia de electrones; 11

pero si estas reacciones son rápidas y la concentración de agente reductor es baja, la velocidad de transporte del oxígeno al área catódica puede ser la limitante. Si la reacción de disolución del metal es reversible, la velocidad de transporte de M

n+

hacia afuera del ánodo puede ser la etapa

controlante [2]. La presencia de películas corrosivas produce otras complicaciones. Si la concentración de los cationes del metal disuelto cercanos al electrodo, alcanza valores a los que los óxidos, hidróxidos o sales precipitan, entonces la corrosión puede ser controlada por el transporte de Mn+ (u O) a través de estos precipitados porosos. Alternativamente, cuando películas superficiales se forman espontáneamente en la superficie del metal por reacciones del estado sólido, entonces el transporte iónico de Mn+ al sitio de crecimiento de la película, asegurará una baja velocidad de corrosión. También es posible, bajos ciertas circunstancias, que el proceso corrosivo sea controlado por la conductividad electrónica de las películas superficiales, cuando la reacción catódica ocurre en la superficie de la película [2]. Como se ha descrito anteriormente, la velocidad de corrosión es controlada por el proceso de transferencia de carga anódica-catódica. Sin embargo, si el agente catódico en el sitio de la corrosión es proveído en poca cantidad, puede ser el controlante de la velocidad de corrosión. Bajo estas condiciones, el proceso de transferencia de carga catódica es lo suficientemente rápido para reducir la concentración del agente catódico en el sitio de corrosión a un valor menor. Debido a que la velocidad de la reacción catódica es proporcional a la concentración del agente en la superficie, la velocidad de la reacción será limitada por esta caída en la concentración. Para una transferencia de carga suficientemente rápida, la concentración en la superficie bajará a cero, y el proceso de corrosión será totalmente controlado por la transferencia de masa [2]. 4.3.3 Efecto de las variables ambientales en la corrosión acuosa La corrosión implica la interacción entre un metal o aleación y el medio ambiente que lo rodea. La corrosión es afectada por las características del metal o aleación y el ambiente. Algunas de las variables que influyen en el proceso de corrosión son: el pH (acidez), energía de oxidación

12

(potencial), temperatura (transferencia de calor), velocidad del electrolito (flujo del fluido), concentración (composición de la solución) [4]. El pH esta relacionado con la concentración de hidrógeno o cantidad de ácido. Para condiciones fuertemente ácidas (pH9) la corrosión del aluminio se incrementa drásticamente, este aumento se le puede atribuir a la formación de los productos solubles del hidróxido de aluminio [4]. La energía de oxidación o potencial se relaciona con la capacidad de agregar o quitar electrones del metal para oxidar o reducir la superficie. Esta variable es separada de las discusiones sobre la química de la solución debido a que tal potencial puede ser aplicado por una fuente de voltaje externo, acople galvánico de diferentes metales o constituyentes de la solución. Las aplicaciones prácticas incluyen incremento de la pasividad alterando el óxido superficial (protección anódica) o previniendo la corrosión proveyendo de electrones al metal que normalmente seria corroído (protección catódica). La velocidad de la reacción anódica o la velocidad de corrosión es cambiada en la protección del metal [4]. La alteración de la superficie para impartir pasividad es lograda normalmente por la polarización anódica de la superficie del metal o aleación, de un potencial de corrosión a un potencial noble [4]. La temperatura es una variable externa compleja y es análoga al potencial. Una diferencia de potencial crea una corriente la cual tiene como objetivo eliminar esta diferencia. De manera similar, una diferencia de temperatura crea un flujo de calor, el cual tiene como objetivo eliminar esta diferencia de temperatura. El potencial y la temperatura son medidas de energía. La 13

temperatura puede afectar la corrosión de diferentes maneras. Si la velocidad de corrosión es gobernada completamente por el proceso elemental de oxidación del metal, la velocidad de corrosión se incrementa exponencialmente con el incremento de temperatura. Si un constituyente en la solución que es importante en la corrosión ha limitado la solubilidad, un cambio en la temperatura puede alterar la concentración de ese constituyente. Esta alteración puede tener un profundo efecto en la corrosión [4]. Los cambios de temperatura pueden afectar la polaridad en la corrosión galvánica. El potencial de la corrosión del ánodo puede ser más sensible a la temperatura que el del cátodo. El potencial del ánodo puede llegar a ser realmente noble con respecto al del cátodo [4]. Si la corrosión es controlada por la difusión de las especies, tal como el oxigeno, la transferencia de calor puede aumentar sustancialmente la velocidad de corrosión [4]. La influencia de la velocidad o flujo del fluido en la corrosión depende de la aleación, los componentes del fluido, las características físicas del fluido, geometría y mecanismos de corrosión. La velocidad de corrosión es determinada por la velocidad de transferencia de las especies entre la superficie y el fluido. Cuando hay sólidos presentes en el líquido ellos pueden causar desgaste o corrosión-erosión. El desgaste es causado por el movimiento relativo de los sólidos con respecto a la superficie. El desgaste es mas frecuente en superficies donde el líquido impacta para cambiar de dirección [4]. La concentración de constituyentes en el fluido tiene influencia, como las otras variables, en el proceso de corrosión. Por ejemplo, el aumento de la cantidad de oxígeno acelera la reacción catódica mientras que el del ión cloruro acelera la reacción anódica. De igual manera las pequeñas adiciones de ciertos inhibidores o pasivadores tienen un efecto marcado en la corrosión. Por ejemplo, 0,0023 mol/L de nitrato de sodio (NaNO3) o sulfato de sodio (Na2SO4) puede disminuir el inicio de la picadura en el aluminio [4]. El producto de la disolución del metal también puede afectar la velocidad de corrosión de diferentes maneras. Si el producto de la corrosión se acumula en la superficie, la sobresaturación 14

con respecto a los óxidos e hidróxidos puede ocurrir originando la formación de películas o capas. En muchos casos de disolución de metal disminuye una vez que se alcance el valor de potencial de corrosión crítico. El metal se dice que esta pasivado. La pasivación puede ocurrir cuando el potencial de corrosión excede (se hace más positivo) que el potencial que corresponde al equilibrio entre el metal y sus óxidos/hidróxidos. Bajo condiciones de pasivación, la velocidad de corrosión dependerá de las características de la película de óxido [2]. 4.3.4 Diagramas de Pourbaix Los diagramas potencial/pH son representaciones gráficas del dominio de estabilidad de iones del metal, óxidos y otra especie en solución. Las líneas que muestran los límites entre dos dominios expresan el valor del potencial de equilibrio entre dos especies en función del pH. Estos diagramas son elaborados con datos termodinámicos, tales como potenciales químicos estándares, usando la ecuación de Nerst; por lo que estos proporcionan una expresión grafica de la ley de Nerst [3]. aA + bB = cC + dD

E eq = E 0 −

RT  a Cc ⋅ a Dd ln nF  a Aa ⋅ a Bb

(ecuación 7)

   

(Ecuación 8)

Donde Eeq es el potencial del electrodo en el equilibrio, Eº es el potencial estándar del electrodo, R la constante de los gases (1,987 cal/K mol, 8,3144 J/mol K), T es la temperatura absoluta (en grados Kelvin), n es el numero de moles de electrones transferidos, F es la constante de Faraday (23,06 cal/volt, 96500 Coul/eq) y a Aa es la actividad de la especie A elevada a su coeficiente a [3]. Los diagramas de Pourbaix también proporcionan las reacciones de equilibrio acidezbasicidad independiente del potencial. Este equilibrio es representado por líneas verticales a pHs específicos [3].

15

Estos diagramas tienen muchas aplicaciones, incluyendo celdas de combustible, baterías, metalurgia extractiva y la corrosión de metales en electrolitos acuosos [3]. En áreas del diagrama de Pourbaix donde la corrosión es posible, no se pueden hacer predicciones de velocidad de corrosión [3]. En los diagramas de Pourbaix existen diferentes áreas, las cuales son etiquetadas como pasivación, corrosión e inmunidad. De cualquier manera estos son solo indicadores. La corrosión es posible en áreas del diagrama de Pourbaix donde iones solubles del metal son estables. El metal es posiblemente resistente a la corrosión o se encuentra pasivo en áreas donde el óxido es estable. En áreas donde solo la reducción del metal es estable, el metal es termodinámicamente inmune a la corrosión. Por protección catódica se pueden encontrar áreas de inmunidad [3]. A continuación se presenta un diagrama de Pourbaix donde se aprecia las diferentes áreas del mismo [5]:

Figura 4.2 Diagrama De Pourbaix del aluminio

16

4.3.5 Determinación de la velocidad de corrosión

Los métodos para evaluar las velocidades de corrosión son fundamentales en la ingeniería de la corrosión [5]. Un método común de medir velocidades de corrosión uniforme es simplemente exponer un pedazo cuidadosamente pesado del material al ambiente de corrosión por un período de tiempo conocido, quitarlo y pesarlo de nuevo, y calcular la masa perdida. Esto no es siempre conveniente en usos industriales debido a la dificultad en la colocación, extracción y sustitución de los cupones del metal [3]. Las pruebas de corrosión pueden seguir uno o más objetivos [5]: -

Determinar el mejor material entre varios disponibles para un uso específico.

