Protecciones Anticorrosivas utilizadas en los Vehículos

Protecciones Anticorrosivas utilizadas en los Vehículos.

El Fenómeno de la Corrosión.

Clasificación de las Zonas más Comunes de Ataque de la Corrosión en los Vehículos

 

 

 

1 .- INTRODUCCIÓN

 

La hoja de chapa de acero es todavía el material más comúnmente utilizado en la construcción de carrocerías de automóviles, gracias a su excelente maquinización y comparativamente bajo costo. Pero el mayor constituyente de una hoja de chapa de acero es el hierro y cuando éste es puesto en contacto con el agua pronto comienza a oxidarse.

La reacción se pararía aquí si no fuera por el hecho de que algunas de las burbujas de hidrógeno se escapan mientras que el resto se combina con el oxígeno en el agua para formar más agua, y por tanto favoreciendo que se disuelva más hierro.

Este ciclo de corrosión puede ser acelerado cuando son añadidas al agua ciertas substancias. Una de ellas es la sal, que en los países fríos es echada y dispersada en abundancia sobre las carreteras para impedir la formación de hielo; la sal queda atrapada en el automóvil para formar una capa altamente corrosiva.

Paralelamente no se debe olvidar que reacciones igualmente corrosivas tienen lugar si el agua está ligeramente acidificada, como resulta de la polución de una fábrica o de una fosfatación de la cosecha. En este caso, bajo la acción del agua el metal desnudo se convierte en un ánodo cargado positivamente y el metal a su alrededor en un cátodo cargado negativamente; como una simple celda de la batería, una carga eléctrica circula entre los dos causando que el ánodo -en este caso la carrocería- se disuelva.

Sin embargo, el desarrollo más importante en esta área ha sido la virtual, eliminación de las bandas y embellecedores cromados y la sustitución de otras piezas anteriormente cromadas por materiales libres corrosión, como el plástico y el aluminio anodizado.

Aunque la resistencia a la corrosión ha mejorado en los últimos tiempos, las carrocerías construidas completamente de acero nunca podrán ser protegidas del todo contra la corrosión.

En la parte inferior, los constantes impactos de piedras inciden incluso ante la capa sellador más gruesa, mientras que los efectos del paso del tiempo combinado con los cambios de temperatura pueden producir el endurecimiento de la capa y su agrietamiento. Las juntas soldadas y las grietas en la carrocería nunca podrán ser eliminadas por completo, por lo que persistirá el peligro de que el agua quede atrapada en estas áreas vulnerables. Dado que los diseñadores deban continuar utilizando los largueros y paneles huecos con el objeto de eliminar peso; siempre existirá el riesgo de que las capas de protección no lleguen a determinados lugares.

 

2.- EL FENOMENO DE LA CORROSIÓN

 

Por corrosión se entiende la pérdida de material de la superficie de un metal a consecuencia de la reacción electroquímica con otros del entorno que los rodean. A causa de

- la misma, los átomos metálicos pasan del estado metálico al no metálico, se oxidan. Este proceso corresponde, contemplando termodinámicamente, al paso de un estado ordenado rico en energía a uno menos ordenado, pobre en energía, y por ello más estable.

Los procesos de corrosión son siempre reacciones en los límites de fases, como Son, por ejemplo, la oxidación de metales en gases calientes. Sin embargo, en este caso se trata exclusivamente de la corrosión en la interfase metal/acuosa, que en general se llama corrosión electroquímica.

 

2.1.- ATAQUE CORROSIVO

 

En todo ataque corrosivo tienen lugar en principio dos reacciones diferentes: en la parte anódica del proceso, en la cual el proceso de corrosión se reconoce inmediatamente, el metal, a causa de la diferencia de potencial que se origina, pasa al estado oxidado perdiendo un número equivalente de electrones según la ecuación.

Los iones metálicos formados pueden disolverse en los electrólitos o bien depositarse sobre el metal después de reaccionar con componentes del medio atacante.

