I.INTRODUCCIN

Corrosin es la destruccin de un cuerpo slido causada por un ataque no provocado, de naturaleza qumica o electroqumica que se inicia en la superficie

Esta es la definicin ms generalmente aceptada, originaria del Reichanschuss fr Metallschutz. En cualquier caso, la corrosin es un proceso destructivo en lo que a ingenie- ra se refiere, y representa una enorme prdida econmica. Teniendo en cuenta la Serie Electroqumica de los metales, un metal tendr carcter andico con relacin a otro, si se encuentra por encima de l en esta serie. As, por ejemplo, el fierro ser andico respecto al cobre y catdico respecto al zinc (Vase Tabla N. 1).

El metal que acta como nodo se sacrifica a favor del que acta de ctodo, por eso a este sis- tema se le conoce como proteccin catdica por nodo de sacrificio. Aunque la mayora de los nodos se fabrican por colada o por gravedad, algunos nodos se fabrican por colada continua o extrusin. El mtodo de colada produce la apariencia y estructura fsica del nodo y, por tanto, su comercializacin y desempeo. Desde el punto de vista del desempeo, el nodo debe ser colado para que el metal solidifique sin segregaciones de constituyentes de aleacin. Tampoco no debe tener inclusiones de materia extraa, sopladuras ni rechupes. Si esto ltimo ocurre, entonces aumentar el riesgo de que el nodo tienda apasivarse o desintegrarse fsicamente. La figura N. 1 muestra cmo se realiza la corrosin.

II.CARACTERSTICAS FUNDAMENTALES DE LOS NODOS DE SACRIFICIO

Desde el punto de vista tcnico y econmico, un nodo tiene que reunir una serie de propiedad des esenciales como las siguientes:

Tener un potencial de disolucin lo suficiente- mente negativo para polarizar la estructura (en el caso del acero a -0,8 V).

Debe presentar una tendencia pequea a la polarizacin, es decir, no debe desarrollar pelculas pasivantes u obstructoras con los productos de corrosin y tener una fuerte sobretensin de hidrgeno.

El material debe tener un elevado rendimiento elctrico en A/h kg.

El nodo deber corroerse uniformemente.

El metal ser de fcil adquisicin y deber poder fundirse en diferentes formas y tamaos.

El metal deber tener un costo razonable, de modo que unido con otras caractersticas electroqumicas se pueda conseguir la proteccin a un costo razonable por amperio/ao.

ALEACIONES PARA NODOS DE

SACRIFICIO

La composicin qumica de los nodos de sacrificio incide en el comportamiento de ellos y particularmente sobre las propiedades que las caracterizan:

Potencial de disolucin.

Rendimiento de corriente.

Polarizacin.

Homogeneidad de la corrosin andica.

Asimismo, la composicin qumica ejerce influencia sobre las propiedades del producto de corrosin como:

Porosidad.

Adherencia.

Dureza.

Conductividad elctrica.

3.1. Composicin qumica de los nodos de sacrificio

La norma A.S.T.M.- B6-46 y la especificacin norteamericana U.S. Mil-A 18001 H definen la composicin para nodos de aleacin de zinc, magnesio y aluminio. Tabla N. 2

IV. DISEO DE NODOS DE SACRIFICIO

Es necesario decidir sobre el tamao de los nodos que darn la corriente elctrica requerida.

Muchos fabricantes publican la corriente elctrica de su gama de productos estndar a una determinada resistividad del agua que normalmente es de 25 a 30 Ohm-cm, pero muchas veces es necesario disear nodos para aplicaciones especficas y tambin puede requerirse la utilizacin de los nodos en aguas con otra resistividad. Por tanto, se necesita calcular la corriente individual. El diseo de nodos de sacrificio para proteger estructuras, estructuras sumergidas, as como submarinos y barcos requiere el conocimiento de la resistencia ohmica de stos, aplicando la Ley de Ohm, estimando la corriente de salida y evaluando el nmero de nodos requerido en la fase de diseo y ms tarde, verificando si los nodos instalados son los ms adecuados. Las frmulas de resistencia usadas en proteccin catdica y de mayor uso se detallan en la Tabla N. 3.

Generalmente la ecuacin modificada de Dwight es la ms usada para el nodo tipo barra o nodos delgados (de seccin transversal rectangular o trapezoidal), libremente suspendidos o separados de la plataforma, sin embargo se puede aplicar para nodos montados apoyados al mismo nivel de la superficie a proteger. La ecuacin de McCoy fue expuesta para determinar la resistencia del nodo basado en la superficie expuesta y sin considerar la forma geomtrica. Se recomienda para nodos tipo brazalete, tambin se aplica en nodos montados al mismo nivel de la superficie a proteger. La ecuacin de Waldron y Peterson se usa para nodos rectangulares y planos con respaldo de madera, brazalete seccionado sobre lnea de tubos y estructuras. La frmula de Lloyds ha sido propuesta para el tipo de nodo de placa delgada expuesta por un solo lado, aunque puede aplicarse a brazaletes y montados al mismo nivel de la superficie a proteger.

4.1. Clculo de la resistencia

De la ecuacin de Dwight, la resistencia de un nodo de forma cilndrica en un electrolito es igual a la resistividad especfica del electrolito y a algunos factores relacionados con la forma geomtrica del nodo.

Donde:

R = Resistencia nodo-electrolito (Ohm).

r = Resistividad del electrolito (Ohm-cm).

K = 1/2p (0,159 si L y a estn en cm; 0,0627 si L y a estn en pulgadas).

L = Longitud del nodo.

a = Radio equivalente del nodo. Para otras formas diferentes al cilindro.

a = C/2, donde C, es el permetro de la seccin transversal. As, para una seccin transversal de 10 x 10 pulgadas; C= 40 y a = 40/2= 6,37

Para determinar la corriente de salida de un nodo se emplea la ley de Ohm I = E / R.

Algunos criterios para determinar la resistencia de nodos para proteccin catdica en estructuras sumergidas como la resistividad, clorinidad del agua de mar se presentan en las tablas N 4 y 5 La ecuacin de Dwight es vlida para nodos de zinc y aluminio cuando 4L/R e 16; para nodos donde 4 L