-

Determinar el tipo de servicio probable de un equipo o pieza.

-

Evaluar una nueva aleación comercial o proceso.

-

Evaluar variaciones y control de los medios (inhibidores, recubrimientos, etc.)

-

Estudiar mecanismos de corrosión.

Las velocidades de corrosión en milímetros de penetración por año pueden ser calculadas por la siguiente ecuación [5]:

Vcorr =

87,6 ⋅ W DAt

[mm/año]

(Ecuación 9)

donde W es la pérdida de peso en miligramos, D es la densidad en gramos por centímetro cúbico, A es el área en pulgadas cuadradas, y t es el tiempo en horas. Las unidades de penetración por unidades de tiempo son más prácticos desde el punto de vista de la ingeniería [5]. También existe pérdida de peso por unidad de área por unidad de tiempo y la ecuación es la siguiente [5]:

17

K m− =

W A⋅t

(Ecuación 10)

donde W es la pérdida de peso, A es el área y t es el tiempo [5].

4.4 Corrosión del aluminio El aluminio posee una excelente resistencia a la corrosión y es uno de los metales más usados comercialmente, debido a la película de óxido pasiva unida fuertemente a su superficie y que si se rompe, se vuelve a formar inmediatamente en la mayoría de los ambientes [6].

4.4.1 Termodinámica de la corrosión del aluminio Las condiciones para la estabilidad termodinámica de la película de óxido están dadas por el diagrama de Pourbaix. En éste, el aluminio se pasiva en un rango de pH de 4 a 8,5, a temperatura ambiente. Este intervalo, sin embargo, puede variar de acuerdo a la temperatura, la forma del óxido presente o con la presencia de sustancias que pueden formar complejos solubles o sales insolubles con el aluminio [6]. El diagrama de Pourbaix para el aluminio a 5 ° C, temperatura promedio a la cual funciona el agua de intercambio de un sistema de refrigeración, se presenta a continuación:

18

Eh (Volts) 3.0

Al - H2O - System at 5.00 C

2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

AlOOH(D) Al(OH)4(-a)

0.0 -0.5

Al(+3a)

-1.0 -1.5 -2.0 -2.5

Al

-3.0 0

2 4 File: C:\HSC\AL5.IEP

6

8

10

12

14 pH

Figura 4.3 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C. Diagrama calculado utilizando programa termodinámico HSC 2.0.

Más allá de los límites de su intervalo pasivo, el aluminio se corroe en medios acuosos, ya que sus óxidos son solubles en muchos ácidos y bases. También existen situaciones fuera del intervalo de pasivación donde no ocurre la corrosión, cuando el óxido no es soluble en la solución o la película se mantiene por la naturaleza de la solución [6]. En la corrosión del aluminio, la reacción anódica en medios ácidos es la siguiente [6]: Al → Al+3 + 3e−

(Ecuación 11)

Para el caso de medios básicos la reacción mixta que puede ocurrir es la siguiente [5]: Al + 2H2O = AlO2- + 4H+ + 3e-

(Ecuación 12)

La disolución química de la película pasiva de Al2O3 puede ocurrir tanto a pH ácido como a pH básico como se muestra respectivamente en las siguientes ecuaciones químicas [5]: 2Al3+ + 3H2O = Al2O3 + 6H+

(Ecuación 13) 19

Al2O3 + H2O = 2AlO2- + 2H+

(Ecuación 14)

4.4.2 Corrosión por picadura del aluminio La corrosión del aluminio en el intervalo de pasivación puede ser de tipo localizado, manifestado generalmente por la aparición de picaduras. El potencial de picadura (Ep) determina las condiciones bajo las cuales el metal en estado pasivo puede sufrir picadura. El Ep es simplemente el potencial en una solución en particular, por encima del cual pueden iniciarse las picaduras y por debajo del cual simplemente no aparecen [6]. En potenciales más activos que el Ep, donde la capa del óxido puede mantener su integridad, la polarización anódica es fácil y la corrosión es lenta y uniforme. Por encima de Ep, la polarización anódica es difícil y la densidad corriente aumenta agudamente. El óxido se rompe al azar en puntos débiles de la película pasiva y no puede repararse, y la corrosión localizada ocurre en estos puntos [6].

4.4.3 Corrosión galvánica del aluminio Los diferentes valores de los potenciales de corrosión entre los otros metales y el aluminio, sirve para formar una relación galvánica. Bajo la mayoría de las condiciones de servicio, el aluminio y sus aleaciones son generalmente los ánodos en la celda galvánica con otros metales, protegiéndolos y corroyéndose él de manera sacrificada. Sólo el magnesio y el zinc son más anódicos que el aluminio [6]. Para minimizar la corrosión del aluminio en contacto con cualquier metal más catódico, aunque no puede ser evitado, la relación del área expuesta del aluminio a aquella del metal más catódico debe ser lo más alta posible, para minimizar la densidad de corriente en el aluminio y por lo tanto la velocidad de corrosión. La relación entre áreas puede ser aumentada si se pinta el metal más catódico o ambos metales, pero pintar solamente al aluminio no es efectivo e incluso podría acelerar la corrosión

[6]

. De ser posible, debe aislarse el contacto eléctrico entre metales

disímiles para evitar la formación del par galvánico. 20

4.5 Corrosión del cobre El cobre se utiliza extensamente en muchos ambientes y tiene muchos usos debido a su excelente resistencia a la corrosión, que se une a otras características deseables, tales como su superior conductividad eléctrica y térmica, facilidad de fabricación y de ensamblaje, etc. El cobre se corroe a velocidades muy insignificantes en aire no contaminado, agua, y ácidos no oxidantes desaireados [7]. El cobre y sus aleaciones son únicos entre los metales resistentes a la corrosión, en el hecho de que no forman verdaderamente una película pasiva. En ambientes acuosos, a temperatura ambiente, el producto de corrosión predominante responsable de la protección es el óxido de cobre Cu2O. Esta película de Cu2O es adherente y sigue una cinética de crecimiento parabólico [7].

4.5.1 Termodinámica de la corrosión del cobre Observando el diagrama de E-pH del cobre, inmediatamente se puede apreciar que el cobre inmerso en agua desaireada no es probable que ocurra la corrosión. El potencial de equilibrio H+/H2 es siempre más activo que el potencial Cu2+/Cu [7]. La presencia de oxigeno disuelto en soluciones no desaireadas introduce otra posible reacción: la reducción del O2 en H2O, con un potencial de equilibrio mas alto que el de Cu2+/Cu. El sistema O2/H2O es un buen aceptor para los electrones producidos por la oxidación del cobre. La reacción electroquímica de oxidación del cobre es [7]: Cu → Cu2+ + 2e−

(Ecuación 15)

Existen otras reacciones mixtas en el caso del cobre, las cuales son [5]: 2Cu + H2O = Cu2O+ 2H+ + 2e-

(Ecuación 16)

Cu + H2O = CuO+ 2H+ + 2e-

(Ecuación 17) 21

Cu2O + H2O = 2CuO+ 2H+ + 2e-

(Ecuación 18)

El diagrama de Poubaix para el cobre a 5 ° C se presenta a continuación. Eh (Volts) 2.0

Cu - H2O - System at 5.00 C

1.5 1.0

CuO

Cu(+2a) 0.5 0.0

Cu2O

Cu(+a)

-0.5 Cu

-1.0 -1.5 -2.0 0

2 4 File: C:\HSC\CU5.IEP

6

8

10

12

14 pH

Figura 4.4 Diagrama de Pourbaix del cobre a 5 ° C. Diagrama calculado utilizando programa termodinámico HSC 2.0.

4.5.2 Corrosión general del cobre Este tipo de corrosión ocurre de manera muy uniforme en toda la superficie del metal, sin corrosión puntual o localizada, y es la menos dañina de todos los tipos. La corrosión general del cobre resulta del contacto prolongado con ambientes donde la velocidad de corrosión es muy lenta [7].