Este proceso parcial anódico sólo prosigue mientas los electrones liberados son consumidos en un segundo proceso. Este proceso consiste en una reacción parcial catódica. En medios neutros o alcalinos se reduce el oxígeno a iones oxhidrilo según:

que, por su parte, pueden reaccionar, por citar un ejemplo, con los iones metálicos, mientras que en medios ácidos, los iones hidrógeno se reducen al formar hidrógeno libre, que se desprende en forma de gas:

Si dos metales diferentes cubiertos por un mismo medio, se ponen en contacto eléctrico, la parte catódica del proceso tendrá lugar en el metal más noble y la del proceso anódico en el menos noble. Se habla en ese caso de corrosión por contacto.

Ambas reacciones pueden tener lugar, no obstante, en un único metal; se habla entonces de "corrosión a la intemperie". Los procesos parciales catódico y anódico pueden seguir uno tras otro, en la interfase metal/disolución en intercambio continuo con una distribución estadística no ordenada de lugar e instante de los procesos (Fig. 15.1)

 

2.2.- TIPOS DE CORROSIÓN

 

Se pueden distinguir los siguientes tipos de corrosión:

Corrosión superficial:

Pérdida uniforme de material por toda la capa del material en contacto con el medio agresivo. Es un tipo de corrosión que se presenta muy frecuentemente, que permite calcular el espesor perdido por unidad de tiempo según la intensidad de la corriente de corrosión.

Corrosión en forma de picaduras:

Ataque del material en ciertos puntos por el medio corrosivo, de forma que se producen agujeros que casi siempre son más hondos que su diámetro. Fuera de los lugares donde hay picaduras no se produce prácticamente ninguna pérdida de material, las picaduras están producidas generalmente por iones de haluro.

Corrosión de rendijas:

Es el sistema de corrosión de preferencia en separaciones estrechas (rendijas) por diferencias de concentración en el medio corrosivo, por ejemplo, a causa de los caminos de difusión más largos, para el oxígeno. Entre el principio y el final de la rendija se originan diferencias de potencial que provocan la corrosión de la zona menos aireada.

Corrosión de grietas bajo tensión:

Corrosión por acción simultánea de un medio corrosivo y tensiones mecánicas a tracción, que también pueden producir una tensión propia en la pieza. Las grietas se forman intercristalinas o transcristalinas, a menudo sin que aparezcan productos visibles de la corrosión.

Corrosión de grietas de fatiga:

Corrosión provocada por acción simultánea de un medio corrosivo y solicitación mecánica alternativa u oscilante. Se presenta en forma de grietas transcristalinas, a menudo sin que se observe ninguna deformación.

Corrosión por rozamiento:

Corrosión provocada por acción simultánea de un medio corrosivo y rozamiento mecánico; también se denomina a veces oxidación por rozamiento.

Corrosión intercristalina y transcristalina:

Tipo de corrosión que discurre selectivamente a lo largo de los bordes del grano

o casi paralela a la dirección de deformación por el interior de los granos.

Descincifación:

En el latón se disuelve selectivamente el cinc con lo que queda un armazón poroso de cobre. De la misma forma se habla de desniquelado y desaluminizado.

Formación de herrumbre:

Formación de productos de la corrosión a base de hidróxidos y óxidos de hierro, sobre el hierro y el acero.

 

3.- LA CORROSIÓN EN LOS VEHÍCULOS

 

El progreso del fenómeno de la corrosión se da normalmente de dos formas bien diferenciadas:

 

3.1 .- CORROSIÓN INTERNA

 

Lo verdaderamente grave de la oxidación es el hecho de que puede darse sin que se note exteriormente, circunstancia que ocurre en este primer tipo de corrosión denominado corrosión interna. En esta modalidad de corrosión la formación de herrumbre tiene lugar de dentro afuera, comenzando a oxidarse la chapa por su cara interna y progresando la corrosión hasta alcanzar la cara exterior, donde el óxido empieza por producir ampollas en la pintura, que rápidamente se transforma en claras perforaciones de la chapa, totalmente convertida en herrumbre. La causa principal de la corrosión interna está en las condensaciones de agua que se producen en el interior de las innumerables cavidades que las modernas carrocerías presentan en su estructura.

Tanto los largueros longitudinales como los puentes, nervios y cajas de refuerzo que forma las chapas soldadas para dar resistencia al conjunto, con frecuencia; compartimientos cerrados, o bien, si están abiertos, nos suelen gozar de una ventilación eficaz. Esto determina que con los simples cambios de temperatura y humedad atmosférica produzcan condensaciones de agua en el interior de esas cámaras, lo que favorece el comienzo de la corrosión y su posterior progreso.

