Desde febrero del 2008, investigadores
del Observatorio Vulcanológico
y Sismológico de Costa Rica (OVSICORI),
de la Universidad Nacional
solicitaron a la Escuela de Ciencia
e Ingeniería de los Materiales del
Tecnológico de Costa Rica, el estudio
de la corrosión en una zona aledaña al cráter del Volcán Turrialba, debido
al incremento de las emanaciones en
el volcán y a la detección de efectos
en la vegetación y al deterioro en
los materiales que se encuentran en
esa zona.
Dada la experiencia que la Escuela
posee en el tema, debido a investigaciones
anteriores realizadas con el
Programa Iberoamericano de Ciencia
y Tecnología para el Desarrollo
(CYTED) desde hace más de diez
años, se propuso un estudio de velocidad
de corrosión atmosférica en
dicho volcán, tanto cualitativo como
cuantitativo.
“Debido a la abundancia de los
microclimas que tiene Costa Rica,
para el CYTED confeccionamos
mapas de corrosividad en distintas
partes del país; trabajamos con una
serie de probetas compuestas con
diversos materiales en estaciones
tales como: Puntarenas, Sabanilla de
Montes de Oca, San Carlos y Limón”,
señaló la Ing. Galina Pridybailo Chekan,
directora de la Escuela de Ciencia
e Ingeniería de los Materiales.
Con respecto a las investigaciones
en el Volcán Turrialba, se utilizan
probetas de acero, cobre, aluminio
y acero galvanizado para el estudio
cuantitativo, (de acuerdo con la norma
ISO 8565, que trata sobre el procedimiento
para realizar ensayos de
corrosión atmosférica). Además, se
colocan materiales de uso común en el
ambiente del volcán Turrialba.
Posteriormente, el Instituto Costarricense
de Electricidad (ICE) se
enteró del proyecto y suministra otros
materiales utilizados por ellos para
que sean expuestos en la estación de
corrosión, además del apoyo del Centro
de Corrosión de esa Institución,
para el análisis de contaminantes (cloruros
y azufres) y se propone recoger
datos meteorológicos de temperatura
y humedad relativa en la estación de
estudio.
Corrosión atmosférica y
economía
Los países alcanzan pérdidas por
corrosión entre el 2% y el 4.5% del
Producto Interno Bruto (PIB). Más
del 50% de estas pérdidas se deben
a corrosión atmosférica, siendo la
principal fuente de destrucción de
los metales y aleaciones, indica el
informe parcial del proyecto.
Los cálculos anteriormente citados
proceden de estudios realizados en
países no tropicales, por lo que se
considera que las cifras pueden ser
más elevadas en países tropicales, ya
que poseen características elevadas
de temperatura, humedad y contaminantes,
que pueden ser cloruros
provenientes del agua del mar o compuestos
de azufre, de emanaciones
volcánicas.
La duración del proceso de corrosión
depende sobre todo del tiempo
durante el cual la capa de humedad
permanece sobre una superficie, a su
vez, la zona depende de la corrosión
y el deterioro de los materiales, por
ejemplo, una pintura en zona urbana
tiene una duración de dos a tres años,
mientras que en la zona marítima
como Limón, no perduran ni un año,
recalcó la Ing. Pridybailo.
La corrosión atmosférica puede ser
clasificada en:
a) Corrosión seca. Se produce en los
metales que tienen una energía libre
de formación de óxidos negativa.
b) Corrosión húmeda. Requiere de la
humedad atmosférica, y aumenta
cuando la humedad excede de un
valor crítico, frecuentemente por
encima del 70%.
c) Corrosión por mojado. Se origina
cuando se expone el metal a la lluvia
o a otras fuentes de agua.
La acción conjunta de los factores
de contaminación y los meteorológicos
determinan la intensidad y
naturaleza de los procesos corrosivos,
y cuando actúan simultáneamente,
aumentan sus efectos. También es
importante mencionar otros factores
como las condiciones de exposición,
la composición del metal y las
propiedades del óxido formado, que
combinados entre sí influyen en los
procesos de corrosión.