4.5.3 Corrosión galvánica del cobre El cobre casi siempre es catódico con respecto a otros metales comunes como el acero y el aluminio. Cuando el cobre se pone en contacto con el acero o el aluminio, la velocidad de corrosión de estos últimos se incrementa, mientras que la del cobre disminuye [7]. 22

El potencial de corrosión del cobre generalmente se encuentra entre -0.2 y -0.4 V, dependiendo del medio y la presencia de oxígeno. Mientras mayor sea la diferencia de potencial galvánico entre metales, mayor será la velocidad de corrosión del metal anódico. El daño acelerado debido a corrosión galvánica es mayor en la zona de unión de los metales, donde la densidad de corriente electroquímica es mayor [7]. Otro factor importante que afecta la velocidad de la corrosión galvánica, es la relación de áreas. Un área catódica grande y un área anódica pequeña, puede incrementar cientos de veces la velocidad de corrosión del metal anódico que si la relación de áreas fuese igual. Inversamente, si se acopla un área anódica grande con un área catódica pequeña, la densidad de corriente y el daño por corrosión galvánica es mucho menor [7].

4.5.4 Corrosión por picadura del cobre Al igual de la mayoría de los metales, la corrosión del cobre puede resultar en picadura bajo ciertas condiciones. La picadura generalmente ocurre en toda la superficie del metal, pero también puede ocurrir en zonas específicas, y poseen distintas formas y tamaños [7]. La picadura es la más peligrosa de todas, ya que disminuye la capacidad de carga del material e incrementa la concentración de esfuerzos en éste, creando depresiones o huecos en el metal. El cobre y sus aleaciones no se corroen primariamente por picadura, pero la superficie corroída muestra una tendencia a la no uniformidad [7]. Por otro lado, se ha investigado que las picaduras promedio en el cobre no aumentan su profundidad con el tiempo de exposición al ambiente corrosivo, sino que tienden a alcanzar un límite, por encima del cual ocurre un incremento poco aparente de la profundidad [7].

4.6 Corrosión en sistemas de refrigeración La corrosión en los sistemas abiertos de recirculación en los que las gotas de agua entran en contacto con el aire, es un problema mucho más importante que la formación de 23

incrustaciones. En algunas zonas industriales no es raro encontrar tuberías o partes de una torre de enfriamiento deterioradas por la corrosión en el transcurso de solo dos o tres años. En atmósferas muy corrosivas las tuberías pueden perforarse en menos de un año [8]. Los productos de la corrosión reducen la capacidad de las tuberías, aumentan las resistencias de rozamiento y los costes de bombeo. Los productos de la corrosión tienen un volumen varias veces mayor que el del metal al que sustituyen y con frecuencia pueden obstruir o taponar las tuberías de pequeño diámetro [8].

4.6.1 Tipos de corrosión en equipos de refrigeración En un sistema de acondicionamiento de aire pueden distinguirse diversos tipos de corrosión [8]: 2. Corrosión uniforme 3. Corrosión por picaduras 4. Corrosión galvánica 5. Corrosión por pilas de concentración diferencial 6. Erosión-corrosión 1. Corrosión uniforme: La corrosión debida a los ácidos, como el carbónico u otros, produce una pérdida uniformemente repartida en la superficie del metal. Es el tipo de corrosión mas fácil de prever en un ambiente ácido, y el mas fácil de prever y controlar [8]. 2. Corrosión por picaduras: La corrosión por picaduras no es uniforme, y resulta de una acción galvánica local, debido a la ruptura de la película pasiva. La picadura es un ataque acelerado y local que produce una cavidad en cuyo alrededor el metal apenas es afectado. La corrosión centralizada crea unas picaduras profundas que producen fallos en dichos productos. La falta de oxígeno en la zona inferior de un depósito crea unas zonas anódicas que producen estas picaduras, y a veces es el propio oxígeno el que produce esta acción corrosiva que origina la corrosión [8]. 24

3. Corrosión galvánica: La corrosión galvánica se presenta cuando dos metales distintos se ponen en contacto eléctrico. Es una forma de corrosión electroquímica en la que la diferencia de potencial entre dos metales crea una corriente débil que fluye de un metal a otro a través de un electrolito y el contacto eléctrico [8]. La tabla 4.1 es una serie galvánica de metales y aleaciones. Cuando dos metales del mismo grupo se ponen en contacto, no ocurre nada; pero la unión de dos metales de grupos distintos hace que se acelere la corrosión en el metal menos noble, que es el que se encuentra más en cabeza de la lista. Cuanto mayor es la separación entre los metales de la tabla, mas rápida es la corrosión. Cuanto mayor es la zona del metal menos noble en contacto con el más noble, mayor es la corrosión. En los sistemas en los que las tuberías y serpentines son de cobre, excepto algunas puntas de hierro o acero, estas partes suelen ser atacadas en muy corto tiempo. Por este motivo es conveniente emplear un metal no férreo. Los inhibidores empleados contra la corrosión suelen reducir la velocidad de corrosión, pero no evita ésta cuando es galvánica [8].

25

Tabla 4.1 Serie galvánica de metales y aleaciones. Extremo corroído (anódico, o menos noble) Magnesio Aleaciones de magnesio Cinc Aluminio 2 S Cadmio Aluminio 17 ST Hierro o acero Hierro colado Hierro-cromo (activo) Ni-Resist Acero inoxidable (activo) Soladuras plomo-estaño Plomo Estaño Níquel (activo) Inconel (activo) Latones Cobre Bronces Aleaciones cobre-níquel Monel Soldadura de plata Níquel (pasivo) Inconel (pasivo) Hierro-cromo (pasivo) Acero inoxidable (pasivo) Plata Grafito Oro Platino Extremo protegido (catódico, o más noble)

26

4. Corrosión por pilas de concentración diferencial: Es una acción análoga a la galvánica. No obstante, la diferencia de potencial se debe a diferencias en la composición del electrolito. Esta diferencia de potencial puede producirse por concentración irregular de iones, de oxígeno, o variaciones de pH de un punto a otro, pudiendo ser producida por contaminación, materias extrañas o burbujas de gas que se adhieren a la superficie del metal. Cada picadura en la corrosión representa el ánodo de la pila de concentración, siendo metal que rodea la picadura el cátodo [8]. 5. Erosión-corrosión: El movimiento rápido del agua que contiene burbujas o materia sólida en suspensión, puede evitar u oponerse a la formación de capas protectoras y facilitar la corrosión del metal. Esta acción tiene lugar generalmente en las entradas de los tubos, pudiendo prolongarse a lo largo de ellos. Desgraciadamente no se tienen datos prácticos para determinar cuál debe ser la velocidad máxima del agua sin que se dañe esta película protectora [8]. Como la erosión es función de las horas de funcionamiento de la velocidad del agua y de las materias en suspensión, la elección de una velocidad de circulación del agua es cuestión de criterio determinado por la experiencia [8]. 6. Otros tipos de corrosión: Algunas veces la corrosión está causada por la disolución del metal más noble, que se deposita sobre el elemento anódico, estableciendo pequeñas pilas galvánicas y dando lugar a picaduras. Esta corrosión es difícil de controlar por medio de preventivos convencionales. El agua tiende a arrastrar pequeñas cantidades de cobre del sistema, y a depositarlas sobre otras partes de acero. Para producir este tipo de corrosión solo hace falta una pequeña cantidad de cobre (0,1 mg de Cu en un litro de agua), generalmente puede controlarse manteniendo el pH por encima de 6,7. Para este tipo de corrosión es necesaria una solución ácida o la presencia de cloruros o bromuros. El cobre puede emplearse cuando el contenido de cloruros del agua no sobrepasa los 200 mg/l. La concentración de inhibidores debe aumentarse en presencia de cloruros. Pueden ser empleados algunos inhibidores químicos como el B.B.T (2benzotiazoletino), para evitar la disolución del cobre [8].

27

4.6.2 Causas de la corrosión en equipos de refrigeración Aunque son muchos los factores que contribuyen a la corrosión en los sistemas de refrigeración, el principal factor es el oxígeno disuelto en el agua de refrigeración. Los principales factores que controlan las características corrosivas del agua son [8]: 1. La concentración de oxígeno disuelto 2. La temperatura 3. El contenido de anhídrido carbónico 4. El pH 5. Los sólidos disueltos 6. Los sólidos en suspensión 7. La velocidad del fluido El agua neutra (pH 7) saturada de aire corroe el hierro a una velocidad tres veces mayor que el agua exenta de aire. El agua caliente que contiene oxígeno lo hace a una velocidad tres o cuatro veces mayor que el agua fría [8]. Muchas aguas naturales contienen substancias disueltas, tales como el anhídrido carbónico, oxígeno, cloruros y sulfatos, los cuales ayudan a corroer los metales en contacto con el agua. La corrosión afecta intercambiadores de calor, bombas, torres de enriamiento, lavadores de aire y tuberías. En un sistema abierto de recirculación, como una torre de enfriamiento, un condensador evaporativo o un lavador de aire, la mayor parte de la corrosión se debe a impurezas ácidas absorbidas del aire por donde pasa el agua [8]. El pH se modifica con la concentración de CO2 que forma ácido carbónico. Los pH bajos aumentan la corrosión [8]. Los iones disueltos, particularmente los cloruros y sulfatos, intensifican la acción corrosiva del oxígeno y del anhídrido carbónico. Las grandes concentraciones de especies disueltas aumentan la conductividad eléctrica del agua, y como la corrosión es esencialmente una acción 28

electroquímica, las sales disueltas la afectan seriamente, particularmente cuando existen metales diferentes en el circuito del agua [8]. Los sólidos en suspensión pueden arrastrar partículas de metal, o evitar la permanencia de las películas protectoras que se han formado por las sustancias preventivas de la corrosión [8]. Un aumento en la velocidad del agua, generalmente aumenta la corrosión [8].

