Polarización Anódica: Comprende su Impacto y Control en la Industria

¿Qué significa la polarización anódica?

La polarización anódica se refiere al cambio del potencial de un electrodo en la dirección positiva. Es causado por la corriente que fluye a través de una interfaz de electrodo a electrolito, como la polarización del electrodo asociada con una oxidación electroquímica o una reacción anódica. En otras palabras, el cambio en el potencial del ánodo inicial resulta de los efectos del flujo de corriente en o cerca de la superficie del ánodo.

La polarización es el cambio de potencial desde un estado estabilizado como resultado del paso de corriente. También se refiere al cambio en el potencial de un electrodo durante la electrólisis, de manera que el potencial de un ánodo se vuelve más noble y el de un cátodo más activo que sus respectivos potenciales reversibles.

La polarización anódica se utiliza para medir y proteger contra la corrosión. Puede usarse para determinar las regiones potenciales donde los materiales son susceptibles a una rápida corrosión.

La polarización anódica es un proceso electroquímico que ocurre cuando un material se encuentra en un ambiente corrosivo, lo que resulta en la disolución preferencial del metal en la interfaz anódica. En otras palabras, es un fenómeno en el que el ánodo de un sistema electroquímico experimenta una corrosión acelerada debido a las condiciones adversas.

Curva de Polarización Anódica

La curva de polarización anódica es una herramienta fundamental para estudiar la corrosión de los metales. Esta curva representa la relación entre la corriente de disolución del metal (corriente anódica) y el potencial aplicado al electrodo de trabajo en un circuito electroquímico.

Características de la Curva de Polarización Anódica

La curva de polarización anódica presenta tres regiones principales:

• Región de Tafel: En esta región, la corriente de disolución aumenta exponencialmente con el potencial aplicado. La pendiente de esta región se conoce como pendiente de Tafel y está relacionada con la cinética de la reacción de disolución del metal.
• Región de pasivación: En esta región, la corriente de disolución se mantiene relativamente constante a pesar de un aumento en el potencial aplicado. Esto se debe a la formación de una película pasiva en la superficie del metal, que lo protege de la corrosión.
• Región de transpasivación: En esta región, la corriente de disolución aumenta nuevamente con el potencial aplicado. Esto se debe a la ruptura de la película pasiva y al inicio de nuevos procesos de corrosión, como la formación de picaduras.

Aplicaciones de la Curva de Polarización Anódica

La curva de polarización anódica se utiliza para:

• Determinar la velocidad de corrosión: La velocidad de corrosión se puede determinar a partir de la corriente de disolución en la región de Tafel.
• Evaluar la resistencia a la corrosión: La resistencia a la corrosión se puede evaluar a partir del potencial de pasivación y la anchura de la región de pasivación.
• Seleccionar materiales resistentes a la corrosión: La curva de polarización anódica se puede utilizar para seleccionar materiales que sean resistentes a la corrosión en un determinado ambiente.
• Estudiar los mecanismos de corrosión: La curva de polarización anódica se puede utilizar para estudiar los mecanismos de corrosión que tienen lugar en un determinado sistema.

Ejemplo de Curva de Polarización Anódica

A continuación, se muestra un ejemplo de una curva de polarización anódica para el acero inoxidable 304 en una solución de ácido clorhídrico 1M:

![Curva de polarización anódica para el acero inoxidable 304 en una solución de ácido clorhídrico 1M][]

En esta curva, se puede observar que la región de Tafel tiene una pendiente de 120 mV/década, la región de pasivación se extiende desde aproximadamente 0.2 V hasta 1.2 V, y la región de transpasivación comienza a partir de 1.2 V.

La curva de polarización anódica también se conoce como curva de Tafel o curva de polarización.

• La curva de polarización anódica se puede obtener utilizando un potenciostato/galvanostato.
• La interpretación de la curva de polarización anódica requiere un conocimiento profundo de los principios electroquímicos.

Mecanismo de la Polarización Anódica

La polarización anódica ocurre debido a la formación de una capa de productos de corrosión en la superficie del ánodo, lo que inhibe el flujo de electrones y la disolución del metal. Esta capa de productos de corrosión actúa como una barrera que dificulta la reacción anódica, lo que resulta en una corrosión más lenta.

