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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA
NUCLEO CARABOBO - EXTENSION ISABELICA
EVALUACIÒN DE LA CORROSION EN LAS TUBERIAS DEL TANQUE 100x3 ALMACENADOR DE GASOLINA DE 91 OCTANOS PERTENECIENTE A LA PLANTA DE DISTRIBUCION PDVSA – YAGUA
Autores:
Brs.: Andrade Vanesa C.I. V- 18.613.264Brs.: Lara Enrique C.I. V- 18.782.700
Brs.: Ollarves Graciela C.I. V- 18.820.645Brs.: Padua Fernando C.I. V- 18.958.555Brs.: Rodríguez Romy C.I. V-18.411.898
Brs.: Salas Elyxer C.I. V-18.781.087Sección I-002N
Asesor: Salas Douglas
Diciembre del 2010
CAPITULO IEL PROBLEMA
Planteamiento del problema
La gasolina es una mezcla de hidrocarburos compuesta por diferentes
sustancias orgánicas, que se obtiene a partir de la refinación del petróleo, y al
producirla requiere ser transportada, mediante tuberías, desde la refinería hasta
los tanques de almacenamiento o centros de distribución, según sea el caso.
Por consiguiente, las tuberías más utilizadas en la industria petrolera están
fabricadas de hierro o acero, dependiendo del tipo de derivado que se desee
transportar; estas tuberías reciben el nombre de oleoductos, gasoductos o
poliductos. Los gasoductos, son utilizados en la industria petrolera para transportar
gas y cualquier otro compuesto en estado gaseoso, mientras que los oleoductos
constituyen el medio más eficaz para en trasporte terrestre de petróleo. Estos
están constituidos, por largos tramos de tubería, con un conjunto de válvulas y
dispositivos de seguridad, que permiten trasladar los productos, sin ningún
problema, hacia terminales y refinerías.
Este tipo de transporte, por el tipo de fluido que trasladan, requiere de una
revisión periódica, que forma parte de un plan de mantenimiento riguroso, que
permite detectar focos de corrosión. La misma se presenta debido a que los
productos transportados contienen elementos altamente corrosivos que hacen
este tipo de sistema muy vulnerable. Adicionalmente, estas tuberías son
vulnerables a la corrosión debido al uso de aceros al carbón y de baja aleación en
la construcción de las mismas. Estos materiales, aunque son convenientes por
económicos, muestran de manera característica una baja resistencia a la
corrosión.
En este sentido, “Asociación Americana de Ensayo de Materiales” ASTM
(2007) indica que:
La corrosión, es principalmente, un fenómeno electroquímico. Una corriente
de electrones se establece cuando existe una diferencia de potenciales
entre un punto y otro. Cuando desde una especie química cede y migran
electrones hacia otra especie, se dice que la especie que los emite se
comporta como un ánodo y se verifica la oxidación, y aquella que los recibe
se comporta como un cátodo y en ella se verifica la reducción (p. 12)
Con la misma tónica, Asociación Americana de Ensayo de Materiales la
ASTM también establece que:
La corrosión de los metales es un fenómeno natural que ocurre debido a la
inestabilidad termodinámica de la mayoría de los metales. En efecto, salvo
raras excepciones (el oro, el hierro de origen meteoritico) pero todos los
demás metales están presentes en la tierra en forma de óxido, en los
minerales (como la bauxita si es aluminio, la hematita si es hierro…). Desde
la prehistoria, toda la metalurgia ha consistido en reducir los óxidos en bajos
hornos, luego en altos hornos, para fabricar el metal. La corrosión, de
hecho, es el regreso del metal a su estado natural, el óxido (p. 12)
Dentro de los tipos o formas que se presenta la corrosión están: la corrosión
electroquímica o polarizada; la corrosión por oxigeno; la corrosión microbiológica;
la corrosión por presiones parciales de oxígeno; la corrosión galvánica y la
corrosión por actividad salina diferenciada.
Por otra parte, el tipo de corrosión que más se presenta en la industria
petrolera es por erosión, debido al movimiento constante de fluido, con
características corrosivas, por el interior de la tubería. Esto se caracteriza por los
efectos de la velocidad que provoca un aumento en la tasa de crecimiento de la
corrosión. No obstante, hay que recalcar que existen muchos mecanismos por los
cuales se verifica este fenómeno, que tal como se ha explicado anteriormente es
fundamentalmente un proceso electroquímico.
En este sentido, de acuerdo a lo expresado por Hunt (2005), “Están
particularmente expuestos a estos tipos de corrosión, todos los equipos que
contienen fluidos en movimiento, particularmente en zonas de flujo turbulento,
tales como codos, válvulas, aparatos de medición y en otras partes
correspondientes a tuberías” (p. 28).
Así mismo, uno de los aspectos que afecta a la industria petrolera en
particular, con respecto a la corrosión, lo constituye los daños al medio ambiente
ocasionados por fugas o derrames causados cuando las tuberías comienzan a
corroerse. Entre los fluidos que suelen derramarse se encuentran sustancias
altamente peligrosas como los ácidos que pueden dañar la naturaleza y el
ambiente.
Estos derrames originan que se incurra en costos adicionales y problemas
legales, así como ocasionan bajas en la utilización de tuberías, lo que implica
variaciones en los niveles de producción y pérdidas para la industria.
Las consecuencias que trae un derrame o fuga de petróleo, o sus
derivados, son gravísimas para el medio ambiente, ya que contaminan el agua,
producen daños irrecuperables a la vegetación y, por supuesto, acarrea costos
elevados para la recuperación de los sitios donde se produce la fuga.