4.6.3 Protección contra la corrosión en sistemas de refrigeración Ciertas substancias químicas, en pequeñas concentraciones, protegen el metal formando una película o barrera monomolecular en su superficie que evita o inhibe el desenvolvimiento normal del proceso electroquímico de la corrosión. También se pueden utilizar ciertos recubrimientos orgánicos e inorgánicos [8]. La corrosión puede reducirse al mínimo mediante diferentes métodos [8]: 1. Uso de inhibidores orgánicos e inorgánicos 2. Control del pH entre 7 y 8,5 3. Recubrimientos 1. Los cromatos como inhibidores: Los cromatos se usan extensamente para evitar la corrosión, y son efectivos en los sistemas de acondicionamiento de agua en concentraciones de 200 a 500 mg/l con un pH comprendido entre 7 y 8,5. Para evitar la corrosión, los límites óptimos del pH están comprendidos entre 7,5 y 9,5, pero con un pH muy alto pueden presentarse problemas de incrustaciones. En consecuencia, el pH se mantiene en el límite inferior donde la protección contra la corrosión es excelente. El dicromato sódico, Cr2O7Na2 . 2H2O, es el cromato que se utiliza con más frecuencia debido a sus bajos costos. También se utiliza el cromato sódico, CrO4Na2 [8].

29

Las torres enfriadoras de aluminio, construidas con aleaciones como el Alclad 3 S o Alclad 4 S, pueden protegerse perfectamente empleando de 200 a 500 mg/l de cromatos junto con un pH del fluido que debe estar entre 7 y 8,5. Debe evitarse el contacto entre metales distintos. Es fundamental una limpieza regular del aluminio. La conservación del pH por encima de 7 es muy importante porque se podría producir picado del aluminio en el caso de que caigan partículas de cobre, hierro u otros metales en un agua ácida. Otro método para el tratamiento de torres o tuberías de aluminio es el empleo de una mezcla de polifosfatos, citratos y mercaptobenzotiazol [8]

.

2. Control del pH: En las zonas industriales la atmósfera contiene grandes cantidades de SO2 y CO2, que al ser absorbidos por el agua de la torre de enfriamiento tiende a convertirla en una disolución ácida. Aunque el agua de alimentación sea neutra, la acidez adquirida al absorber estos gases del aire puede ser suficiente para neutralizar la alcalinidad del agua y darle carácter ácido. El pH del agua de recirculación puede llegar a ser de 4 ó 5, y en algunos casos aún más bajo. Para elevar el pH se suele utilizar sosa cáustica o carbonato sódico, y si el pH fuera demasiado alto lo que se hace es añadir ácido sulfúrico para disminuirlo. El límite superior del pH de un sistema de agua se fija de forma que evite la formación de incrustaciones, y no para el control de la corrosión de los materiales en uso [8]. 3. Recubrimientos: Como en muchas ocasiones no es posible eliminar la presencia de productos corrosivos, los recubrimientos son una buena manera de detener la corrosión en una parte o pieza de un equipo que es propenso a la corrosión. La mayoría de los recubrimientos proporcionan protección contra la escala entera del pH de la corrosión; y se debe buscar que no se desprendan ni se agrieten. Los recubrimientos pueden ser aplicados en partes o piezas de equipos de calefacción, aires acondicionados, y sistemas de refrigeración; estos protegen a la pieza de la mayoría de los ambientes corrosivos, incluyendo el sulfuro del hidrógeno, la cloro, el ácido sulfúrico, el ácido úrico, el ácido nítrico, el amoníaco, los bromuros, cloruros y óxidos de sulfuros y nitrógeno [8].

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V. METODOLOGÍA A continuación se presenta la metodología empleada para alcanzar los objetivos planteados. El estudio comprende ensayos para determinar la velocidad de corrosión de los materiales en estudio (aluminio y cobre) que tratan de reproducir las condiciones de operación de los equipos (fluido, temperatura y acoples).

5.1. Familiarización con los equipos de aire acondicionado En esta etapa se estudiaron los equipos y partes que conforman un sistema de refrigeración. Se identificaron los materiales de construcción y las condiciones generales bajo las cuales se encuentran estos en el sistema de refrigeración. También se observó el proceso de fabricación de los serpentines empleados (ver anexos 10.1, 10.2 y 10.3).

5.2. Estudio del problema La falla que se presentó en los sistemas de intercambio térmico (serpentines) fue la corrosión severa de las aletas de aluminio debido a la utilización de un producto de limpieza seleccionado para estos tipos de equipos. Se analizó el informe de lo ocurrido y se busco información acerca de la solución utilizada y la composición del aluminio empleado en los serpentines, Esta información se presenta en los anexos (ver anexos 10.4, 10.5 y 10.6)

5.3. Ensayos preliminares de inmersión y el efecto del tiempo de inmersión En la presente sección se describirá brevemente los ensayos preliminares que permitieron la evaluación posterior de las muestras en diferentes configuraciones.

31

5.3.1 Preparación de las muestras Primero se prepararon seis láminas de aluminio con las siguientes características y dimensiones que se muestran en la tabla 5.1 y la figura 5.1. Cada lámina tiene ocho agujeros. El área total de las probetas fue estimada en 104,9 cm2.

Tabla 5.1 Dimensiones de las piezas de aluminio utilizadas* Lámina rectangular Largo Ancho 9 5,2

Orificio Diámetro 1

Saliente Diámetro 1

Alto 0,35

*Todos los datos están en centímetros.

Figura 5.1 Lámina de aluminio empleada para los ensayos de inmersión preliminares

Luego se procedió a limpiar todas las muestras con agua y jabón para eliminar residuos de grasa. Posteriormente las seis láminas se limpiaron con acetona y fueron secadas cuidadosamente. Para registrar el peso inicial, y el de todas las mediciones posteriores, las muestras fueron pesadas en una balanza analítica.

5.3.2. Montaje y diseño experimental Se tomó un recipiente de plástico con capacidad para 7 litros, se limpió y seco debidamente. Se procedió a preparar la solución con el químico; para esto se disolvieron 0,260 litros del anticorrosivo Water Tower T en 6,5 litros de agua dentro del recipiente plástico. Este

32

anticorrosivo evita la formación de incrustaciones. Posteriormente se tomó una muestra de la solución para medir el pH el cual resultó ser de 10,8; es decir, se trata de una solución básica. Las seis muestras se colocaron dentro de la solución, sujetadas por hilo de nylon, tomando en cuenta que no tuviesen contacto entre sí ni con las paredes del molde; tal como se muestra en la figura 5.2.

Figura 5.2 Montaje experimental de las muestras de aluminio en la solución

El montaje fue colocado dentro de una nevera a 5 ºC, en donde se mantendrá durante todos los ensayos de inmersión.

5.3.3 Planificación de las experiencias Cada muestra permaneció en la solución un tiempo específico; esto con el fin de obtener el tiempo de permanencia de las muestras para la siguiente etapa. La finalidad de este ensayo es la de determinar un tiempo prudencial para el cual de detecte con facilidad el avance del proceso de corrosión.

Tabla 5.3 Tiempo de las diferentes láminas de aluminio en la solución Pieza #

1

2

3

4

5

6

Tiempo en

2

4

7

9

11

14

solución (días) 33

Cada vez que se sacaba una lámina de la solución, esta era limpiada con agua y acetona, teniendo mucho cuidado de no quitar algún producto de corrosión, y posteriormente se secaban. Se tomaron fotos de la superficie de todas las muestras. Luego las muestras fueron decapadas en ácido nítrico (HNO3) concentrado por un tiempo de un minuto y de manera consecutiva, siguiendo las indicaciones de la norma ASTM G1-03. Nuevamente las muestras se limpiaron con agua y acetona, se secaron y se pesaron en la balanza analítica para determinar la pérdida de peso.

5.4. Ensayos de inmersión de los diferentes montajes Una vez establecido el tiempo de inmersión adecuado para registrar el efecto de la corrosión se procedió a realizar montajes de muestras sin pintura protectora y con ella. En estos montajes se consideraron arreglos similares a los del equipo de refrigeración.

