CORROSION

(EL ENEMIGO ESCONDIDO)

No es inusual  escuchar que los navegantes y propietarios  de yates narren historias sobre la desintegración de parte del material de una hélice, un eje propulsor, alguna zona de un casco de aluminio o  de acero; la extraña rotura de los bulones de la quilla en un casco de PRFV  o el aflojado  de los tornillos de las tracas en un casco de madera,  refiriéndose genéricamente a que son efectos producidos por la  corrosión. Realmente estas causas de corrosión por fenómenos electroquímicos tan notables  están ubicadas normalmente  en la parte sumergida del casco la que no se puede observar hasta que  se pone el yate en seco. Es allí  por esa razón donde pueden causar daños más peligrosos.

Vamos a describir los dos principales tipos de degradación electroquímica de los materiales que provoca la  corrosión, para acotar resumidamente al tema, estos son:

a)      La corrosión electrolítica y;

b)     La corrosión galvánica.

Ambas están producidas por la incidencia directa del medioambiente marino sobre los metales utilizados en la construcción de barcos. Todavía hoy no muchos marinos conocen la historia de como se descubrieron los destructivos efectos de la corrosión.

En el año 1761 la armada británica realizó un experimento sobre el HMS “Alarm” para proteger su carena de los ataques del teredo  (gusano de la madera). Este pequeño y artero enemigo le  producía a la flota  de su majestad permanentes gastos en mantenimiento y reparaciones  en todos los cascos de la famosa armada invencible. Así pues recubrieron la obra viva del “Alarm” con planchas de cobre para evitar la entrada de la broma en las tracas de madera.  El experimento resultó un éxito total  respecto a defender la carena del ataque del gusano pero; los oficiales navales que realizaron la inspección de verificación tiempo después quedaron impresionados al descubrir el alto grado de deterioro que presentaba el timón de hierro y los bulones de fijación de la falsa quilla  a tal punto, que una de ellas se había  soltado y perdido.

El cobre tenía la habilidad de atacar y destruir al hierro cuando estos dos metales estaban sumergidos en agua de mar. Los dos metales creaban en ese medio líquido salino  un par galvánico.

Este fenómeno es el resultado de la diferencia de potencial existente entre dos metales cuando están unidos e inmersos en un electrolito (agua de mar) formando técnicamente lo que se denomina una pila eléctrica. La corriente circula desde el metal de menor potencial (ánodo) al metal de mayor potencial (cátodo). 

Parte de ese material fuga desde el ánodo - que se degrada y pierde masa a través de los iónes del  electrolito (agua de mar) - beneficiando en su aporte al  cátodo que lo capta. 

Este fenómeno solo puede producirse cuando los dos metales están en contacto eléctrico y puede ser detenido cuando ese contacto se interrumpe. A bordo de un yate el potencial de todos los elementos metálicos o que tengan conductibilidad eléctrica, puede ser medido en comparación a un electrodo de referencia  constituido por plata y cloruro de plata sumergido en agua salada y conectado al polo negativo de un voltímetro. 

El otro polo (positivo) se lo conecta al elemento metálico sobre el que se desee medir su potencial:  válvulas del casco, eje porta hélice, hélice, partes de la estructura metálica, quillas de rolido,  tornillos de fijación de la quilla, etc.

Los técnicos que inspeccionan las carenas utilizan estas medidas para ver el origen de la corrosión y chequear la eficiencia de la protección catódica instalada.

Se considera que un metal tiene suficiente protección catódica si su potencial, medido respecto al electrodo de referencia está en – 200 o – 250 milivoltios en comparación con los valores que figuran en la tabla adjunta (Ver Tabla 1). Para los metales mas usados en construcciones navales son aceptables los valores que varían  entre – 800 a 1050 milivoltios para el acero;  - 850 a - 950 milivoltios para las aleaciones de aluminio y; - 500 a – 700 milivoltios  para el bronce. Un potencial menor  o más negativo que 1050 mV puede provocar la formación de álcali  y  presentar un  ataque a la pintura de protección de la parte del casco o pieza que se esté analizando y midiendo.