Influencia de la contaminación
atmosférica
Cuando se alcanza el nivel de
humedad necesario para la formación
de pilas de corrosión, comienza a
ser importante un segundo factor: de
contaminación atmosférica, la cual se
puede definir como “la presencia en el
aire de sustancias extrañas, sean éstas
gaseosas, sólidas o la combinación
de ambas, en cantidad y durante un
tiempo de permanencia que puede
provocar efectos nocivos para la salud
humana y un deterioro de los bienes de
uso y del paisaje”.
El informe señala que los contaminantes
atmosféricos de mayor importancia
son: partículas suspendidas
totales, ozono, monóxido de carbono,
dióxido de nitrógeno y dióxido de
azufre. Los agentes contaminantes
inorgánicos son generados por los
vehículos y las industrias; los orgánicos,
por los basureros. Las centrales
termoeléctricas, las refinerías y las
fábricas de papel contribuyen con el
85% del Óxido de Azufre IV (SO2) en
la atmósfera; los automóviles con un
95% de Monóxido de Carbono (CO),
en el caso de la ciudad de México.
La sal y el SO2 son los principales
contaminantes corrosivos de la
atmósfera. La correlación entre los
niveles de concentración de estos
elementos y la velocidad de corrosión
es alta. También es importante mencionar
al sulfuro de hidrógeno, que
es el responsable de la corrosión del
cobre y la plata.
Lluvia ácida
La oxidación del dióxido de azufre
y la incorporación de ácido sulfúrico
en las gotas de niebla pueden aumentar
la acidez de las precipitaciones de
la misma forma en que lo hacen la
oxidación y la separación de los óxidos
de nitrógeno, de manera que las
regiones con altos niveles de óxidos
de azufre y de nitrógeno tienen con
cierta frecuencia lluvias ácidas.
La lluvia normal, no contaminada,
tiene una medida de acidez (pH) de
aproximadamente 5.6, debido a la
presencia de ácido carbónico, formado
en la atmósfera por combinación
del bióxido de carbono y el agua. La
lluvia ácida se caracteriza por un pH
inferior a 5.6 y contiene pequeñas
pero significativas cantidades de ácido
sulfúrico y ácido nítrico.
En definitiva, se puede decir que
las emanaciones atmosféricas sobre la
superficie terrestre se pueden producir
en forma de gas, partículas, aerosoles
y precipitaciones. Sus efectos sobre el
ecosistema terrestre son muy importantes,
y uno de los más agresivos es el
de la corrosión de los metales.
La ingeniera Pridybailo señala que
la presencia de este tipo de lluvia en
las zonas volcánicas es constante
debido a los sulfatos que se precipitan,
por lo que se investigó en la primera
faceta del proyecto con probetas con
materiales desnudos, es decir, sin
revestimiento, con el fin de determinar
la corrosividad atmosférica.
Asimismo, se utilizaron recipientes
donde se recolectó el agua de lluvia,
para medir su acidez y la contaminación
que contiene por la emanación de
distintos gases.
También las probetas contienen
distintos materiales que los pobladores
de la zona utilizan en construcción,
como manijas de puertas, bisagras,
cables, tablas, clavos y cemento entre
otros, para conocer su comportamiento
con la pérdida de peso, lo cual
determinan cómo se deterioran y a qué tiempo, por ejemplo, el hierro tiene
una pérdida total a los seis meses, a su
vez, el concreto sufre deterioro debido
a las varillas que contiene. Cuando
los materiales tienen coberturas como
galvanizados, el proceso de corrosión
es más lento, pero eso depende también
de la calidad de recubrimiento,
recalcó la directora.
Los resultados del proyecto se
traducen en recomendaciones para
los pobladores, para que empleen
materiales que son más difíciles de
corroer o que cubran las superficies
con pintura anticorrosiva, repintándolas
cada año, por ejemplo.
En un estudio previo, se analizaron
los valores de corrosividad atmosférica
para Limón, Puntarenas, Arenal y
San José, se demostró que en Limón
se obtienen altos valores de corrosión
para el acero, el cobre, el aluminio
y el zinc, debido fundamentalmente
a la contaminación por cloruros.