5.4.1 Muestras y montaje láminas de aluminio sin pintura Se prepararon cinco láminas de aluminio con las mismas dimensiones y características de las láminas empleadas en los ensayos preliminares. Todas las láminas fueron limpiadas y secadas rigurosamente siguiendo los mismos pasos que en la etapa preliminar. Se registró el peso de cada muestra empleando la balanza analítica y se preparó la solución empleada anteriormente. Las cinco láminas fueron introducidas en esta siguiendo los mismos parámetros de los ensayos preliminares. Las muestras permanecieron un tiempo de 7 días en la solución, luego fueron lavadas cuidadosamente con agua y acetona y finalmente secadas. Se tomaron fotos de todas las muestras. De igual manera estas láminas fueron decapadas con ácido nítrico (HNO3) por un tiempo de un minuto siguiendo los mismos pasos de los ensayos preliminares. 34

Finalmente, las muestras se limpiaron con agua y acetona, se secaron y se pesaron en la balanza analítica para obtener la pérdida de peso.

5.4.2 Muestras y montaje láminas de aluminio con pintura Se prepararon cinco láminas de aluminio con las siguientes dimensiones. Cada lámina con seis agujeros.

Tabla 5.4 Dimensiones de las muestras de aluminio utilizadas en esta etapa* Lámina rectangular Largo Ancho 7,6 5,2

Orificio Diámetro 1

Saliente Diámetro 1

Alto 0,35

*Todas las dimensiones están en centímetros Se procedió a limpiar todas las muestras con agua y jabón para eliminar residuos de grasa. Posteriormente se limpiaron con acetona y fueron secadas cuidadosamente. Las cinco muestras fueron pintadas con el recubrimiento “Green Fin Coil Protector”, para esto primero se limpió la superficie de la muestra con el limpiador Green Fin, luego se aplica una capa de Green Fin Primer como base y finalmente se aplica Green Fin Coil Protector y se deja secar por media hora.

Figura 5.3 Lámina de aluminio con recubrimiento.

Luego de la preparación de las láminas se calculó el área superficial de contacto con la solución empleando la siguiente tabla. El área estimada es de aproximadamente 80,91 cm2.

35

Las muestras fueron limpiadas con agua y se secaron cuidadosamente, posteriormente se registró el peso de cada muestra empleando la balanza analítica y se preparó la solución. Las cinco láminas fueron introducidas en la solución siguiendo los mismos parámetros de los ensayos preliminares. Las muestras permanecieron un tiempo de 7 días en la solución, luego fueron lavadas cuidadosamente con agua y acetona y finalmente secadas. Se tomaron fotos de todas las muestras. Posteriormente las muestras se pesaron en la balanza analítica.

5.4.3 Muestras y montaje láminas de aluminio con codos de cobre Se prepararon cinco láminas de aluminio con las mismas dimensiones y características de las láminas empleadas en los ensayos preliminares. Todas las láminas fueron lavadas con agua y jabón. Posteriormente se lavaron con acetona y fueron secadas rigurosamente. Se soldaron codos de cobre y se enlazaron con las láminas de aluminio para formar la siguiente pieza:

Figura 5.4 Piezas de aluminio con codos cobre

El radio del cilindro de cobre fue de 0,5 cm y el largo 13 cm, para dar un área superficial del cobre de 40, 84 cm. Con esto y las dimensiones del aluminio se calculó el área superficial de todo el conjunto, en contacto con la solución, la cual fue de 136,95 cm2.

36

Las cinco piezas fueron lavadas con acetona y posteriormente secadas rigurosamente. Se registró el peso de cada una empleando la balanza analítica, se preparó la solución y las cinco piezas fueron introducidas en esta siguiendo los mismos parámetros de los ensayos preliminares. Las piezas permanecieron un tiempo de 7 días en la solución, luego fueron limpiadas y secadas. Se tomaron fotos de todas las piezas y posteriormente estas se pesaron en la balanza analítica para obtener la pérdida de peso.

5.4.4 Muestras y montaje de las láminas de aluminio con codos de cobre con recubrimiento Se prepararon cinco láminas de aluminio con las mismas dimensiones y características de las láminas empleadas en los ensayos preliminares. Se limpiaron y secaron. Se soldaron codos de cobre y se enlazaron con las láminas de aluminio igual que en la figura 5.4. Las piezas fueron nuevamente limpiadas y secadas. Las cinco muestras fueron pintadas con el recubrimiento “Green Fin Coil Protector”, para esto se siguió los pasos mencionados anteriormente; las piezas quedaron de la siguiente forma:

Figura 5.5 Piezas de aluminio-codos cobre con recubrimiento

Se calculó el área superficial total del conjunto en contacto con la solución; esta área fue de 136,95 cms2. Posteriormente se registró el peso de cada pieza empleando la balanza analítica, se 37

preparó la solución y las cinco piezas fueron introducidas en esta siguiendo los mismos parámetros de los ensayos preliminares. Las piezas permanecieron un tiempo de 7 días en la solución, luego fueron limpiadas y secadas. Se tomaron fotos de todas las piezas y éstas se pesaron en la balanza analítica.

5.5. Evaluación de los resultados Se emplearon dos métodos para la evaluación de los resultados obtenidos; primero se realizó una inspección visual y posteriormente se emplearon indicadores de corrosión por pérdida de peso.

5.5.1 Inspección visual Diariamente se realizaba una inspección visual de la solución para observar cambios de coloración y precipitación de productos sólidos. De igual manera, luego de sacar cada muestra de la solución, la superficie era inspeccionada visualmente para observar formación de productos de corrosión y se hizo un análisis cualitativo de la superficie de dichas muestras y se estimó el porcentaje de superficie corroída o deteriorada.

5.5.2. Indicador por pérdida de peso Todas las piezas fueron pesadas en la balanza analítica antes y después de estar en la solución; con esto se obtuvo la variación de peso (pérdida de peso). Las láminas de aluminio sin recubrimiento y sin codos fueron decapadas siguiendo la norma ASTM G1-03, empleando ácido nítrico, para remover productos de corrosión y así obtener la verdadera pérdida de peso.

38

Con la variación de peso, el área superficial de contacto de las piezas con la solución y el tiempo de permanencia de estas en la solución, se empleo la ecuación 8 en mm/yr para determinar la velocidad de penetración y la ecuación 9 de Km-.

5.6. Análisis estadísticos de los resultados Como se efectuaron ensayos de inmersión con pocas muestras, se aplicó una estadística llamada “Syudent´s t distribution”, la cual se emplea cuando se tienen pocas muestras, y se obtuvo valores de la velocidad de penetración y de pérdida de peso en un intervalo de mayor confianza. Para esto se empleo la siguiente ecuación: X ± tc (s/(√N-1))

(Ecuación 19)

Donde X es el valor promedio de las muestras, tc es llamado el valor crítico o coeficiente de confidencia y para obtenerlo se empleo un 95% de confianza utilizando la tabla 10.1 (ver anexos), s es la desviación estándar del promedio y N es el número de muestras.

39

VI. RESULTADOS Y DISCUSIONES A continuación se mostrarán los resultados obtenidos después de la inmersión en la solución acuosa, con el limpiador anticorrosivo Water Tower T, a 5 °C y a presión atmosférica. Luego de la preparación y posterior inmersión de todos los grupos de muestras en la solución, se procedió a calcular la pérdida de peso y la velocidad de penetración para todas las piezas, así como también se estudió la superficie de cada una de las muestras para observar los cambios. De esta manera se obtuvieron los siguientes resultados.

6.1 Velocidad de corrosión aluminio etapa preliminar La finalidad de esta etapa preliminar fue la de determinar un tiempo de inmersión razonable en donde pueda observarse con facilidad un valor de pérdida de peso del aluminio en la solución de trabajo. Luego de obtener el Km- de todas las láminas de aluminio durante esta etapa, se graficaron estos valores con respecto al tiempo de inmersión de cada muestra, tal como lo muestra la figura 6.1. Esta gráfica se realizó con los datos que aparecen en la tabla 9.1 de los apéndices.

Pérdida de peso aluminio etapa preliminar 1,600

Km- (mg/d*cm2)

1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

t (dias)

Figura 6.1 Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio vs el tiempo de inmersión en la etapa preliminar.

40

De la gráfica anterior se puede observar que las láminas de aluminio pierden masa a medida que pasan tiempo en la solución con el anticorrosivo a un pH básico de 10,8; esta pérdida de masa es ocasionada por la corrosión de las láminas de aluminio en la solución empleada. Si se observa la siguiente figura 6.2, donde se presenta el diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C, se puede apreciar que el comportamiento del aluminio a un pH de 10,8, tiende a la corrosión ya que a este pH y a una temperatura de 5 ° C, el aluminio se encuentra muy cerca de la zona de corrosión.