En este contexto, el centro de distribución PDVSA-Yagua, presenta un
sistema de tuberías que traslada derivados del petróleo, específicamente gasolina,
diesel y kerosén, desde el sitio de almacenaje (tanques) hasta los camiones
cisternas y debe contar con un plan mantenimiento preventivo que determine, a
tiempo, los indicios de corrosión en el sistema y, de esta manera evitar fugas,
derrames y sus inevitables daños al ambiente.
Este centro de distribución está conformado por 16 tanques de
almacenamiento conectados entre sí mediante tuberías y válvulas controladoras
de nivel de flujo. Entre los tanques que conforman el referido centro de distribución
de combustible se encuentra el tanque 100x3, el cual esta interconectado con la
red de distribución de la planta a través de las tuberías comprendido entre las
válvulas MV-36a y MV-36, siendo estas tuberías de 14 pulgadas de diámetro
nominal y presentando una longitud total de 20 metros.
En el mismo orden de ideas, en las últimas labores de mantenimiento se
han detectado partículas metálicas en el fondo del tanque 100x3,
presumiblemente proveniente del poliducto que envía la gasolina desde la refinería
el Palito o de la tubería que lo interconecta con el resto de la planta,
específicamente el tramo comprendido entre las válvulas MV-36ª y la MV-36.
Por consiguiente, y considerando que la corrosión es un problema que
inevitablemente está presente en la industria petrolera; que con la realización de
este trabajo se puede estimar el avance de la corrosión en las tuberías en
refinerías, y de esta manera evitar la paralización en la operatibilidad del tanque y
con ello evitar problemas de almacenamiento e inconvenientes ambientales en la
refinería planta de almacenamiento de combustible y en las comunidades
asentadas en los alrededores de la misma, se propone evaluación de la corrosión
en las tuberías del tanque 100x3 almacenador de gasolina de 91 octanos
perteneciente a la Planta de Distribución PDVSA- Yagua.
Formulación de Problema
¿Cuál será el aporte que traerá en el aspecto operativo y de medio
ambiente de la planta de distribución de PDVSA-Yagua, la evaluación de la
corrosión de las tuberías del tanque 100x3 almacenador de gasolina de 91
octanos perteneciente a la misma?
Objetivo de la Investigación
Objetivo General
Evaluar la corrosión de las tuberías del tanque 100x3 almacenador de
gasolina de 91 octanos perteneciente a la refinería Planta de Distribución PDVSA-
Yagua.
Objetivos Específicos
Diagnosticar la situación actual de la corrosión presentes en las tuberías del
tanque 100x3 almacenadores de gasolina de 91 octanos pertenecientes a la
Planta de Distribución PDVSA-Yagua.
Establecer los lineamientos teóricos y metodológicos que permitan dar
soporte a la evaluación de la corrosión en las tuberías del tanque 100x3
almacenador de gasolina de 91 octanos perteneciente a la Planta de Distribución
PDVSA-Yagua.
Aplicar la metodología necesaria que permita la evaluación de la corrosión
de las tuberías del tanque 100x3 almacenador de gasolina de 91 octanos
perteneciente a la Planta de Distribución PDVSA-Yagua.
Analizar los resultados de la mitología aplicada para posteriormente emitir
conclusiones y recomendaciones referentes a la evaluación de la corrosión en las
tuberías del tanque 100x3 almacenador de gasolina de 91 octanos pertenecientes
a la Planta de Distribución PDVSA-Yagua.
Justificación e Importancia
Las fugas y derrames de gasolina ocurren por diversas causas. Algunas de
ellas, pueden ser: Tanques en mal estado (corrosión y fisuras) y tuberías mal
conectadas y/o con los mismos problemas que los tanques. La corrosión en sus
dos aspectos, de enseñanza e investigación, tiene una larga tradición en y las
diferentes instituciones tecnológicas científicas.
En Venezuela exclusivamente en la planta de distribución de pdvsa- yagua
se estima que las pérdidas por corrosión que superan el 3 % del Producto
Nacional Bruto, de los cuales al sector de las industrias del petróleo les
corresponde 2 millones de dólares. Este costo es menos sorprendente si
consideramos que la corrosión ocurre con una gama de grados de severidad
donde quiera que metales y otros materiales sean usados. Sin embargo, si se
aplicaran adecuadamente a esta problemática los conocimientos ya existentes, se
lograría reducir las pérdidas sin necesidad de nuevos avances o desarrollo de
nuevos materiales en un 20y 30 % aproximadamente.
En este sentido, en la industria petrolera y específicamente para la
Planta de Distribución PDVSA-Yagua, uno de los principales problemas que se
presentan en el de la corrosión, no es más que la destrucción granular de un
metal, producto de un proceso químico como la oxidación o el ataque de un
producto, disminuyendo sus propiedades, se puede mencionar la pérdida del
espesor de una tubería disminuye su vida útil, por lo que la corrosión, es un
problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una
pieza) y además, representa un costo importante.
En el mismo orden de ideas es necesario evaluar las condiciones físicas de
las tuberías del tanque 100x3 y de esta forma determinar los niveles de corrosión
que los afectan. De allí la inquietud de realizar una investigación, que beneficiará
un proceso que resulta vital para la economía, tanto regional como nacional como
lo es el proceso de distribución de combustible realizado en la Planta de
Distribución PDVSA-Yagua.