El mayor problema de la corrosión interna más que la velocidad con que progresa el fenómeno, es el hecho de que el deterioro pueda estarse produciendo sin que exterior se note ningún síntoma.

De este modo puede irse debilitando el conjunto de la carrocería con riesgo de que pueda llegar a fallar en aquellos puntos sometidos a mayores tensiones (corrosión-fatiga). a fallo, agrietamiento o rotura de elementos de chapa a causa de la corrosión es de todos modos el límite absoluto a que puede llegarse en un proceso de corrosión, ya aunque estos casos suceden con cierta frecuencia, especialmente en zonas de clima húmedo. Fig. 15.2.

 

3.2 CORROSIÓN EXTERNA

 

Consiste, simplemente, en la oxidación de la chapa que se produce cuando, por ejemplo, la capa de pintura protectora se desprende a consecuencia de un arañazo o de un golpe, o bien por que no estaba correctamente aplicada o se había producido un fallo en el proceso de desoxidación y preparación de la chapa.

Este tipo de oxidación se produce, sobre todo en los bajos del coche -piso, contraaletas, etc- por ser estas partes las más expuestas a la humedad y a los golpes a causa de piedras desprendidas, roces con el suelo, etc. Sin embargo, lógicamente, también puede darse en otras zonas de la carrocería, como puertas, capó, techo, etc.

Este tipo de oxidación, si se abandona y no se hace nada para corregirla, puede, por supuesto, ser causa de graves deterioros; sin embargo, por regla general, no suele revestir en la práctica, serios problemas, puesto que al ser muy evidente y afectar incluso a la estética del automóvil, lo normal es que el usuario haga algo para combatirla, evitándose así males mayores.

 

3.3.- DEFECTOS POR ESTANQUEIDAD

 

Los defectos por deficiente estanqueidad pueden originar la entrada de agua en un vehículo, a veces difícil de localizar, debido a ser de distinto origen o producirse la entrada después de haber recorrido un largo camino, hasta ser localizada.

Las filtraciones de agua, generalmente suelen ser debida a las causas siguientes:

- Unión defectuoso de las chapas soldadas por puntos.

- Rotura de algún punto de la soldadura eléctrica.

- Falta o mala colocación de la masilla en las uniones.

- Mala colocación de las gomas de estanqueidad de los cristales.

- Perforaciones al exterior, de los tornillos de fijación de las diferentes guarniciones.

- Mala colocación de las gomas de las puertas y demás obturadores.

- Mala colocación de !os tapones, en los refuerzos destinados a los cinturones de seguridad.

La repercusión práctica de una defectuosa aplicación de masillas tanto por la zona a reparar como por las características del material, tienen una vital importancia pues abarca desde la existencia de una no estanqueidad, problemas de entrada de aire, agua y ruidos, hasta vibraciones y creación de focos de actividad corrosiva que pueden afectar a zonas o partes de seguridad, planteamiento que siempre debe merecer mayor respeto que si otra zona se tratase.

La figura 15.3 muestra el aspecto de la estructura de la carrocería autoportante, e indica con detalles los diversos cajeados que se forman.

 

4.- ZONAS MÁS COMUNES DE ATAQUE DE LA CORROSIÓN EN LOS VEHÍCULOS

 

Para que un vehículo circule sin ningún tipo de peligro es necesario que la estructura resistente esté en buenas condiciones y no presente signos de corrosión.

El grado de corrosión depende en gran medida de la naturaleza del componente panel; toda corrosión en un elemento estructural es inaceptable, pero en un elemento exterior de tipo postizo reviste menor gravedad.

Una pauta a seguir es indicar que las zonas importantes son las situadas junto a puntos de apoyo de la suspensión, los elementos de dirección, los soportes del bastidor y otras zonas del chasis que afectan a fijación de anclajes.

Un elemento muy importante, entre otros, dentro de la estructura de una carrocería autoportante, que es muy visible y que tienen bastante responsabilidad en el factor seguridad es el denominado larguero bajo puertas (Fig.l5.4). Este es en principio uno de los elementos que forman parte de la estructura resistente de los vehículos monocasco o autoportantes, y que será tema de numerosos comentarios como elemento resistente, a protege y a tener en cuenta en él caso de colisiones.