Respecto a Poás, los valores son muy
elevados tanto para el cobre como
para el hierro, debido en este caso el
efecto del azufre.
Esta corrosión elevada la han vivido
también, desde hace muchos años,
los pobladores de las zonas aledañas
al volcán Poás, que conocen el deterioro
que sufren diferentes materiales
metálicos que utilizan en su vida
diaria, tanto en sus hogares como
en sus campos, entre ellos, láminas
galvanizadas, alambres de púas, tuberías,
recipientes metálicos, varillas de
construcción, conectores eléctricos,
equipos de labranza y tantos otros.
A su vez, las instalaciones del
Parque Nacional Volcán Poás han
experimentado el poder de la corrosión.
El edificio para acoger a los
turistas y visitantes, las casas para los
guardaparques, los vehículos, y otras
instalaciones y equipos se deterioran
por la acción de las constantes emanaciones
que provienen del volcán,
lo que ocasiona un elevado costo de
mantenimiento de las instalaciones;
e inclusive, el edificio central se tuvo
que volver a construir hace unos años,
por el grave deterioro.
Actualmente, el Volcán Turrialba
muestra una actividad de vapores y
gases en forma sostenida y algunos
problemas menores de inestabilidad
física en sus paredes internas y algunas
paredes externas. El potencial
explosivo, su ubicación geográfica,
altura y factores meteorológicos hacen
del Turrialba uno de los volcanes
que generan mayor amenaza para la
región.
El 17 de octubre del año pasado se
participó en el “Foro Volcán Turrialba:
información sobre mitos y rumores” en la ciudad de Turrialba, con
la ponencia “Corrosión en el Volcán
Turrialba”, auspiciado por la Universidad
Nacional. Este foro tuvo como
finalidad sensibilizar a la comunidad
sobre los diversos problemas que se
presentan debido a la actividad que
podría tener el volcán Turrialba. En el
mismo se presentaron los resultados
previos de la investigación a representantes
del gobierno local y a habitantes
de la localidad.
La estación ubicada en este volcán,
debido a su actividad del coloso,
actualmente se encuentra cerrada,
por lo que se espera próximamente
recoger las probetas y procesarlas
para culminar con el proyecto este
año, el cual está a cargo del ingenieros
Ronald Jiménez Salas y la ingeniera
Galina Pridybailo Chekan, directora
de la Escuela, como coordinadora.
Conclusiones y algunas recomendaciones
para los habitantes de la zona:
• La zona alrededor del volcán Turrialba, por condiciones climáticas, es una zona
de elevada corrosividad atmosférica (severa).
• Existe una elevada contaminación por azufre debido a las emanaciones del
volcán Turrialba. Afecta fuertemente a los materiales metálicos en especial al
cobre y al hierro. En otros materiales su efecto es menor.
• Recubrimiento de poco espesor se deteriora fácilmente, mientras que los
recubrimientos de zinc de mayor espesor cuentan con mejor protección, sin
embargo, en las partes de dobleces pronunciados y bordes se pueden corroer.
• Se debe evitar el uso de materiales metálicos desnudos (sin recubrimiento),
excepto el aluminio.
• Usar materiales alternativos en construcción (madera, fibrocemento,
cerámicas y asfálticas, entre otros.
• Se puede utilizar hierro galvanizado, el cual tenga un espesor grueso. Se
debe además proteger con pintura y dar mantenimiento. Poner atención del
pintado en bordes y en zonas como remaches y tornillos.
• Evitar el contacto de materiales diversos. Utilizar materiales aislantes y luego
pintarlos.
• Evitar uso de alambre de púas; en reemplazo pueden utilizarse materiales
como mecates, nylon, o el uso de maderas, por ejemplo.
• Proteger los artefactos electro-electrónicos del medio ambiente.
• Evitar que el agua se empoce sobre los materiales metálicos y mantener las
superficies limpias, por ejemplo, las canoas. |