El presente proyecto tiene por objetivo evaluar de una manera general el
problema de la corrosión y sus posibles soluciones, aun cuando no se pretende
indicar cuál es la mejor solución específica.
CAPITULO IIMARCO REFERENCIA
Definición de Marco Referencial
Los primeros metales empleados fueron los que o bien podían fácilmente
reducirse al estado elemental, o bien los que se encontraron nativos; por esta
condición tales metales no pasan fácil mente al estado combinado y en
consecuencia, Su corrosión no ocasionó notables problemas. Con la introducción
del uso del hierro, se alcanza la verdadera magnitud del problema.
Pasaron muchos siglos sin iniciarse una verdadera curiosidad por las
causas de la corrosión. En 1788 AUSTIN hizo observar que el agua originalmente
neutra tiende a volverse alcalina cuando actúa sobre el hierro, esto se debe a que
en las aguas salinas se produce hidróxido sódico como producto catódico del
proceso electroquímico de la corrosión.
La interpretación de que la corrosión es un fenómeno electroquímico, fue
establecida por el francés THENARD en 1819. Investigaciones de FARADAY
entre 1834 y 1340, dieron la demostración de la relación esencial existente entre la
acción química y la generaci6n de corrientes eléctricas.
Entre 1388 y 1908 se desarrolló el punto de vista de que los ácidos eran los
agentes principales responsables de la Corrosión, particularmente era sustentado
que el orín en el hierro que se formaba si estaba presente el ácido carbónico.
Pronto, en 1905 se puso de manifiesto por DUNSTAN GOUDING y JOWET,
que el hierro expuesto al agua y oxígeno, sin la presencia del ácido carbónico.
Otra teoría de corrosión surgió alrededor de 1900 como consecuencia del
hallazgo de peróxido de hidrógeno durante la Corrosión de muchos metales,
dando lugar a la idea de que aquel actúa como intermediario en el proceso de
corrosión. Ahora se conoce que el peróxido de hidrógeno se forma cuando hay
exceso de oxígeno en el cátodo.
En 1907 los americanos WALKER, CEDERHOLM y BENT, aceptan la
corrosión por líquidos neutros con ayuda del Oxígeno como estimulador catódico.
En 1910 los alemanes HEYN y BAVER, realizan amplias investigaciones
sobre corrosión, fueron los primeros en Establecer medidas de velocidad de
corrosión en numerosos líquidos, sobre hierro y acero, estableciendo
Cuantitativamente el hecho de que el ataque del hierro se estimula por contacto
con un metal más noble, mientras que el contacto con un metal más activo
confiere protección total o parcial, en este sentido ya en 1824 Sir HUMPHREY
DAVY había propuesto proteger el cobre con hierro o cinc contra el agua de mar,
como consecuencia de estudios Efectuados. Comisionado Por el Almirantazgo
Británico, sobre las intensas corrosiones que se presentaban en el cobre de la
obra viva de sus Buques.
Hasta el año 1923 la creencia predominante fue que las corrientes
galvánicas o de corrosión eran producidas Generalmente por metales distintos en
contacto, así se llegó a considerar que un metal perfectamente puro y uniforme, Si
se pudiera obtener, sería incorregible.
Un buen ejemplo de esta nueva forma de actuación lo constituyen las
investigaciones llevadas a cabo sobre la Corrosión de los tubos de condensadores
marinos, que llegó a constituir problema de tal magnitud para la marina Británica
en la guerra 1914/18 que hasta pudo decirse, con la oportuna dosis de
exageración, que llegaron a producir Mayor preocupación para el Almirantazgo
Británico que la flota enemiga. Los trabajos de comisiones técnicas Constituidas
por el Comité de Corrosión del Instituto de metal y la Asociación Británica de
Investigación no ferrosos, junto con el desarrollo industrial de nuevas aleaciones
resistentes a la corrosión, mejoraron profundamente la posición del Problema.
En las últimas décadas, las necesidades industriales han conducido al
estudio de problemas planteados durante la Explotación.
De este modo se han conocido la corrosión intergranular del latón en
atmósferas que contienen amoniaco; Corrosión intergranular del acero expuesto a
la acción de agua caliente al calina y en presencia de tensiones. También durante
la guerra de 1914/18, se observó la fatiga con corrosión en los cables de remolque
en los transportes Marítimos, resultado de la asociación de la acción química y
mecánica.
El año 1938 marca un hito en la historia de los conocimientos sobre la
corrosión gracias a las aportaciones del belga POURRAIX; por sus trabajos en el
campo de la Termodinámica aplicada a la corrosión. Desafortunadamente, para la
Firmeza de estas nuevas teorías sobre las reacciones de corrosión
termodinámicamente posibles, no ocurren en la
Práctica, debido al aislamiento producido por los productos de la corrosión.
Finalmente es de justicia mencionar en el campo del planteamiento
pragmático, las grandes aportaciones de la Industria Petrolera Mundial, y de las
Marinas de los países desarrollados en el logro de las técnicas de anticorrosión.
El efecto de la corrosión es, en el peor de los casos, la destrucción total de
un componente, pero también da lugar a otros problemas, que por menos
contundentes no dejan de ser perjudiciales y, en algunos casos, peligrosos para la
seguridad de las personas. Por citar algunos se podría hablar de inicios de
fractura, fugas en tanques o conducciones, merma de resistencia mecánica en
estructuras o en partes de máquina, desviaciones del funcionamiento normal de
equipos, contaminación debida a las sustancias que se producen en la corrosión y
perjuicio en el aspecto estético.