 

4.1 .- LARGUEROS

 

Con referencia al ataque por corrosión en elementos resistentes hay un aspecto que reside en analizar que la corrosión del metal no procede de dentro a fuera, problema que por desgracia suele presentarse con bastante frecuencia en muchos automóviles, lo cual indicaría el ataque del óxido en el interior de los largueros y no sólo la superficie externa. Puede incluso darse el caso de que el larguero esté construido según el formato de división interna o diafragma lo cual indica a su vez un ataque muy profundo, y que puede afectar incluso a la parte delantera y trasera del larguero en la zona de unión al pasarruedas, por ello, tiene especial interés clasificar el formato o tipo que presenta el larguero bajo puerta, pues puede ser sujeto

o no a carga.

Hay dos tipos de largueros, los que forman parte de la estructura y por tanto soportan carga y los que por su construcción específica no soportan carga.

 

4.2.- SOPORTES DE SUSPENSIÓN, BISAGRAS Y PUERTAS

 

Con la proliferación y uso masivo de la suspensión de tipo McPherson surge una nueva dificultad en la conservación del vehículo, pues la oxidación estructural en los soportes superiores de la suspensión es bastante frecuente, tanto la suspensión delantera como en la trasera. El deterioro puede extenderse al interior de la aleta o zonas adyacentes, en el caso que la oxidación haya invadido el lado interno del soporte y la plancha aparezca torcida o combada por efecto de la carga, en cuya condición la geometría de la suspensión estará alterada.

El estado general de la estructura debe verificarse de modo que sea posible descubrir corrosión en las bisagras de puertas, maletero o capó anterior o en los respectivos puntos de soporte así como en la bandeja o soporte de la batería. Otra zona a tener en cuenta es en los soportes de fijación del para choques pues en general indica deterioro en la traviesa de fijación. El condicionante en una primera observación puede determinarse al examinar el estado exterior de la carrocería y tratar de distinguir las diferencias entre un pintado de fábrica, un repintado normal y uno sobre masilla de relleno. Así pues si se observan ampollas existe indicio claro de corrosión.

Si una puerta está muy oxidada debe observarse el grado del ataque y si afecta a elementos de seguridad o de su anclaje o bien del anillo interno de protección, si lo posee.

Para verificar la parte inferior se debe tener en cuenta que cuanto más viejo es el coche, mayor peligro existe de corrosión grave, y aunque algunos modelos se conservan mucho mejor que otros, siempre hay excepciones negativas (Fig.l5.5).

En la Fig.l5.6 se indican las zonas aparentes de corrosión, que surgen en los vehículos por diversos motivos:

1.- Por obstrucción de orificios de desagüe.

2.- Por acumulación de atmósferas.

3.- Por uso en zonas marítimas salinas o con atmósferas agresivas.

4.- Por defectos de diseño o estampación.

 

5.- PROTECCIONES ANTICORROSIVAS UTILIZADAS EN LOS VEHÍCULOS

 

Diversos metales puros, por ejemplo cobre, aluminio, cinc, forman con los componentes del aire una capa protectora hermética que impide el avance de (a corrosión. Por el contrario, hierro y magnesio son susceptibles de corrosión porque su capa superficial es porosa.

Mediante aleaciones puede empeorarse o mejorarse la resistencia a la corrosión. Resistentes a la corrosión son, por ejemplo, los bronces, las aleaciones de AL-Si, el acero Cr-Ni, en tanto que las aleaciones de AI-Cu o las de Mg son extraordinariamente propensas a la corrosión.

La corrosión es evitada cuando no puede formarse ningún elemento galvánico, por ejemplo evitando la humedad, procurando que no se formen pares de elementos distintos sin aislamiento intermedio con capas protectoras sobre la superficie de los metales.

Protección de Bajos

Sobre los bajos limpiados con vapor y liberados de óxido o mejor sobre los bajos todavía nuevos del vehículo, se aplican medios a base de sustancias bituminosas o cera.

Para el sellado de huecos, se rocían medios protectores a base de aceites, ceras disueltas e inhibidores de oxidación en los huecos de la carrocería.