Figura 6.2 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 °C

Como consecuencia de la corrosión, algunos de los elementos del aluminio pasan de un estado metálico a un estado no metálico y por eso se produce la pérdida de masa de las láminas [2]

. A continuación se muestran las reacciones catódicas que ocurren en las láminas de

aluminio [3 y 6]: 41

2H2O + 2e− → H2 + 2OH− Reducción del ión hidrógeno (medio básico)

(Ecuación 3)

O2 + 2H2O + 4e− → 4OH− Reducción del oxígeno disuelto (medio básico)

(Ecuación 5)

La reacción anódica que ocurre en un principio sobre las láminas aluminio es la formación de la capa de alumina y posteriormente ocurre la disolución de esta capa [6]: 2Al3+ + 3H2O = Al2O3 + 6H+

(Ecuación 13)

Al2O3 + H2O = 2AlO2- + 2H+

(Ecuación 14)

Este proceso de corrosión en particular es afectado por las características químicas (composición) del medio; es decir la variable que más influye en la corrosión de las láminas de aluminio es el pH [2 y 3]. Como el pH de la solución resultó ser de 10,8, este es un pH básico y para condiciones fuertemente básicas (pH>9) la corrosión del aluminio se incrementa drásticamente, este aumento se le puede atribuir a la formación de los productos solubles del hidróxido de aluminio [4]. De la figura 6.1 también se puede observar que luego de los 7 días se presenta una estabilidad en la pérdida de peso esto es debido a que el producto de la disolución del aluminio también puede afectar la velocidad de corrosión de diferentes maneras; ya que el producto de la corrosión se acumula en la superficie y la sobresaturación con respecto a los óxidos e hidróxidos puede ocurrir originando la formación de películas o capas [2]. En un diagrama de pourbaix a temperatura ambiente el aluminio se pasiva en un intervalo de pH de 4 a 8,5. Este intervalo varia de acuerdo a la temperatura, la forma del óxido presente o con la presencia de sustancias que pueden formar complejos solubles o sales insolubles con el aluminio [6].

42

Como la temperatura del medio fue de 5 ºC, el diagrama de pourbaix del aluminio a esta temperatura (figura 6.2) presenta variaciones en cuanto a sus diferentes áreas de pasivación, corrosión e inmunidad. En este diagrama a un pH de 10,8 (que es el pH de la solución) el aluminio se encontraría en su zona de pasividad; es decir, el metal es posiblemente resistente a la corrosión o se encuentra pasivo debido a que el óxido (alumina) es estable. Sin embargo, a un pH de aproximadamente 12 la corrosión ya si sería posible; ya que los iones solubles del metal son estables [3]. Las diferentes zonas del diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 ° C pueden variar según la actividad de Al3+; esto se puede observar en las siguientes figuras:

Figura 6.3 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 °C y (Al3+):10-10

43

Figura 6.4 Diagrama de Pourbaix del aluminio a 5 °C y (Al3+):10-4

De las figuras 6.3 y 6.4 se puede decir que a un pH de 10,8 y a 5 ° C, el comportamiento del aluminio va a depender de la actividad de Al3+, por lo que cuando aumenta la actividad de los iones Al3+ existe una tendencia a que se vuelva a formar la capa de alumina.

6.2 Inspección visual de las muestras de aluminio etapa preliminar Observando las fotos de las diferentes muestras después de ser sacadas de la solución luego del tiempo correspondiente para cada una, se obtuvo las siguientes observaciones:

44

Tabla 6.1 Superficie corroída de las láminas de aluminio en la etapa preliminar Días

Superficie

Observaciones

inmersión 2

Formación de productos de corrosión de color gris sobre la superficie de la lámina. Aproximadamente el 80 % de la superficie presenta corrosión uniforme.

4

Formación de productos de corrosión de color gris oscuro en la superficie de la lámina. Aproximadamente el 90 % de la superficie presenta corrosión uniforme.

7

Formación de productos de corrosión de color gris oscuro con pequeñas zonas negras en la superficie de la lámina. Aproximadamente el 95 % de la superficie presenta corrosión uniforme.

9

Formación de productos de corrosión de color gris con zonas negras en la superficie de la lámina. Los productos sólidos formados son más adherentes. Aproximadamente el 95 % de la superficie presenta corrosión uniforme.

11

Formación de productos de corrosión de color negro con algunas tonalidades de gris en la superficie de la lámina. Aproximadamente el 95 % de la superficie presenta corrosión uniforme.

14

La superficie de la lámina es muy parecida a la superficie de la lámina anterior, los productos de corrosión son de color negro con pequeñas zona grises y casi toda la lámina presenta corrosión uniforme.

45

Observando todas las láminas de aluminio se puede decir que la corrosión en estas muestras fue uniforme; en este tipo de corrosión se produce una pérdida de masa más o menos uniformemente repartida en la superficie del metal [8]. La corrosión del aluminio ocurre por una reacción de oxidación (la disolución del aluminio) y una reacción catódica (la reducción del oxígeno o del hidrógeno a pH básicos); ambas ocurren simultáneamente. Estas reacciones electroquímicas ocurren uniformemente en la superficie del metal o electrodo [2, 3]. Se observó que durante los ensayos de inmersión los productos de corrosión se vuelven mas adherentes a medida que transcurre el tiempo de las láminas en la solución; esto puede deberse a que los óxidos formados se vuelven más estables y adherentes; es decir, son menos solubles en la solución. Tanto de la figura 6.1 como de la tabla 6.1 se puede concluir que los productos de corrosión formados en la superficie de la lámina, como se mencionó anteriormente, dan origen a la formación de películas que pudieran tener propiedades protectoras. Al servir como barreras, la corrosión es controlada por el transporte de Al+3 (u O2-) a través de estos precipitados porosos; por lo que cuando estos productos de corrosión o películas superficiales se forman espontáneamente en la superficie del metal se produce una disminución en la velocidad de corrosión [2].

6.3 Inspección visual de la solución en la etapa preliminar A continuación se muestran fotos de la solución antes y después de sumergir las láminas de aluminio de la etapa preliminar:

46

(a)

(b)

Figura 6.5 (a) Solución antes de introducir las láminas de aluminio (b) Solución luego de retirar todas las láminas de aluminio

En la figura 6.5 se puede observar un cambio en la coloración de la solución y esto sugiere que algunos de los elementos del aluminio pasan de su estado metálico a un estado no metálico; es decir, parte del aluminio pasa a la solución produciendo un cambio en el color en esta o de alguna manera se ha degradado la solución por efecto de la presencia de productos de la disolución del aluminio. También se observó la presencia de precipitados en el fondo del recipiente luego de sacar todas las piezas. Esto es ocasionado por la formación de los productos insolubles posiblemente de hidróxido de aluminio; ya que el producto de la corrosión se acumula en la superficie de las láminas originando la formación de películas o capas y luego cuando ocurre la sobresaturación de estos óxidos e hidróxidos, ellos pueden precipitar. Algunas pequeñas partículas de los productos de corrosión formados menos densos permanecen en la superficie de la solución.

6.4 Inspección visual de las láminas de aluminio sin recubrimiento A continuación se muestra una de las láminas de aluminio luego de permanecer en solución los 7 días preestablecidos:

47

Figura 6.6 Lámina de aluminio luego de 7 días de inmersión

Como se explicó anteriormente, las láminas de aluminio pierden masa a medida que pasan tiempo en la solución con el anticorrosivo a un pH básico de 10,8; esta pérdida de masa es ocasionada por la corrosión de las láminas de aluminio en la solución empleada. Si se observa la figura 6.2, nuevamente, se puede apreciar que el comportamiento del aluminio a un pH de 10,8, tiende a la corrosión ya que a este pH y a una temperatura de 5 ° C, el aluminio se encuentra muy cerca de la zona de corrosión. Como consecuencia de la corrosión, algunos de los elementos del aluminio pasan de un estado metálico a un estado no metálico y por eso se produce la pérdida de masa de las láminas [2]. De igual manera las reacciones catódicas que ocurren sobre las láminas de aluminio son las mencionadas en la etapa preliminar; reducción del ión hidrógeno en medio básico (Ecuación 3) y reducción del oxígeno disuelto en medio básico (Ecuación 5); y las reacciones anódicas que ocurren son la formación de la capa de alumina primero (Ecuación 13) y por último la disolución de esta capa (Ecuación 14). Estas reacciones electroquímicas se discuten generalmente en términos del cambio de valencia que ocurre entre los elementos que reaccionan (oxidación y reducción). La oxidación es el retiro de electrones de los átomos, dando como resultado un incremento en la valencia; y la reducción es la adición de electrones a los átomos o grupos de átomos, disminuyendo la valencia.