Definición de Aspectos teóricos
La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de
un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede
entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma
más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada
por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar
dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en
contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros
materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos.
La corrosión puede ser mediante una reacción química (oxido reducción) en
la que intervienen tres factores:
La pieza manufacturada
El ambiente
El agua
O por medio de una reacción electroquímica.
Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a
causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina
verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a
todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes
(medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.).
Es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes
(ruptura de una pieza) y, además, representa un costo importante, ya que se
calcula que cada pocos segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo,
procedentes de unos cuantos nanómetros o picnómetros, invisibles en cada pieza
pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo,
constituyen una cantidad importante.
La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la vez
nociones de química y de física (físico-química).
Por ejemplo un metal muestra una tendencia inherente a reaccionar con el medio
ambiente (atmósfera, agua, suelo, etc.) retornando a la forma combinada. El
proceso de corrosión es natural y espontáneo.
Problemas y prevención de la corrosión
Refinerías del petróleo funcionadas tan eficientemente como sea posible reducir
costes. Un factor importante que disminuye eficacia es corrosión de los
componentes del metal encontrados a través de la línea de proceso del proceso
de refinación del hidrocarburo. Corrosión causa la falta de piezas además de dictar
el horario de la limpieza de la refinería, durante la cual la facilidad de producción
entera debe ser cerrada y ser limpiada. El coste de corrosión en la industria
petrolera se ha estimado en US$3.7 mil millones.
La corrosión ocurre en varias formas en el proceso de refinación, tal como
corrosión de picaduras de gotitas del agua, fragilidad del hidrógeno, y agrietarse
de corrosión de tensión de ataque del sulfuro De los materiales punto de vista,
acero de carbón se utilizan para hacia arriba del 80% de componentes de la
refinería, que es beneficioso debido a su bajo costo. Acero de carbón es resistente
a las formas más comunes de corrosión, particularmente de impurezas del
hidrocarburo en las temperaturas debajo de 205oC, pero otros productos químicos
y ambientes corrosivos previenen su uso por todas partes. Los materiales
comunes del reemplazo son aceros poco aleados el contener cromo y molibdeno,
con aceros inoxidables contener más cromo que se ocupa de ambientes más
corrosivos. Materiales más costosos de uso general son níquel, titanio, y cobre
aleaciones. Éstos se ahorran sobre todo para las áreas más problemáticas donde
extremadamente están presentes las temperaturas altas o los productos químicos
muy corrosivos.
La corrosión es luchada por un sistema complejo de la supervisión y del uso
cuidadoso de materiales. Supervisando métodos incluya los cheques off-line
tomados durante mantenimiento y en línea la supervisión recogida en tiempo real
durante la operación de planta normal. Corrosión Off-line de la medida de los
cheques después de que tenga ocurrir, diciendo al ingeniero cuando el equipo
debe ser substituido. Los sistemas en línea son un desarrollo más moderno, y
están revolucionando la manera que se acerca la corrosión. Permite que los
ingenieros de proceso traten la corrosión como otra variable del proceso. Las
respuestas inmediatas a los cambios de proceso permiten el control de los
mecanismos de la corrosión, así que pueden ser reducidas al mínimo mientras
que también maximizan salida de la producción. Los métodos de los materiales
incluyen seleccionar el material apropiado para el uso. En áreas de la corrosión
mínima, los materiales baratos son preferibles, pero cuando la mala corrosión
puede ocurrir, materiales más costosos pero más duraderos deben ser utilizados.
Otros métodos de los materiales vienen bajo la forma de barreras protectoras
entre las sustancias corrosivas y los metales del equipo. Éstos pueden ser una
guarnición del material refractario tal como cemento de Portland estándar u otros
cementos a prueba de ácido especiales que se tiran sobre la superficie interna del
recipiente. También disponibles están los recubrimientos finos de metales más
costosos que protejan un metal más barato contra la corrosión sin requerir
porciones de material.
Si bien es cierto que la corrosión es un fenómeno natural y sucede
espontáneamente, no tenemos que vivir con ella, y mucho menos pasarla por alto
mediante pequeños retoques de pintura para mitigar los indicios de herrumbre. El
costo del fenómeno de la corrosión implica una parte importante del producto
interno bruto (PIB) y ocurre en un amplio campo de ejemplos, que van desde la
corrosión de una gran estructura metálica colocada en un medio agresivo, a la de
los implantes metálicos colocados en el cuerpo humano.
Los últimos estudios llevados a cabo sobre el impacto económico de la
corrosión muestran resultados alarmantes. De 1999 a 2001, Estados Unidos tuvo
un total anual de costos directos de aproximadamente 276 mil millones de dólares,
algo así como 3.1% del PIB de ese país. De la misma manera, en Perú, de
acuerdo con la empresa Teknoquímica, en el año 2000 las pérdidas por corrosión
representaron 8% del PIB, es decir, aproximadamente 1,200 millones de dólares.
En México todavía no se ha hecho ningún estudio para estimar los gastos que
representan las pérdidas por corrosión. Pese a este desconocimiento, se pueden
palpar los problemas debidos a este fenómeno, por lo que es clara entonces la
necesidad de instrumentar las medidas pertinentes. Hay diferentes razones por las
que el fenómeno no se ha controlado de manera apropiada, que van desde las
climáticas hasta las políticas. La situación, como es de suponerse, afecta por igual
a la mayoría de países latinoamericanos en que los gobiernos y las condiciones
medioambientales son similares. Y es que el Estado prácticamente no presta
atención alguna al problema de la corrosión, no por falta de personal capacitado
sino por la falta de una política de mantenimiento de obras.