Importancia en la Industria

La polarización anódica es de suma importancia en la industria, especialmente en la industria química y en situaciones donde la corrosión de metales es un problema. Por ejemplo, en plantas de procesamiento químico, la polarización anódica puede causar daños significativos en los equipos si no se aborda adecuadamente.

Medición y Control de la Polarización Anódica

Para evitar problemas relacionados con la polarización anódica, es esencial medir y controlar este fenómeno. La medición se realiza típicamente utilizando técnicas electroquímicas, como la técnica de polarización potenciodinámica. El control implica la modificación de las condiciones de operación para minimizar la polarización anódica.

Efectos Negativos de la Polarización Anódica

La falta de atención a la polarización anódica puede tener efectos adversos significativos en la integridad de los sistemas industriales. La corrosión acelerada de componentes metálicos puede llevar a fallos prematuros y costosas reparaciones.

Prevención y Mitigación de la Polarización Anódica

La prevención y mitigación de la polarización anódica implican tomar medidas para reducir la corrosión en sistemas industriales. Esto puede incluir el uso de recubrimientos protectores, la selección de materiales resistentes a la corrosión y el control de las condiciones ambientales.

Polarización Anódica en la Electrólisis

En el contexto de la electrólisis, la polarización anódica puede tener un impacto significativo en la eficiencia de las celdas electrolíticas. Puede llevar a un aumento en el consumo de energía y a la necesidad de reemplazar los ánodos con mayor frecuencia.

Casos de Estudio

Para comprender mejor la importancia de la polarización anódica, veamos algunos casos de estudio. En una planta de procesamiento químico, la falta de control de la polarización anódica resultó en la corrosión prematura de los intercambiadores de calor, lo que llevó a un tiempo de inactividad costoso. Después de implementar medidas de control, se logró prolongar la vida útil de los equipos y reducir los costos de mantenimiento.

Conclusiones

En resumen, la polarización anódica es un fenómeno electroquímico que puede tener un impacto significativo en diversas aplicaciones industriales. Comprender su mecanismo, medirlo y controlarlo es esencial para prevenir problemas de corrosión y garantizar la eficiencia de los sistemas electroquímicos. La prevención y mitigación de la polarización anódica son clave para mantener la integridad de los equipos y reducir los costos de mantenimiento en la industria.

industriapedia explica la polarización anódica

La polarización de un ánodo, es decir, la disminución del potencial anódico inicial que resulta del flujo de corriente, es evidente en la superficie del ánodo o cerca de ella. El potencial se vuelve más noble (más positivo) debido a la polarización anódica. El cambio en el potencial de un ánodo es causado por el flujo de corriente.

En el contexto de la corrosión, la polarización se refiere al cambio de potencial que se aleja del potencial de circuito abierto (potencial de corrosión libre) de un sistema que se corroe. Si el potencial cambia en dirección positiva, es polarización anódica. Si el potencial cambia en dirección negativa, es polarización catódica.

Por ejemplo, cuando se interrumpe la polarización en un metal pasivo en un punto dado, se forma un sitio anódico muy activo, con la consiguiente corrosión local acelerada, particularmente si el metal estaba fuertemente polarizado anódicamente. Para un sistema no pasivo (como el acero en agua de mar), la polarización anódica siempre aumenta la tasa de corrosión. Para los sistemas que muestran una transición de activo a pasivo, la polarización anódica aumentará la tasa de corrosión inicialmente y luego causará una reducción drástica en la tasa de corrosión. La protección anódica es esencialmente la aplicación de polarización anódica a un sistema corrosivo.

Las superficies anódicas se pueden polarizar mediante la formación de una fina capa de óxido impermeable. Sin embargo, con la mayoría de los metales, la formación de la película debe ayudarse mediante la adición de inhibidores anódicos de la corrosión como cromato, nitrito, etc.

Se muestra que la exposición a largo plazo de las aleaciones a potenciales anódicos va acompañada de una falla rápida, una disminución notable en la resistencia a la tracción, una pérdida significativa de plasticidad y una corrosión sustancial de la capa uniforme o intergranular de la superficie. El envejecimiento artificial mejora la resistencia de las aleaciones al fallo y la corrosión.