Si dos metales distintos (con diferentes potenciales electroquímicos) se colocan uno junto al otro en un electrolito, estableciéndose una conexión eléctrica entre ellos, se produce corrosión galvánica.

En este caso, el metal más reactivo se corroerá con mayor intensidad que si se colocara solo en la solución. Sin embargo, el metal más noble queda protegido y no se ve afectado por la corrosión.

La corrosión galvánica se basa en la formación de una celda electroquímica. La mayoría de las aleaciones y metales, al entrar en contacto con una solución corrosiva, forman una celda electroquímica, creándose una diferencia de potencial eléctrico entre los dos metales en contacto en el electrolito, lo que genera una corriente eléctrica entre ellos. En comparación con la situación en la que los dos metales no están conectados entre sí y se corroen individualmente en el medio corrosivo, su conexión galvánica provoca una mayor corrosión en el metal con menor resistencia. En esta situación, el metal con menor resistencia actúa como ánodo y el metal con mayor resistencia como cátodo.

Ejemplos prácticos de corrosión galvánica

Una aplicación de la corrosión galvánica es la limpieza de la cubertería. La mayor parte del deslustre en la cubertería se debe al sulfuro de plata. Un método electroquímico sencillo consiste en colocar la plata en un recipiente de aluminio con agua y bicarbonato de sodio (nunca use cloruro de sodio). La corriente eléctrica producida por el contacto entre la plata y el aluminio reduce el sulfuro de plata a plata pura. A veces, se vende en tiendas un metal mágico que realiza la misma función. Según las instrucciones del envase, este metal mágico debe adherirse a la cubertería y colocarse en un recipiente esmaltado con una solución de bicarbonato de sodio. En realidad, este metal mágico es un trozo de aluminio o magnesio.

Conectar una tubería nueva a una vieja de la misma composición crea una celda galvánica, lo que provoca una corrosión severa de la tubería nueva. Esto ocurre cuando se reemplaza una pequeña sección de la tubería vieja. En este caso, el tubo nuevo se corroe más rápidamente que el viejo.

En los intercambiadores de calor, los tubos de paredes delgadas, fabricados con metales resistentes a la corrosión como el cobre o el bronce, suelen conectarse a placas tubulares de acero grueso. En este tipo de intercambiadores de calor, el acero se corroe intensamente y protege los tubos de cobre de la corrosión.

Factores que afectan la corrosión galvánica

Existen varios factores que afectan la corrosión galvánica de dos metales en contacto, los cuales generalmente se dividen en dos categorías: factores internos y externos:

a) Factores internos

Los factores internos que afectan la velocidad de corrosión galvánica incluyen: el tipo y la naturaleza de los dos metales o aleaciones en contacto, la estructura, el tiempo, la distancia entre los dos metales y las superficies de los mismos.

Los metales con potenciales electroquímicos más activos tienen mayor tendencia a corroerse que los metales con potenciales más nobles.

El zinc y el acero se corroen por separado en soluciones acuosas, pero cuando forman una celda galvánica, el zinc actúa como ánodo y se corroe, mientras que el acero actúa como cátodo y se protege.

Normalmente, el estaño es el cátodo del acero, y se espera que si forman una celda galvánica, el acero se corroa. Lo interesante es que, en las latas de acero con recubrimiento de estaño, el estaño en contacto con los ácidos de los alimentos produce complejos de estaño anódicos respecto al acero. Por lo tanto, en las latas de alimentos, cuando el estaño y el acero forman una celda galvánica, el estaño protege al acero. Es importante destacar que si esta celda galvánica se forma en la atmósfera, el estaño se vuelve catódico respecto al acero, y cualquier rayadura en el recubrimiento de estaño que exponga el acero base a la atmósfera provocará una corrosión localizada severa.

La estructura de la aleación o el metal influye significativamente en la velocidad de corrosión. La composición química de los granos adyacentes, su orientación y el tipo de límites de grano son factores estructurales importantes para determinar la gravedad de la corrosión.

