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La maldita corrosión

 

 

Los cascos metálicos, y sobre todo los de acero, están sometidos a esta fatalidad. Para protegernos de ella debemos entenderla. La oxidación es una reacción química natural que convierte al hierro en sus óxidos más estables. En el mar estos procesos se aceleran debido al medio salado.

El oxido no es más que el resultado de una reacción química donde el oxígeno del aire y el disuelto en el agua de mar se combina con el hierro para crear óxido férrico. Es natural como la vida misma y ocurre irremediablemente al buscar el hierro su estado más estable en forma de oxido de hierro combinado con el oxígeno.  

La capa de oxido que se forma aísla al acero del casco que queda debajo, deteniendo el proceso químico de oxidación hasta que no se vuelva a poner el acero limpio en contacto de nuevo con el oxígeno. El problema es que el óxido de hierro se desprende y disuelve fácilmente lo cual deja al descubierto el nuevo acero para continuar con el proceso destructivo.

 

Como la oxidación se produce en agua salada o ambiente húmedo, la reacción es mucho más virulenta al producirse un efecto electroquímico acelerado por la sal disuelta en el agua de mar. Y todavía puede ser peor debido a las corrientes eléctricas en el casco, producidas por efectos de fricción del movimiento del barco, o por la utilización de metales diferentes, que actúan entre sí como si se tratara de una verdadera pila eléctrica.

 

La corrosión electroquímica

Cada metal tiene una tendencia diferente a ganar o perder electrones, tendencia conocida como “potencial electroquimico”. Si ponemos en contacto dos metales de distinto potencial eléctrico, en contacto directamente o en agua salada que permite la circulación de la corriente eléctrica, se producirá la corrosión. Al juntar dos metales, uno con muchas ganas de perder electrones y otro con muchas ganas de ganarlos y además los ayudamos por un buen conductor de electrones como lo es el agua de mar con iones disueltos, lograremos una perfecta corrosión!

 

El flujo de estos electrones es lo que llamamos corriente eléctrica capaz de iluminar las luces de navegación o hacer funcionar los motores eléctricos. Es decir en las pilas de una bombilla hay electricidad porque se oxida un metal dentro de ellas, a cambio de obtener electrones y por tanto corriente eléctrica.

A mayor ganas de circular los electrones, mayor voltaje existirá, y es a esto a lo que se llama potencial electroquímico. Los metales nobles como el oro o el platino no tienen ninguna gana de perder o ganar electrones por lo que son perfectamente estables. Cuando un metal pierde un electrón el hueco que deja es sustituido por un átomo de oxigeno creando un elemento distinto llamado oxido.

El agua de mar actúa como electrolito es decir un líquido en el que flotan cargas eléctricas y capaz de hacer circular a los electrones libres, vengan de donde vengan, actuando como un conductor eléctrico.

En los mercantes se aprecia como la línea de flotación está muy corroída  porque el agua de la superficie está mucho más oxigenada que el resto facilitando la oxidación. A mayor temperatura más corrosión pues con la temperatura se facilita la reacción de oxidación. Si un ácido contamina el agua también aumenta la corrosión, mientras que en ambientes alcalinos se retarda la corrosión. Por esta razón se bañan los interiores de los tanques metálicos con una lechada de cemento que es alcalino y protege de la oxidación.

  

La corrosión galvánica

Al ponerse en contacto dos metales diferentes se produce una corriente eléctrica. El agua salada del mar actúa como conductor de los electrones que parten del metal que se oxida hacia el metal que los recibe llamado cátodo. En la imagen los dos ánodos de cinc se oxidan y disuelven perdiendo electrones y convirtiéndose en oxido de cinc. 

El metal menos noble se vuelve el ánodo y pierde electrones en el agua del mar, mientras el metal más noble se vuelve cátodo, adquiere la carga negativa al atraer a todos los electrones libres. El metal menos noble se convierte en óxido. Cuando esta reacción continúa, el cátodo se cubre de una película cedida por las partículas del metal anódico.

 

Por esta razón se puede proteger la chapa de acero con un baño de cinc. Pero si se ralla la protección desaparecerá. En un casco de acero, no debemos utilizar antifouling con base de cobre ya que este metal es más noble y por tanto capaz de oxidar al hierro. El riesgo de corrosión galvánica es mayor en las zonas del casco  sumergidas. 

En un barco utilizamos diferente tipos de metales como son hélices de bronce, ejes del motor de acero inoxidable, mástiles de aluminio y cables de conducción eléctrica de cobre. Debemos asegurarnos de que ningún metal está en contacto con otro distinto y por ello los deberemos aislarlos entre sí con una pintura adecuada y protegerlos con ánodos de sacrificio de cinc de buena calidad en las proximidades de los elementos a proteger. La corrosión galvánica también se produce en los barcos de fibra creando corrientes la quilla de hierro y la hélice de bronce o los tornillos y piezas del acastillaje.  

 

Corrosión electrolítica

Es la peor de todas porque puede llegar a ser muy rápida y se produce cuando existe una corriente eléctrica exterior debido a un cable eléctrico del circuito del barco caído en la sentina, o por una conexión mal hecha de la batería, un mal aislamiento de los cables del barco en contacto con algún metal, o un mal aislamiento de la toma de corriente del pantalán

El acero del casco de un barco es un material homogéneo pero con pequeñas zonas de diferente potencial eléctrico, que ayudados por una corriente externa formarán células galvánicas que originarán puntos de oxidación.