En los cascos metálicos las tensiones producidas en algunas partes de la estructura durante su laboreo en construcción pueden incrementar el riesgo de corrosión al modificar su potencial. Para ello habrá que seguir secuencias precisas para el  ensamble y soldadura de todas las partes, a los efectos de disminuir o eliminar la posibilidad  de  producir corrosión galvánica. Por ejemplo: en un barco construido en aleación de aluminio, las válvulas del casco de bronce o de acero inoxidable, las bombas de achique con partes de acero y otros accesorios  metálicos construidos con diferentes materiales deben ser cuidadosamente aislados  para evitar la degradación del metal del casco (aluminio) colindante a estas piezas que se presentará como más anódico. Hoy felizmente muchas de esas partes necesarias para el alistamiento del yate son manufacturadas con materiales sintéticos considerados potencialmente neutros o inactivos a los nocivos efectos de la acción galvánica.

PROTECCIÓN CATÓDICA 

Las dos formas de protección catódica disponibles para instalar en los yates  - sin  importar cual sea el material con que estos fueron construidos - son: la primera y más antigua conocida luego de las experiencias del HMS “Alarm” es la instalación de ánodos de sacrificio en distintas partes del casco. Los mas usados son los ánodos construidos con zinc a los  que se  conoce  en el mercado  precisamente como “ánodos de zinc”, este metal es justamente el  más anódico respecto de otros metales usados en la construcción de barcos. Tiene un potencial electronegativo de – 1000 mV (ver Tabla adjunta). 

Ánodos de aluminio también son usados en cascos de acero principalmente por su liviandad y bajo costo. En cambio para barcos que navegan en agua dulce y salada alternativamente, como sucede comúnmente aquí en el Río de la Plata,  son mas recomendados los ánodos de magnesio acorde con la variación  de potencial que se produce precisamente entre los distintos metales de un barco que navegue  en agua  de mar y agua de río alternativamente. Este material  para ánodos es más difícil de elaborar, más quebradizo  y consecuentemente mas caro. Existe toda una guía de recomendaciones profesionales que se pueden consultar  sobre la correcta forma de montar los ánodos en el casco, el número, la posición más aconsejable,  los tamaños formas y peso necesarios  y de los elementos a proteger en función  al tamaño del barco (ver Tabla 2). 

Normalmente un deterioro rápido de los ánodos indicará la existencia de alguna deficiencia en estas previsiones o la zona en  que se han  instalado; es un marcado aviso de existencia de diferentes potenciales  y las nocivas corrientes galvánicas que existen entre los elementos adosados al casco: válvulas, prensa estopa, quilla, eje porta hélice, hélices etc.  Normalmente será recomendable interconectar internamente  por medio de un cable conductor de un mínimo de sección  de 8 mm2   estos elementos a los ánodos de sacrificio. Esto tiende a  igualar los potenciales de esos elementos disminuyendo los  riesgos de corrosión galvánica.(ver Fig. A)

 

El segundo sistema de protección catódica es conocido como el de “corrientes inducidas” o “corrientes impresas” y es utilizado normalmente por su elevado costo en  barcos más grandes. Este sistema transforma las estructuras que se han de proteger en un cátodo induciéndole una corriente inversa desde un ánodo inerte. El sistema permite hacer una medición de control permanente, controlando y regulando estas corrientes de acuerdo  con las medidas de potencial  que se  presenten en  distintos puntos.

Las grandes patas propulsoras  Mercruiser  o Volvo están equipadas con sistemas de este tipo, conocido en el primer caso con la marca  MerCathode. Estas patas están construidas con aleaciones de aluminio, material particularmente sensible a la corrosión. Un eficiente monitoreo de este sistema de protección catódica por corriente inducida es imprescindible  a los efectos de evitar deterioros y los consecuentes costos en repuestos y reemplazo de las partes dañadas

Estos  ánodos fijados en los propulsores deberán ser regularmente inspeccionados y reemplazados en caso que se observara pronunciado deterioro y desgaste. Siempre será preferible usar los ánodos originales manufacturados por la misma firma, puesto que conoce exactamente la aleación de aluminio con que ha fabricado  la misma pata propulsora que se  protege.

La protección catódica no está limitada solamente al casco o las piezas fijadas a él. Los ánodos son comúnmente instalados en circuitos internos de los motores para proteger los conductos  de enfriamiento y los intercambiadores de calor. Yanmar  y otras marcas de motores marinos colocan en sus unidades desde su fabricación estos ánodos   Un olvido en inspeccionar o reemplazar estos ánodos  puede provocar graves deterioros y oxidación en el interior de estos equipos y de los conductos internos de refrigeración del mismo motor.