48

La ecuación 5 representa una de las reacciones catódicas, la cual es la reducción del oxígeno; esta reducción del oxígeno es muy común debido al hecho de que la solución empleada estuvo en contacto con aire y este contiene cantidades significativas de oxígeno disuelto [3].

6.5 Inspección visual de las láminas de aluminio con recubrimiento A continuación se muestran fotos de las láminas de aluminio con recubrimiento antes y después de permanecer 7 días en la solución:

(a)

(b)

Figura 6.7 (a) lámina de aluminio con recubrimiento antes de ser inmersa en la solución (b) lámina de aluminio con recubrimiento después de ser inmersa en la solución

De la figura 6.7 se puede observar que las láminas de aluminio con recubrimiento no presentan ninguna formación de productos de corrosión; esto es ocasionado por el recubrimiento; ya que este no permite la interacción del aluminio con la solución, por lo que las reacciones electroquímicas de oxidación y reducción no se dan; sin embargo si se observó un pequeño cambio en la coloración del recubrimiento, lo que puede estar relacionado con la humedad absorbida por el recubrimiento. Este recubrimiento no elimina la presencia de los productos corrosivos en la solución, sin embargo si puede detener la corrosión en las láminas de aluminio, las cuales son propensas a la corrosión como se discutió anteriormente.

49

El recubrimiento empleado proporcionó, en los 7 días del ensayo, protección contra el pH básico de la solución.

6.6 Inspección visual de las piezas aluminio – cobre sin recubrimiento A continuación se muestra una de las piezas de aluminio con codos de cobre luego de permanecer en solución los 7 días preestablecidos:

Zona de mayor corrosión

Figura 6.8 Pieza de aluminio con codos de cobre luego de 7 días de inmersión

De la figura 6.8 se puede observar que la lámina de aluminio presentó corrosión mientras que el codo de cobre no se corroyó; esto es producto del par galvánico producido entre el aluminio y el cobre en solución. La corrosión galvánica se presenta cuando dos metales distintos se ponen en contacto en presencia de una disolución capaz de transportar electrones. Es una forma de corrosión electroquímica en la que la diferencia de potencial entre dos metales crea una corriente débil que fluye de un metal a otro a través de un electrolito [8]. Cuando dos metales del mismo grupo se ponen en contacto, no ocurre nada; pero la unión de dos metales de grupos distintos hace que se acelere la corrosión en el metal menos noble, que es el que se encuentra más en cabeza de la lista. Cuanto mayor es la separación entre los metales de la tabla, mas rápida es la corrosión. Para lo antes mencionado se puede emplear la tabla 4.1 [8].

50

Bajo la mayoría de las condiciones de

servicio, el aluminio y sus aleaciones son

generalmente los ánodos en la celda galvánica con otros metales, protegiéndolos y corroyéndose él de manera sacrificada. Aunque el cobre debió haber presentado corrosión ocasionada por la presencia de oxigeno disuelto en la solución; este por ser más catódico que el aluminio, la velocidad de corrosión de las láminas de aluminio se incrementan, mientras que la del cobre disminuye [7]. Las reacciones electroquímicas que ocurren sobre el codo de cobre son las reacciones catódicas y se presentan a continuación: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− Reducción del ión hidrógeno (medio básico)

(Ecuación 3)

O2 + 2H2O + 4e− → 4OH− Reducción del oxígeno disuelto (medio básico)

(Ecuación 5)

Mientras que sobre las láminas de aluminio ocurren las reacciones anódicas; como se explico anteriormente, en un principio sobre las láminas aluminio se forma la capa de alumina y posteriormente ocurre la disolución de esta capa [6]: 2Al3+ + 3H2O = Al2O3 + 6H+

(Ecuación 13)

Al2O3 + H2O = 2AlO2- + 2H+

(Ecuación 14)

La corrosión del aluminio en contacto con cualquier metal más catódico (por ejemplo el cobre) puede ser minimizada, aunque no puede ser evitada. Para esto la relación del área expuesta del aluminio a aquella del metal más catódica debe ser lo más alta posible, para minimizar la densidad de corriente en el aluminio y por lo tanto la velocidad de corrosión [6]. Aunque el área del aluminio era aproximadamente el doble del área del cobre, la corrosión de la lámina de aluminio no disminuyó, por el contrarió aumentó, como se puede observar en la 51

figura 6.8; por lo que se puede decir que el área del aluminio no era suficiente lo suficientemente mayor para disminuir su corrosión. También de la figura 6.8 se puede observar que la corrosión es mayor en la zona de contacto entre el aluminio y el cobre; esto se debe a que el daño se acelera debido a que la corrosión galvánica es mayor en la zona de unión de los metales, donde la densidad de corriente electroquímica es mayor [7].

6.7 Inspección visual de las piezas aluminio – cobre con recubrimiento A continuación se muestran fotos de las piezas de aluminio con codos de cobre y con recubrimiento antes y después de permanecer 7 días en la solución:

(a)

(b)

Figura 6.9 (a) lámina Al-Cu con recubrimiento antes de ser inmersa en la solución (b) lámina Al-Cu con recubrimiento después de ser inmersa en la solución

De la figura 6.9 se puede observar que las piezas de aluminio – cobre con recubrimiento, al igual que las láminas de aluminio con recubrimiento, no presentan ningún cambio visible en la superficie; esto como se explicó anteriormente es ocasionado por el recubrimiento; ya que este no permite la interacción del aluminio con el cobre para dar origen al par galvánico, por lo que las reacciones electroquímicas de oxidación y reducción no se dan.

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No se observaron irregularidades en la superficie del recubrimiento, tales como peladuras o agrietamientos; por lo que el recubrimiento utilizado es resistente medio (pH básico de la solución).

6.8 Velocidad de corrosión para los distintos grupos de muestras Empleando la variación de peso, el área y el tiempo de inmersión de cada grupo de muestras se obtuvo la pérdida de masa en función del tiempo y el área de cada muestra. Esta tabla se construyó con los valores que aparecen en los apéndices (tablas 9.2, 9.3, 9.4 y 9.5)

Tabla 6.2 Pérdida de masa en función del tiempo y el área para los diferentes grupos de muestras Grupo de muestras

Km- (mg/días*cm2)

Aluminio sin recubrimiento

0,0303 ± 0,164

Aluminio con recubrimiento

0

Acople aluminio-cobre sin recubrimiento

0,315 ± 0,164

Acople aluminio-cobre con recubrimiento

0

Las velocidades de corrosión en milímetros de penetración por año para los diferentes grupos de muestras se presentan a continuación:

Tabla 6.3 Velocidad de corrosión para los diferentes grupos de muestras Grupo de muestras

v (mm/yr)

Aluminio sin recubrimiento

2,646 ± 1,432

Aluminio con recubrimiento

0

Acople aluminio-cobre sin recubrimiento

2,748 ± 1,429

Acople aluminio-cobre con recubrimiento

0

Como la corrosión de todas las muetras es uniforme se empleó el método de pérdida de peso para obtener valores de velocidades de corrosión.

53

De las tablas 6.2 y 6.3 se puede apreciar que la pérdida de masa con respecto al tiempo, para las muestras de aluminio-cobre sin recubrimiento es mayor que para los otros grupos de muestras; lo que conlleva a una mayor velocidad de penetración por año de las muestras de aluminio-cobre sin recubrimiento; esto es ocasionado por el par galvánico entre dos metales de grupos distintos (aluminio y cobre) que hace que se acelere la corrosión en el metal menos noble (aluminio), que es el que se encuentra más arriba de la tabla de la serie galvánica. Por otro lado la pérdida de masa con respecto al tiempo, para las muestras de aluminio sin recubrimiento también es significativa; ya que para estas láminas la corrosión es afectada por la composición del medio (pH básico de la solución), donde la corrosión del aluminio se incrementa drásticamente. Para las muestras con recubrimiento no existe ninguna pérdida de masa, por el contrario hay una pequeña ganancia; esta ganancia puede ser ocasionada por la humedad producto de la solución. Como no hay pérdida de masa en las piezas con recubrimiento, se puede decir que el recubrimiento empleado es una buena manera de detener la corrosión en una pieza o un equipo que es propenso a la corrosión; como es el caso de las aletas de aluminio en los serpentines de un equipo de refrigeración. El recubrimiento usado proporcionó protección contra el pH básico de la solución sin pelarse ni agrietarse.

54

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1 Conclusiones Luego de obtener los resultados del comportamiento de las diferentes muestras en la solución y analizarlos, se pueden extraer las siguientes conclusiones: -

Las láminas de aluminio sin recubrimiento se corroen de manera uniforme en la solución empleada debido a una de las variables del medio como lo es el pH básico de la solución.

