Efecto del citrato sobre la estabilidad de la película pasiva sobre acero al carbono en solución simuladora de poros contaminada con cloruros

S. TOUJAS; M. VÁZQUEZ; M. B. VALCARCE

La Serena

Congreso; XXI Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2014

En estructuras de hormigón se emplean barras de acero al carbono como refuerzo. Estas barras están protegidas contra la corrosión porque la superficie del metal se halla en estado pasivo. La difusión de cloruros a través de los poros del hormigón compromete la pasividad, produciendo corrosión localizada [1, 2]. Para evitar la corrosión localizada en este tipo de estructuras, es común el empleo de inhibidores de corrosión, en particular iones nitrito [3]. Sin embargo los iones nitrito son tóxicos, por lo que se busca su reemplazo por sustancias que no tengan impacto negativo sobre el medio ambiente. Este es el caso de algunos compuestos orgánicos, como el citrato de sodio. Se ha propuesto que el citrato de sodio puede impedir la adsorción de iones cloruro, evitando la ruptura de la película pasiva [4, 5]. Sin embargo, el citrato forma complejos solubles con Fe2+ por lo que podría favorecer la disolución de la película pasiva que naturalmente protege al acero [4, 6]. El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto del citrato sobre la estabilidad de la película pasiva que se forma sobre acero al carbono en una solución de poros que simula un hormigón de buena calidad (SSP pH=13), contaminado con cloruros. Para los ensayos se emplearon electrodos de acero al carbono que fueron sumergidos en SSP contaminada con [Cl-]=0.3 mol L-1 de manera tal que [Cl-]/[OH-]=3. La concentración de citrato (Cit) empleada fue 0.3 mol L-1 siendo la relación [Cit]/[Cl-]=1. Se empleó voltametria cíclica para comparar las diferentes condiciones elegidas. Para determinar la resistencia al picado se obtuvieron curvas de polarización anódica luego de crecer la película pasiva 24 h al potencial de corrosión (Ecorr), y se  obtuvieron los espectros Raman de los productos de corrosión generados. Los voltagramas en SSP + Cl- indican el desarrollo de una película protectora compuesta por una capa interna de Fe3O4 y otra externa de FeOOH que sufre ataque localizado a potenciales mayores a 0.2 V vs. ECS. En [Cit]/[Cl-]=1 se observa que el pico asignado a la formación de Fe2+ crece en presencia de citrato, mientras que el pico que corresponde a la oxidación de Fe2+ a Fe3+ decrece en intensidad, por lo que el citrato actuaría disminuyendo la concentración de Fe2+ en la superficie del electrodo. Si bien es posible extender el barrido hasta 0.6 V vs. ECS sin que se observe ataque localizado, las corrientes medidas en la región pasiva son mayores. En las curvas de polarización anódicas también se observan corrientes de pasividad mayores, en acuerdo con los voltagramas. Sin embargo, no se observa un incremento de los potenciales de picado, lo que sugiere que los iones citrato no contribuyen para mejorar las características protectoras de la película pasiva. Los espectros Raman en SSP + Cl- indican que luego de polarizar anódicamente, los productos de corrosión están compuestos por Fe2O3. En SSP + [Cit]/[Cl-]=1 se observa principalmente, la presencia de Fe3O4.     Referencias [1]K. Tuuti, Corrosion of Steel in Concrete, Sweedish Cement and Concrete Research Institute, 1982. [2]C. L. Page and K. W. J. Treadaway, Nature; 297 (1982) pag.109-115. [3]M. B. Valcarce and M. Vázquez, Electrochimica Acta; 53 (2008) pag.5007-5015. [4]E. Sikora and D. Macdonald, J. Electrochem. Soc.; 147 (2000) pag.4087-4092. [5]M. Ormellese, L. Lazzari, S. Goidanich, G. Fumagalli and A. Brenna, Corros. Sci.; 51 (2009) pag.2959-2968. [6]S. Modiano, C. S. Fugivara and A. V. Benedetti, Corros. Sci.; 46 (2004) pag.529-545.