Es sabido que poco a poco la empresa privada está comenzando a tomar
conciencia del tema de la corrosión y de los perjuicios que este fenómeno
ocasiona al no recibir la atención debida. ¿Qué es la corrosión? La corrosión se
puede definir de muchas maneras. Algunas definiciones son muy directas y se
enfocan a un
a forma específica de corrosión, mientras que otras son muy generales y
cubren muchas formas de deterioro. La palabra “corroer” se deriva del latín
corodere, que significa “roer las piezas”. Para nuestros propósitos, la corrosión se
puede caracterizar como una reacción química o electroquímica entre un material
– usualmente un metal– y su ambiente que produce un deterioro del material y de
sus propiedades. Los metales son rara vez encontrados en estado puro; casi
siempre se les halla en combinación química con uno o más elementos no
metálicos, y el mineral es generalmente una forma oxidada de metal; por tanto, se
debe aplicar una cantidad significativa de energía para transformar el mineral en
metal puro. Esta energía puede aplicarse por vías metalúrgicas o químicas;
también debe aplicarse energía adicional bajo la forma de trabajo en frío o
mediante procesos de fundición necesarios para transformar el metal puro en una
pieza de trabajo. Se puede entender la corrosión como la tendencia de un metal –
producido y formado gracias a una aplicación sustancial de energía– para volver a
su estado natural de menor energía. Desde una perspectiva termodinámica, la
tendencia a disminuir el nivel de energía es la fuerza principal que induce la
corrosión de los metales.
La corrosión de los metales es un proceso electroquímico, esto es, las
reacciones corrosivas del metal normalmente involucran reacciones químicas y un
flujo de electrones. Una reacción electroquímica básica que provoca la corrosión
de los metales es la corrosión galvánica, que consiste básicamente en dos
procesos de transferencia de electrones en lugares físicamente diferentes de la
estructura metálica (procesos anódicos y catódicos). Este proceso de corrosión
implica la generación y transferencia del catión metálico a la solución, la
transferencia del oxígeno al cátodo metálico, la transferencia electrónica del metal
al oxígeno, el paso de los electrones del ánodo al cátodo (electro neutralidad
metálica), y la difusión de los iones Fe2 + y OH- en el electrolito (electro
neutralidad iónica).
En general, puede concluirse que para lograr la protección metálica se tiene
que anular, o al menos disminuir, cualquiera de estos pasos.
Efectos de la corrosión
Los efectos de la corrosión en nuestra vida diaria se clasifican en directos e
indirectos. Los directos son aquellos que afectan la vida útil de servicio de
nuestros bienes, y los indirectos son aquellos en que los productores y
consumidores de los bienes y servicios tienen influencia sobre los costos de la
corrosión. En el hogar, el fenómeno se observa directamente en el automóvil, el
enrejado del patio o las ventanas, o en las herramientas metálicas.
Una de las consecuencias más serias de la corrosión sucede cuando afecta
nuestras vidas en el desarrollo cotidiano. Cuando nos desplazamos de la casa al
trabajo o la escuela, se puede observar una serie de problemas debidos al
fenómeno de la corrosión. Por ejemplo, en un puente de una avenida o carretera
puede ocurrir la corrosión de la varilla de acero de refuerzo del concreto, la que
puede fracturarse y, consecuentemente, provocar la falla de alguna sección; de la
misma manera, puede producirse el colapso de las torres de transmisión eléctrica.
Estos efectos podrían dañar construcciones, edificios, parques y otros, y además
implicarían una reparación costosa.
El otro efecto nocivo de este fenómeno es el daño al medio ambiente. Por
mencionar un caso real, en diciembre de 1999, frente a las costas de Vizcaya, al
norte de España, el buque-tanque E r i k a zozobró debido a la ruptura de su
casco provocada por la corrosión. El resultado: aproximadamente 20 mil toneladas
de petróleo crudo se derramaron en el mar y causaron un gran daño al ecosistema
marino.
Es posible que entre todos los problemas que causa la corrosión uno de los
más peligrosos sea el que ocurre en las plantas industriales, como las de
generación de energía eléctrica o de procesos químicos. La inhabilitación total de
estas plantas podría ocurrir debido a la corrosión. Precisamente, esta es una de
las muchas consecuencias indirectas que conllevarían graves efectos económicos.
Algunas de ellas se presentan a continuación:
Reemplazo de equipo corroído.
Sobre diseño para controlar la corrosión.
Mantenimiento preventivo, como el pintado.
Paro de equipo debido a las fallas por corrosión.
Contaminación de un producto.
Pérdida de eficiencia cuando el sobre diseño y los productos de corrosión
disminuyen la rapidez de transferencia de calor en intercambiadores de calor.
Pérdida del valor del producto, como el de un contenedor que tiene sus
partes corroídas, etc.
Siguiendo con las consecuencias indirectas, también estas pueden tener
efectos sociales:
Seguridad (por ejemplo, alguna falla repentina puede causar fuego,
explosión, fuga de productos tóxicos y colapso de construcciones).
Salud (por ejemplo, contaminación debido a la fuga de productos del equipo
o tubería corroídos o debido a los mismos productos de corrosión).
Agotamiento de fuentes naturales, incluidos metales y combustibles usados
para manufacturarlos. Apariencia, pues el material corroído no muestra buenas
condiciones a simple vista.