-

Como luego de los 7 días de inmersión de las láminas de aluminio sin recubrimiento se presentó una estabilidad en la pérdida de peso; se tomó este tiempo como parámetro para la siguiente etapa de estudio.

-

Las muestras de aluminio-cobre sin recubrimiento presentaron la velocidad de corrosión más alta producto del par galvánico producido entre el aluminio y el cobre en solución.

-

Las piezas de aluminio-cobre con recubrimiento, al igual que las láminas de aluminio con recubrimiento, no mostraron signos de corrosión ocasionado por el recubrimiento.

-

El recubrimiento empleado fue resistente, en los 7 días de estudio, al pH básico de la solución; ya que no se observaron irregularidades en la superficie del recubrimiento.

Recomendaciones Como recomendaciones finales de este proyecto se puede decir lo siguiente: -

Realizar pruebas de corrosión empleando otro diseño de muestras; por ejemplo realizar piezas aluminio-cobre que contengan más láminas de aluminio paralelas, de modo que el área del aluminio con respecto a la del cobre sea mucho mayor para observar si hay una disminución en la velocidad de corrosión.

55

-

Hacer una evaluación cualitativa del recubrimiento empleado tiempos mas largos de inmersión, para observar si se produce ampollamiento, desprendimiento, cambio de coloración o formación de productos de corrosión en la superficie de este.

56

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Air Conditioning and Refrigeration Institute. “Manual de aire acondicionado y refrigeración”, Tomo 1, Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A., México, segunda edición, (1994), p. 6-8, 42, 57-62, 67 y 71. 2. D. W. Shoesmith. “Kinetics of aqueous corrosion”. ASM, Metals Handbook. “Corrosion”, Vol. 13, novena edición, (1992), p. 49-52. 3. Miroslav I. Marek. “Thermodynamics of aqueous corrosion”. ASM, Metals Handbook. “Corrosion”, Vol. 13, novena edición, (1992), p. 45-48. 4. D.C. Silverman and R.B. Puyear. “Effects of environmental variables on aqueous corrosion”. ASM, Metals Handbook. “Corrosion”, Vol. 13, novena edición, (1992), p. 7179. 5. Jones D. A. “Principles and prevention of corrosion”. Editorial Prentice-Hall, United Stated of America, segunda edición, (1996), p. 24, 25, 30, 31, 34 y 35. 6. E. H. Hollingsworth and H.Y. Hunsicker. “Corrosión of aluminum and aluminum alloys”. ASM, Metals Handbook. “Corrosion”, Vol. 13, novena edición, (1992), p. 14277-1429, 1447. 7. Ned W. Poland. “Corrosión of copper and copper alloys”. ASM, Metals Handbook. “Corrosion”, Vol. 13, novena edición, (1992), p.1507, 1512-1515. 8. “Handbook of air conditioning system design”, Carrier air conditioning company. (1996), p. 5-21 a 5-28.

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IX. APENDICES A continuación se presentan una serie de tablas con los valores obtenidos en los ensayos realizados. También se presentan algunas muestras de cálculos.

Tabla 9.1. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio etapa preliminar Wo (mg) 1694,6 1669,7 1714,2

Wf (mg) 1410,9 1230,6 1423,2

W (mg) 283,7 439,1 291

A (cm2) 105 105 105

t (días) 2 4 7

Km- (mg/d*cm2) 1,351 1,045 0,396

1674 1678 1695,3

1233,2 1268,6 1288,2

440,8 409,4 407,1

105 105 105

9 11 14

0,466 0,354 0,277

Apéndice 1 Para la lámina 1 (2 días de inmersión), el valor de Km- empleado la ecuación 10 y los datos de la tabla anterior es el siguiente: -

Km

=

283,7 mg = 1,351 (mg/d*cm2) 2 días * 105 cm2

Tabla 9.2. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio sin recubrimiento (7 días de inmersión) Wo (mg) 1676,4 1625,8 1628,6 1630,4 1656,4

Wf (mg) 1425,8 1469,8 1459,5 1500,2 1247,4

W (mg) 250,6 156 169,1 130,2 409

t (días) 7 7 7 7 7

A (cm2) 105 105 105 105 105

58

Km-(mg/días*cm2) 0,341 0,212 0,230 0,177 0,556

Apéndice 2 Para calcular la pérdida de masa en un intervalo de confianza del 95 % se empleó la ecuación 19 y la tabla 10.1 Promedio Km- = 0,303 (mg/días*cm2); s = 0,154; tc = 2,13; N = 5 0,303 ± 2,13 * 0,154 = 0,303 ± 0,164 √(5-1)

Tabla 9.3. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las láminas de aluminio con recubrimiento (7 días de inmersión) Wo (mg) 2387,9 2362,6 2456,5 2398,5

Wf (mg) 2413,3 2378,7 2471,8 2412,3

W (mg) -25,4 -16,1 -15,3 -13,8

t (días) 7 7 7 7

A (cm2) 80,92 80,92 80,92 80,92

Km-(mg/días*cm2) -0,045 -0,028 -0,027 -0,024

2344

2361,8

-17,8

7

80,92

-0,031

Tabla 9.4. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las piezas de aluminio-cobre (7 días de inmersión) Wo (mg) 11515,2 10130,9 12136,7 10601,2 11450,7

Wf (mg) 11363,6 9845,3 11967,6 10121,7 11026,2

W (mg) 151,6 285,6 169,1 479,5 424,5

A (cm2) 136,95 136,95 136,95 136,95 136,95

t (días) 7 7 7 7 7

Km-(mg/días*cm2) 0,158 0,298 0,176 0,500 0,443

Tabla 9.5. Pérdida de masa en función del tiempo y el área para las piezas de aluminio-cobre con recubrimiento (7 días de inmersión) Wo (mg) 13251,2 15675 15843 15875,6 15823,9

W f (mg) 13267,6 15681,1 15856,9 15889,1 15835,2

W (mg) -16,4 -6,1 -13,9 -13,5 -11,3

t (días) 7 7 7 7 7

A (cm2) 136,95 136,95 136,95 136,95 136,95

59

Km-(mg/días*cm2) -0,017 -0,006 -0,014 -0,014 -0,012

Tabla 9.6. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las láminas de aluminio sin recubrimiento (7 días de inmersión) W (mg) 250,6 156 169,1 130,2 409

D (g/cm3) 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7

A (pulg2) 16,28 16,28 16,28 16,28 16,28

t (horas) 168 168 168 168 168

v (mm/yr) 2,974 1,851 2,007 1,545 4,853

Apéndice 3 Para calcular la velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año, para la lámina 1 se empleó la ecuación 9: mm/yr = 87,6 * 250,6 mg = 2,974 mm/yr 2,7 (g/cm3) * 16,28 (pulg2) * 168 h Apéndice 4 Para calcular la velocidad de corrosión en milímetros d penetración por año, en un intervalo de confianza del 95 % se empleó la ecuación 19 y la tabla 10.1 Promedio v = 2,646 mm/yr; s =1,345; tc = 2,13; N = 5 2,646 ± 2,13 * 1,345 = 2,646 ± 1,432 √(5-1)

Tabla 9.7. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las láminas de aluminio con recubrimiento (7 días de inmersión) W (mg) -25,4 -16,1 -15,3 -13,8 -17,8

D (g/cm3) 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7

A (pulg2) 80,92 80,92 80,92 80,92 80,92

t (horas) 168 168 168 168 168

60

mm/yr -0,061 -0,038 -0,037 -0,033 -0,042

Tabla 9.8. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las piezas de aluminio- cobre (7 días de inmersión) W (mg) 151,6 285,6 169,1 479,5 424,5

D (g/cm3) 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7

A (pulg2) 21,23 21,23 21,23 21,23 21,23

t (horas) 168 168 168 168 168

mm/yr 1,379 2,598 1,538 4,362 3,862

Tabla 9.9. Velocidad de corrosión en milímetros de penetración por año para las piezas de aluminio- cobre con recubrimiento (7 días de inmersión) W (mg) -16,4 -6,1 -13,9 -13,5 -11,3

D (g/cm3) 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7

A (pulg2) 21,23 21,23 21,23 21,23 21,23

t (horas) 168 168 168 168 168

61

mm/yr -0,149 -0,055 -0,126 -0,123 -0,103

X. ANEXOS ANEXO 1

Figura 10.1 Fabricación de aletas de aluminio para serpentines

ANEXO 2

Figura 10.2 Ensamblaje serpentines

62

ANEXO 3

Figura 10.3 Serpentines finalizados

ANEXO 4

Figura 10.4 Serpentín corroído

63

ANEXO 5

Figura 10.5 Datos de la solución empleada

64

ANEXO 6

Figura 10.6 Composición química de las láminas de aluminio empleadas

65

ANEXO 7 Tabla 10.1 Datos para calcular el tc (valor crítico o coeficiente de confidencia).

66