La película protectora de los bajos es elástica una vez seca. Es químicamente neutra y no ataca a la goma ni a los plásticos.

Los conservantes empujan en los huecos al agua condensada, transforman el óxido y forman una película protectora que impide una ulterior oxidación.

Pinturas, barnices

Se elimina el óxido de las piezas, se limpian (cepillos de acero chorreado con ` arena) o se tratan con un convertidor de óxido (wash primer).

La pintura de fondo reacciona con el metal e impide la corrosión por debajo. Las películas de pintura y de barniz deben se elásticas, tupidas y resistentes a la temperatura.

Recubrimiento plástico

Las piezas precalentadas son rociadas con polietileno pulverizado por medio de aire a presión (sinterización en lecho fluidizado). Los revestimientos de PVC se realizan generalmente por inmersión de las piezas en una solución líquida. Recubrimientos metálicos

Todos los revestimientos metálicos protectores requieren un cuidadoso tratamiento previo de la superficie, por ejemplo limpieza, descascarillado, desoxidación, decapado, desengrasado, alisado, pulido.

Galvanizado

Las piezas son dispuestas en el baño de sales metálicas y conectadas como polo negativo a la tensión continua. El polo positivo lo forma un placa de metal que va a servir de revestimiento.

Revestimiento con metales fundidos

Las piezas son sumergidas en el metal fundido de revestimiento, por ejemplo en estaño, plomo, cinc, (cincado al fuego).

 

Metalizado a la llama

El metal de revestimiento es fundido en forma de llama de hilo o de polvo en la pistola y es rociado con aire a presión o con gas protector.

 

Protección anódica

Oxidación eléctrica del aluminio y de aleaciones de aluminio. Las piezas son colocadas como polo positivo en un baño de ácido sulfúrico, actuando de polo negativo una placa de plomo y se conectan a una tensión continua. En la superficie se forma una capa de óxido que crece fundamentalmente hacia el interior.

Espesor de la capa 5-20 micras porosa, adherente, dura, flexible, no conductora de la electricidad, se puede pintar, tienen un alto valor protector.

 

Fosfatado

Las piezas de acero o de cinc son sumergidas en soluciones de sales de fósforo o rociadas con ellas formándose una capa de fosfato.

 

5.1.- PROTECCIÓN ANTICORROSIVA EN FABRICACIÓN

 

En la Fig.l5.7 se indica el tratamiento anticorrosivo empleado en la fabricación de un vehículo nuevo de serie, donde destaca las siguientes operaciones del proceso:

- Fosfatado de la carrocería completa.

- Electroforesis catódica de carrocería.

- Obturación de cordones de soldaduras y bridas remachadas.

- Aplicación de material de protección contragravilla.

- Aplicación de material protector de bajos.

- Imprimación de carrocería completa.

- Inyección de cera de cavidades.

- Llenado de cavidades de (a carrocería con espuma de poliuretano rígida.

- Recubrimiento de bajos con cera.

 

5.2.- PROTECCIÓN ANTICORROSIVA EN REPARACIÓN

 

Cuando hayan de efectuarse reparaciones, se deberá tener en cuenta la cantidad de elementos montados y desmontables, soldados, a fin de concretar los imponderables al efectuar la reparación, en el sentido de reponer los diversos productos de protección que han sido eliminados en el proceso de la reparación.

 

 

RESUMEN

 

Se entiende por corrosión la pérdida de material de la superficie de un metal a consecuencia de la reacción electroquímica con otros del entorno que los rodea.

Existen varios tipos de corrosión.

El fenómeno de la corrosión en los vehículos progresa de dos formas bien diferenciadas: corrosión interna y externa. Una de las causas más corrientes de la corrosión es debido a los defectos de estanqueidad en la formación del conjunto de la carrocería.

Las zonas más comunes de ataque a la corrosión en los vehículos son los largueros, soportes de suspensión, bisagras, puertas, etc.

Existen diversas maneras de proteger las distintas zonas de los vehículos para evitar la corrosión: fosfatado, recubrimientos de cavidades y bajos, etc.

A los vehículos se les da una protección anticorrosiva en fabricación, y dicha protección también debe aplicarse en la reparación.