Por supuesto, todos los precedentes efectos sociales también tienen que
ver con la economía. Es por eso que hay muchas razones para buscar alternativas
para controlar la corrosión. Pero antes de esto, es necesario conocer el proceso o
mecanismo de corrosión, o la forma en que se origina. Formas de la corrosión La
corrosión ocurre de manera grave de diferentes formas. La clasificación se basa
usualmente en uno de estos tres factores:
Naturaleza del electrolito: la corrosión se puede clasificar como “húmeda” o “seca”.
Es necesaria una solución líquida o una mezcla para la corrosión húmeda, y la
corrosión seca implica por lo regular la reacción con gases a alta temperatura.
Mecanismo de corrosión: implica reacciones electroquímicas o químicas directas.
Apariencia del metal corroído: la corrosión puede ser uniforme y el metal se
corroe a la misma velocidad a lo largo de la superficie, o puede ser localizada, en
cuyo caso solamente se ven afectadas pequeñas áreas.
La clasificación más común de la corrosión que se puede encontrar es la
húmeda o acuosa, y este tipo de fenómeno se puede identificar en ocho formas
basada en la apariencia del metal: corrosión uniforme o general; corrosión por
picadura; corrosión en resquicios; corrosión galvánica; corrosión-erosión, que
incluye la cavitación-erosión; corrosión intergranular, que incluye la sensibilización
y exfoliación; de aleación, que incluye la deszincificación, y agrietamiento asistido
ambientalmente, que incluye la corrosión bajo esfuerzo, la corrosión por fatiga y
los daños por evolución de hidrógeno.
En teoría, las ocho formas de corrosión son claramente distintas; en la
práctica, sin embargo, existen casos de corrosión que se fijan en más de una
categoría; otros casos no parecen ajustarse a ninguna de esas ocho categorías.
Dependiendo de la forma en que se presenta la corrosión, se puede aplicar
la técnica más idónea para controlarla o prevenirla.
Métodos de control.
Existen cinco métodos primarios de control de la corrosión:
Selección de materiales, Cada metal y aleación tiene un comportamiento único e
inherente ante la corrosión que se ve reflejado en la posición que toma en la serie
electroquímica de metales o en una serie galvánica. Puede estar en el intervalo de
alta resistencia de metales nobles o pasivos –por ejemplo, oro y platino–, o en el
de baja resistencia de metales activos, como el sodio y el magnesio.
Además, la resistencia a la corrosión de un metal depende del ambiente al
cual se encuentra expuesto. Tomando en consideración estos puntos, se puede
llevar a cabo una buena selección de materiales para un uso específico.
Los recubrimientos para la protección contra la corrosión se pueden dividir
en dos grandes grupos: los metálicos y los no metálicos (orgánicos e inorgánicos).
Con cualquier tipo de recubrimiento que se seleccione el objetivo es el mismo:
aislar la superficie metálica del medio corrosivo. El concepto de aplicación de un
recubrimiento con un metal más noble sobre un metal activo se basa en la ventaja
de una mayor resistencia a la corrosión del metal noble. Un ejemplo de esta
aplicación es el acero recubierto con estaño. Alternativamente, un metal más
activo se puede aplicar, y en este caso el recubrimiento se corroe, o sacrifica, en
vez del sustrato. Un ejemplo de este sistema es el acero galvanizado, en el que el
recubrimiento de zinc se corroe preferentemente y protege al acero.
Los recubrimientos no metálicos pueden ser orgánicos e inorgánicos. La
función primaria de un recubrimiento orgánico en la protección contra la corrosión
es aislar el metal del ambiente corrosivo.
Adicionalmente, forma una barrera para extinguir la corrosión; el
recubrimiento orgánico puede contener inhibidores de corrosión.
Existen muchas formulaciones de recubrimientos orgánicos, así como
también una amplia variedad de procesos de aplicación para seleccionar de un
producto dado o una condición de servicio.
Los recubrimientos no metálicos inorgánicos incluyen porcelanas, tintas de
cemento y silicatos, recubrimientos vítreos y otros cerámicos resistentes a la
corrosión. Al igual que los recubrimientos orgánicos, los inorgánicos se utilizan
para aplicaciones en corrosión como recubrimientos de barrera.
Inhibidores. Así como algunas especies químicas (las sales, por ejemplo) causan
corrosión, otras especies químicas la inhiben. Los cromatos, silicatos y aminas
orgánicas son inhibidores comunes. Los mecanismos de inhibición pueden ser un
poco complejos. En el caso de las aminas orgánicas, el inhibidor es adsorbido
sobre los sitios anódicos y catódicos y anula la corriente de corrosión. Otras
promueven la formación de una película protectora sobre la superficie del metal.
Los inhibidores se pueden incorporar en un recubrimiento protector.
El recubrimiento, el inhibidor se dirige desde el recubrimiento hacia el defecto y se
controla la corrosión. Protección catódica. La protección catódica suprime la
corriente de corrosión que causa el daño en una celda de corrosión e impulsa la
corriente para dirigirla a la estructura metálica que se va proteger. De esta
manera, se previene la corrosión o disolución del metal. En la práctica, la
protección catódica se puede desarrollar por dos métodos de aplicación, la cual
difiere en la fuente de alimentación de la corriente protectora. Un sistema de
corriente impresa utiliza una fuente de poder para forzar la corriente de un á nodo
inerte a la estructura metálica a ser protegida.
Un sistema de ánodo de sacrificio utiliza á nodos de metal activo, como zinc o
magnesio, los cuales son conectados a la estructura para proporcionarles la
corriente de protección catódica.