Existen dispositivos electrónicos denominados “circuitos de corriente impresa” que miden las pequeñas diferencias de potencial eléctrico entre las diferentes partes metálicas de los barcos, incluidos los ánodos de sacrificio, y generan una corriente inversa que anula estas variaciones de potencial evitando la oxidación. Estos sistemas detectan las variaciones de voltaje que puedan existir y envían  corrientes ligeramente mayores a determinados ánodos para neutralizar las zonas en la que se  esté produciendo la corrosión. Los sistemas son delicados y totalmente desaconsejados para cascos de aluminio.

 

 

Los ánodos de sacrificio

Como el cinc es menos noble que el acero, el cinc se volverá ánodo cediendo partículas y protegiendo al acero que es mas catódico en la escala. 

Se deben colocar ánodos de cinc cerca de la unión de metales distintos. No se aconseja colocar ánodos de cinc en zonas de turbulencias. En cascos de hierro los ánodos de cinc serán conectados eléctricamente al casco por medio de tornillos soldados directamente sobre el enchapado del forro. Bajo ninguna situación los ánodos de sacrificio pueden ser pintados, pues esto los aislaría deteniendo el proceso migratorio de cinc hacia el acero del casco y por tanto la protección. El magnesio está aún mas abajo que el cinc en la escala galvánica y se puede utilizar como material para ánodos, pero er mucho más caro.

Existe una fórmula utilizada para calcular el peso total de los ánodos de sacrificio que son necesarios instalar en barcos que navegan permanentemente en agua de mar y que viene dada por la expresión.

Peso =  K . L ( B + 2.D ) / 15,6

El Peso (en libras) dependerá de L que es la eslora total de flotación en pies, B es la manga también en pies, D es el calado en pies y K es un coeficiente que valdrá 0,165 para cascos de fibra de vidrio 1.0 para barcos de acero y 0,625 para cascos de aluminio.

Para un velero de 40 pies de fibra la fórmula aconseja unos generosos 4 kilos de ánodos de sacrificio, valor que nunca se cumple en la realidad pues la ecuación provee una protección para que se consuman los ánodos durante más de un año de navegación continuada y con un importante margen. Para el mismo barco construido en aluminio este valor se eleva a 16 kilos y si su construcción fuera realizada en acero este valor trepa hasta unos 25 kilos.

 

 

 

La protección

Para los cascos de acero debemos proteger su superficie mediante una pintura antioxidante. El barco debe estar bien diseñado en sus fondos y sentina donde se suele acumular agua, para que se pueda inspeccionar visualmente y limpiar eliminando las aguas estancadas.

Para evitar la corrosión electrolítica utilizaremos un cableado con dos conductores positivo y negativo, y no utilizaremos NUNCA el casco como conductor de masa para la corriente (como por ejemplo ocurre en la chapa de los coches).

Debemos evitar corrientes de fuga especialmente las originadas desde el cable de corriente del pantalán, mediante disyuntores diferenciales además de los magneto-térmicos (automáticos) de la instalación de 220 voltios del barco.  

 

 

 

El aluminio y el acero inoxidable

 

Los dos metales más usados para los elementos del acastillaje son el aluminio y acero inoxidable. Existen dos calidades diferentes llamadas Inox-304 e Inox-316. La Calidad 316 es adecuada para ejes propulsores y elementos que estarán expuestos al agua marina de forma permanente.

En los cascos de acero, todas las fijaciones al casco de elementos  construidos en acero inoxidable deben ser realizadas por medio de soldadura. Cuando el acero inox se ha calentado entre los 600º C y 900º C durante la soldadura, precipita en la superficie un carburo de cromo que si no es eliminado por medio de ácido y de un fino pulido acabará oxidándose al entrar en contacto con  agua salada. 

La colocación de los accesorios de aluminio debe protegerse ya que este material aparece como cediendo masa por ser menos noble que el acero en la escala galvánica. Debemos utilizar adhesivos selladores y aisladores de calidad para todas las superficies en que estos elementos.

¿Si el aluminio es tan poco noble, porqué no se oxida? El aluminio produce en su oxidación una película exterior de oxido de aluminio, que a diferencia del óxido de hierro es totalmente insoluble en agua y extremadamente dura. De hecho los zafiros o el rubí no son más una cristalización del óxido de aluminio.

Es justamente esta delgada capa de óxido la que protege al aluminio. El aluminio pulido es tan brillante como un espejo, y los mejores espejos están fabricados mediante una delgada capa de aluminio. El óxido de aluminio tiene ese característico color gris aluminio, que es el que vemos en los palos de los veleros.

En la fábrica los mástiles son oxidados mediante un baño ácido y electrolítico para crear esta importante capa protectora. El proceso llamado anodizado permite cubrir el aluminio con una capa de solo unas décimas de micra de este duro óxido conocido también como corindon, y que mediante varios tintes consigue dar el acabado negro o de colores que vemos en las piezas tratadas como mosquetones, mordazas, pianos, palos, …

 

 

Oxidación de la jarcia; corrosión por tensión y por fatiga

Cuando el acero, incluso el inoxidable está sometido a excesivas tensiones de trabajo como ocurre por ejemplo en la jarcia fija, e pueden producir puntos de concentración de fuerzas donde, se visualizan zonas con mayor tendencia a iniciar un proceso de corrosión.

La corrosión por fatiga está causada en áreas o piezas que están sometidas a cargas alternadas de tracción o compresión lo cual produce la aparición de grietas o fisuras superficiales que están abiertas a la oxidación. La misma vibración que provoca el viento sobre la jarcia en puntos donde además existe mucha tensión mecánica tiende a incrementar la corrosión por fatiga. También se incrementa en lugares con muy bajas temperaturas cuando el acero está muy frío y en lugar de deformarse plásticamente puede volverse quebradizo y agrietarse incrementándose entonces la corrosión en las grietas.

 

 

 

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