Protección catódica
Cuando un metal está expuesto a un electrolito, por lo general, sufre un procesos de corrosión, en el cual el metal perderá cualidades físicas y químicas. El fenómeno de corrosión tiene la particularidad de suceder sólo en algunos puntos del metal, llamadas regiones anódicas, en contraposición con las regiones catódicas del metal, que no sufrirán el procesos de corrosión. En las regiones anódicas, lo que sucede es un proceso de oxidación, el material cede electrones, se oxida y se disuelve, mientras que en las regiones catódicas, sucede el proceso de reducción, se aceptan esos electrones y no sucede corrosión.
Por ejemplo, si una pieza metálica importante debe estar enterrada, sufrirá corrosión al estar en contacto con el suelo. El grado de corrosión que sufrirá dependerá de ciertas características del suelo, como humedad, pH, y composición química de dicho suelo. Habitualmente se usa la medición de la resistividad eléctrica del suelo para determinar su potencial de corrosión. En suelos con baja resistividad, debido a alta composición de cloruros por ejemplo, habrá un gran potencial de corrosión, ya que los electrones tendrán facilidad para transportarse.
Para proteger piezas que deben funcionar enterradas o sumergidas, uno de los procedimientos posibles para su protección es la llamada protección catódica. Este procedimiento consiste en transformar esa pieza en el cátodo de una celda electroquímica, conectándola con otro metal que tanga más facilidad de corrosión, que cumplirá la función de ánodo y conectándola también a una corriente eléctrica. Mediante este mecanismo se logrará el transporte de electrones hacia la pieza metálica que se quiere proteger, desde el ánodo colocado para este fin.
Además, la pieza a proteger se revestirá con pinturas especiales, que colaborarán con la protección. Para lograr una buena protección catódica hay que tener en cuenta los siguientes parámetros: cantidad de corriente eléctrica necesaria, resistividad del electrolito que rodeará la pieza que se pretende proteger, número de ánodos necesarios y resistencia eléctrica del sistema.
La protección catódica se utiliza con frecuencia para proteger piezas hechas de acero de la corrosión de agua de mar, por ejemplo. En la figura de abajo observamos el timón de un barco, protegido por una serie de ánodos “de sacrificio”, que serán los que sufrirán la corrosión en lugar del timón.
Los ánodos de sacrificio están compuestos habitualmente por aleaciones de zinc, magnesio y aluminio.
El fenómeno de protección catódica fue descubierto por Sir Davy, en el entorno del año 1824. Una de sus primeras aplicaciones fue en un barco, el HMS Samarang. En este barco se colocaron una serie de ánodos de hierro, para proteger la plancha de cobre del casco, en la zona que queda sumergida. El nivel de oxidación del cobre se redujo muchísimo, pero como contrapartida, el casco se llenó de algas. Esto sucedió debido a que en la oxidación del cobre se generan productos que actúan como anti algas. Entonces se decidió que era mejor opción permitir que el cobre se oxidara.
En los aceros galvanizados, la capa de zinc metálico recubre el acero, protegiéndolo de la corrosión. Pero cuando esta capa es rayada o degradada de alguna manera, dejando el acero expuesto, la capa de zinc continúa protegiendo el acero, ya que es capaz de actuar como ánodo de sacrificio, protegiendo así la zona expuesta.