Diseño. La aplicación de principios de diseño puede eliminar muchos problemas
de corrosión y reduce el tiempo y costo asociados con el mantenimiento y
reparación. La corrosión ocurre frecuentemente en espacios pequeños o
resquicios en los que el medio corrosivo empieza a ser más agresivo. Estas áreas
se pueden eliminar o minimizar en el proceso de diseño. Donde la corrosión bajo
esfuerzo es posible, los componentes se pueden diseñar para operar en niveles
de esfuerzo menores a los que podrían colapsarse.
Por todo lo anterior, es muy importante que el ingeniero o especialista en
corrosión, el ingeniero de materiales, el supervisor de mantenimiento o como se le
designe, debe tener los conocimientos suficientes para controlar este fenómeno;
debe reconocerlo y saber cuál es su origen y su gravedad; debe estar actualizado
sobre las herramientas y métodos de control de que se dispone hoy en día, las
técnicas de inspección, los efectos de las variables de diseño, la forma de
interpretar y aplicar la información sobre la corrosión y saber dónde obtener
ayuda.
La corrosión ocurre por múltiples causas y es promovida por diferentes
mecanismos; por su propia naturaleza, seguirá prevaleciendo de manera tal que
los costos asociados a este fenómeno no podrán ser eliminados completamente.
Sin embargo, se podría estimar que de 25 a 30% del costo anual podría evitarse si
se comienza una serie de procedimientos óptimos contra la corrosión. Estas
estrategias de prevención implican el uso de los métodos de control y prevención
más apropiados que protejan la seguridad pública, prevengan daños a las
propiedades y al ambiente y logren salvar millones de dólares a México y el
mundo.
Siete recomendaciones hay para mitigar la corrosión.
Aumentar la conciencia acerca de los grandes costos de la corrosión y los
potenciales ahorros.
Cambiar la errónea concepción de que nada se puede hacer sobre la corrosión.
Cambiar las políticas, regulaciones, estándares y prácticas de manejo para
incrementar los ahorros a través de una gerencia certera.
Mejorar la educación y el entrenamiento del personal para controlarla.
Llevar a cabo prácticas de diseño avanzadas para su mejor manejo.
Predecir la vida y métodos de evaluación de comportamiento avanzados.
Impulsar una tecnología avanzada contra ella a través de investigación, desarrollo
y aplicación.
Definición de Aspectos Conceptuales
Ánodo: Es un electrodo en el cual se produce la reacción de oxidación.
Cátodo: Es un electrodo en el cual se produce la reacción de reducción.
Corrosión: Es el deterioro de un material a consecuencia de un ataque
electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como
la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de
menor energía interna.
Electroquímico: Son aquellos procesos en los cuales se producen
reacciones químicas a partir del paso de la corriente eléctrica o en los que la
reacción química engendra potenciales eléctricos de producir corriente capaces de
generar trabajo.
Galvánica: La acción galvánica se produce cuando un metal es conectado
a otro en presencia de un electrolito y, por lo tanto, se produce una corrosión
electroquímica denominada corrosión galvánica, o también denominada corrosión
bimetálica. El potencial de un metal en solución está relacionado a la energía que
libera cuando el metal se corroe.
Gasoducto: Es una conducción que sirve para transportar gases
combustibles a gran escala.
Oleoducto: Estas tuberías e instalaciones son utilizadas para el transporte
de petróleo, sus derivados y biobutanol, a grandes distancias. La excepción es el
gas natural, a pesar de ser derivado del petróleo, se le denominan gasoductos a
sus tuberías por estar en estado gaseoso a temperatura ambiente.
Rechupes: Es una cavidad o hueco que se produce en el interior del
lingote, debido a que cuando se vierte el metal fundido en el molde, este comienza
a solidificarse desde el exterior hacia el interior del lingote, y como el volumen del
metal fundido es mayor que el del metal sólido, el metal se contrae exteriormente y
su interior cuando empieza a contraerse comienza a formarse un hueco o una
cavidad en el centro del lingote, debido a esta contracción. Generalmente ocurre
en la porción del lingote superior y central. Para evitar los rechupes internos la
lingotera debe poseer la boca superior de mayor tamaño que la boca inferior, así
el rechupe se forma en la parte superior del lingote, o comprimiendo el lingote
cuando se está solidificando con grandes prensas hidráulicas.
Resistencia mecánica: La resistencia mecánica es la capacidad de los
cuerpos para resistir las fuerzas aplicadas sin romperse. La resistencia mecánica
de un cuerpo depende de su material y de su geometría. La Resistencia de
Materiales combina los datos de material, geometría y fuerzas aplicadas para
generar modelos matemáticos que permiten analizar la resistencia mecánica de
los cuerpos.
Oxidación: es una reacción química muy poderosa donde un compuesto
cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.[2] Se debe tener
en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el
cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa
necesariamente un intercambio de electrones
Cromatos: son sales del ácido crómico y del ácido dicrómico,
respectivamente. Los cromatos contienen el ion CrO42−, que les da un fuerte color
amarillo. Los dicromatos poseen el ion Cr2O72−, por lo que son de un color
anaranjado intenso.
Definición Aspectos Legales
El ingeniero que trabaja en problemas de corrosión necesita saber y tener un
conocimiento básico para reconocer la corrosión, como se produce, como impedir
si severidad, que herramientas son necesarias, técnica de inspección, variable de
diseño que afectan a la corrosión, selección de materiales y aplicar la información
del problema corrosivo, así como saber donde obtener ayuda.