En la corrosión galvánica, la distancia entre los dos metales es crucial. Es decir, cuanto mayor sea la distancia entre los metales, menor será la corrosión y sus efectos, y menor será la corrosión galvánica. Otro factor importante en la corrosión galvánica es la relación entre la superficie del cátodo y la del ánodo. Si la superficie del cátodo es demasiado grande en comparación con la del ánodo, se producirá una corrosión localizada severa en el ánodo. Esto se debe a que una superficie anódica pequeña debe proporcionar la corriente necesaria para que se produzca la reacción catódica en la gran superficie del cátodo.

Cabe destacar que si la relación entre la superficie del ánodo y la del cátodo es demasiado pequeña, la velocidad de corrosión puede ser entre 100 y 1000 veces mayor que cuando las superficies del ánodo y del cátodo son iguales.

b) Factores externos

Los factores externos se limitan principalmente a fenómenos ambientales y al efecto del electrolito sobre el metal, entre los que se incluyen: humedad del aire

La concentración, el pH ambiental, el contenido de oxígeno del electrolito, la temperatura y la turbulencia del electrolito influyen en la corrosión galvánica.

Uno de los efectos importantes del electrolito sobre la corrosión galvánica es su capacidad para formar una capa protectora sobre la superficie del metal o para destruirla. Generalmente, como resultado de las reacciones del metal con el electrolito corrosivo, se forma una capa insoluble de productos de corrosión sobre la superficie metálica. Esta capa puede actuar como ácido sulfúrico diluido, debido a la formación de una capa protectora de sulfato de plomo sobre la superficie del plomo, o bien, puede proteger el hierro contra la solución de hidróxido de sodio, debido a la formación de una capa protectora de óxido de hierro.

Los depósitos como el cromato de potasio, que forman una capa protectora sobre la superficie del metal, se denominan agentes oxidantes. Dichas capas reducen la velocidad de corrosión y, en última instancia, protegen el metal.

Algunos depósitos (sales)

provocan la destrucción de la capa protectora; por ejemplo, los compuestos halogenados que, debido a su descomposición en solución, liberan iones cloruro, bromuro y yoduro. Estos iones pueden destruir las capas protectoras que se forman en la superficie de los metales y acelerar la corrosión.

Modificar la concentración de iones de hidrógeno en la solución (pH) también es crucial en la corrosión galvánica. Al reducir el pH, la reacción de producción de hidrógeno, como reacción catódica, puede sustituir a la reacción catódica de reducción de oxígeno. Por lo general, el pH no influye directamente en las reacciones anódicas, ya que los iones H+ y OH– no participan directamente en ellas. Sin embargo, el pH tiene un efecto indirecto que incluye cambios en la solubilidad de los productos de corrosión en el electrolito o en su capacidad para formar una capa protectora.

Métodos para reducir o prevenir la corrosión galvánica

Existen diversos métodos para reducir o prevenir la corrosión galvánica. Estos métodos se explican brevemente a continuación. De hecho, para prevenir este tipo de corrosión, a veces basta con un solo método. En otros casos, se deben utilizar dos o más métodos simultáneamente.

a) Si es necesario utilizar metales diferentes, procure usar metales con una menor diferencia entre sí en la tabla de la serie electroquímica (fem).

b) Evite una relación de superficie desfavorable entre el ánodo y el cátodo; es decir, evite conectar un ánodo pequeño a un cátodo grande. Para conectar metales más reactivos, utilice piezas pequeñas como tornillos, tuercas o remaches.

c) Aísle los metales diferentes para evitar su contacto directo.

d) Si es posible, utilice inhibidores adecuados para reducir la corrosividad del entorno.

e) Diseñe las secciones del ánodo de forma que sean fáciles de reemplazar o, si es necesario, seleccione un material más grueso para una mayor durabilidad.

f) Conecte un tercer metal que actúe como ánodo a los dos metales en contacto (ánodo de sacrificio). g) Para el recubrimiento, debemos cubrir el cátodo, ya que si cubrimos el ánodo y este se daña, la relación entre la superficie del cátodo y la del ánodo aumentará considerablemente, incrementando así la corrosión galvánica.

h) Evite conectar metal nuevo con metal viejo.