CORROSIÓN ELECTROLÍTICA 

Esta no esta causada por la diferencia de potencial entre dos metales distintos. Es producida por el flujo de corriente alterna o continua a través del mismo metal con que esta construido el casco. En el caso de la corrosión galvánica el deterioro de partes metálicas  o piezas adosadas al casco puede ser detenido con la instalación oportuna de un ánodo; pero con la corrosión electrolítica el defecto puede ser más severo y de acción más rápida (Ver Fig. B).

Los efectos de la corrosión galvánica pueden tardar muchos meses o tal vez años en ponerse en evidencia. Por el contrario la corrosión electrolítica  puede ponerse en seria evidencia en semanas e incluso en casos extremos,  se ha verificado su presencia con corrosión en solo horas de actividad. En algunos yates y especialmente en los cascos construidos en aluminio en los que no se ha realizado una correcta instalación de los circuitos eléctricos  o sistemas de control, puede provocar dramáticas consecuencias. Una fuga de corriente a través del casco puede producir deterioro en las estructuras precisamente por corrosión electrolítica. Será esencial que la instalación esté realizada con gran cuidado de acuerdo con los mejores materiales y los  lineamientos de calidad  que deban aplicarse. Esto incluirá cables de adecuada sección y con perfecto aislamiento. Comúnmente los cables serán del tipo de dos conductores y estarán solidamente ensunchados en calles de cable de soporte. En el caso que deban pasar por alguna zona próxima a la sentina o de potencial inundación deberán ser convenientemente envainados para evitar potenciales fugas por pérdidas de aislamiento o rotura de alguno de los conductores. Todas las líneas de potencia  de motores eléctricos deberán estar aisladas para evitar así mismo efectos de corrientes galvánicas por fugas. En ningún caso se usara al casco como conductor, o negativo. Los cargadores de baterías a utilizar deben estar diseñados para uso marino. Los de aplicación terrestre normalmente están construidos con menor aislamiento.

La principal causa de existencia de flujo de corrientes eléctricas parásitas está producida  por  una inversión de polaridad, la pérdida de aislamiento del cable en agua salada en proximidades de la sentina y un pobre aislamiento. Es muy difícil de detectar que alguna zona de la funda o revestimiento del cable esta mas afinada o,  que algunos de los hilos o alambres que arman al cable estén próximos  a aflorar o con un minúsculo orificio perforando su aislamiento. 

Así mismo el proceso de inducción de corriente sobre el casco  puede estar producido desde un muelle con partes o componentes metálicos, desde un barco vecino o en la marina en el que el barco se encuentre amarrado. Normalmente estos sitios disponen normalmente de servicios de luz  o de equipos eléctricos que pueden tener pérdidas en su recorrido y con fugas de corriente muy difíciles de detectar, por esta causa tienen una adecuada puesta a tierra.  Todos los motores y sus ejes porta hélice están de este modo interconectados creando uno o varios pares galvánicos. Deben poseer por lo tanto estos elementos ánodos de sacrificio para evitar que se deterioren. Además el flujo de corrientes parásitas o la inversión de polaridad que exista en un barco vecino puede provocar efectos en nuestro propio casco. Es por eso que una adecuada protección catódica y un transformador de corriente de 220/12 voltios bien aislado en nuestro barco, mas una adecuada llave de corte general de corriente  limitará este riesgo. Es conveniente no dejar conectado por largos períodos el barco a la alimentación de corriente desde tierra.

Los más efectivos  métodos  para prevenir la corrosión por las causas detalladas anteriormente serán: 

           1) Completar la construcción  del barco con las reglas y las normas adecuadas con  mano                                   de obra  idónea;

            2) Instalar equipos chequeados y en buenas condiciones de funcionamiento; 

3) Usar cables eléctricos de sección adecuada al servicio y  con buen aislamiento;

            4) Instalar un sistema de monitoreo del circuito eléctrico, una llave de corte, un cargador                           marino de baterías  y;

5) Colocar  ánodos de sacrificio del tamaño correcto en los lugares donde comúnmente se puedan                  pesentar pares galvánicos por la presencia de materiales disímiles.

 

Por último corresponde recordar que los laminados en fibra de carbono son conductores y  tienen una posición muy altamente catódica en las nuevas tablas de referencia  de  potencial galvánico por lo que;  se deberá prestar particular atención  y vigilancia a la degradación  por acción electroquímica que cualquier otro material constitutivo que integre la obra pueda presentar, como por ejemplo:  tomas de agua, quilla de lastre, tornillos de fijación,  por ser siempre todos ellos de posición anódica en la escala,  respecto del carbono.

 

 

Ing. Naval Roberto R. Alonso 

 

 

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