Todos los metales son susceptibles a sufrir el fenómeno de corrosión, no habiendo
material útil para todas las aplicaciones es el oro es resistente a la atmósfera, pero
se corroe si se pone en contacto con mercurio a temperatura ambiente.
El acero no se corroe en contacto con el mercurio pero se oxida expuesto a la
atmósfera.
En termino técnico, y simplificado la corrosión ha sido definida como la destrucción
de un metal por reacción química o electroquímica por el medio ambiente y
representa la diferencia entre una operación libre de problema con gastos en
operaciones muy elevados.
Dentro de los aspectos económicos tenemos:
Reposición del equipo corroído.
Coeficiente de seguridad y sobre diseño para soportar la corrosión.
Mantenimiento preventivo como la aplicación de recubrimientos. Paros de
producción, debidos a fallas por corrosión.
Contaminación de productos.
Dentro de los aspectos humanos y sociales tenemos:
La seguridad, ya que fallas violentas pueden producir incendios, explosiones y
Liberación de productos tóxicos.
Condiciones insalubres por ejemplo, contaminaciones debido a productos del
Equipo corroído o bien un producto de la corrosión misma.
Agotamiento de los recursos naturales, tanto en metales como en combustibles
Usados para su manufacturera.
Apariencia, ya que los materiales corroídos generalmente son desagradables a la
Vista. Naturalmente, estos aspectos sociales y humanos también tienen sus
aspectos Económicos y podemos ver claramente que hay muchas razones para
controlar la Corrosión.
Formas De La Corrosión.
La corrosión ocurre en muchas y muy variadas formas, pero su clasificación
generalmente se basa en uno de los tres siguientes factores:
Naturaleza de la sustancia corrosiva. La corrosión puede ser clasificada como
húmeda o seca, para la primera se requiere un líquido o humedad mientras que
pare la segunda, las reacciones se desarrollan con gases a alta temperatura.
Mecanismo de corrosión. Este comprende las reacciones electroquímicas o bien,
unas reacciones químicas.
Apariencia del metal corroído. La corrosión puede ser uniforme y entonces el
metal se corroe a la misma velocidad en toda su superficie.
El Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables, siguiendo las
disposiciones de la Ley Orgánica del Ambiente, puede ordenar la aplicación de
medidas de seguridad en el momento y el lugar que le parezca sea necesario, sin
perjuicio de la responsabilidad establecida en la Ley Penal del Ambiente.
Se reforma el reglamento anterior Decreto 2.211) por considerar necesario
establecer mecanismos que orienten la gestión de la generación, manejo y
depósito o tratamiento de desechos peligrosos hacia la reducción de la
generación, el fomento del reciclaje, re uso y aprovechamiento bajo la forma de
materiales peligrosos recuperables y el tratamiento y disposición final, cumpliendo
con las medidas de seguridad para que no constituyan una amenaza
El propósito y objeto del nuevo Decreto es el de regular la recuperación de
materiales peligrosos y el manejo de desechos, cuando ambos presenten
características, composición o condiciones peligrosas y por ende constituyan una
fuente de riesgo para la salud y el ambiente.
Ámbito de Aplicación
El Decreto es aplicable a toda persona, natural o jurídica, pública o privada, que
genere, maneje o transporte y trate materiales peligrosos recuperables o desechos
Los que no sean radiactivos (estos están regulados por decreto N° 2.210).
Aspectos Situacionales de la realidad.
El propósito fundamental de esta investigación fue Evaluar la corrosión de las
tuberías del tanque 100x3 almacenador de gasolina de 91 octanos
Perteneciente a la refinería Planta de Distribución PDVSA-Yagua. Determinar los
costos por corrosión asociados al mantenimiento correctivo y preventivo en una
industria petrolera venezolana. Para el desarrollo de esta investigación se
procedió a disgregar las órdenes de trabajo asociadas a las labores de
mantenimiento de toda la planta, de las cuales 224 órdenes correspondieron a
corrosión. Los costos fueron segregados de la siguiente forma: Según los tipos de
corrosión la planta tiene un costo de 366.229.194,58 Bs., siendo en este caso los
costos ocasionados a la corrosión uniforme y corrosión erosión los más
relevantes. En lo que respecta a los costos generados por control de corrosión, los
mismos fueron de 606.021.450,08 Bs., siendo esto reflejado como el
mantenimiento correctivo y preventivo. En este caso, los costos del mantenimiento
preventivo duplicaron a los correspondientes al manteniendo correctivo acción
favorable para la organización.
La constante preocupación por conocer y solucionar los problemas operacionales
ocasionados por el fenómeno de la corrosión ha encaminado a diversas
organizaciones e instituciones al desarrollo de investigaciones que permitan
obtener un diagnostico de las causas fundamentales que dan origen al problema.
Aunado a esto, el incremento de los costos de inversión y de mantenimiento como
consecuencia de este problema, así como; la situación económica se han
convertido en el impulsor de las industrias para concentrar sus esfuerzos en
recuperar recursos y reducir los costos de sus procesos, en especial si están
relacionados a las labores de mantenimiento preventivo o correctivo donde en
gran medida y de forma errada se introducen los costos asociados a la corrosión;
lo cual, no permite que las gestiones dirigidas a la optimación de recursos y
minimización de costos se analice adecuadamente desde su origen y así de esta
forma, disminuir los mismo al mínimo conociendo las estrategias a emplear en
materia de métodos de control asociados con este fenómeno.
