Tabla De Corrosión Quimica Para Selección De Materiales?

16.06.2023 0 Comments

Tabla De Corrosión Quimica Para Selección De Materiales

¿Cómo evaluar los procesos de corrosión en los materiales?

La velocidad de corrosión en un metal puede ser medida electroquímicamente con la determinación de su resistencia de polarización (Rp), lo cual es inversamente proporcional a la corriente de la corrosión que, mediante las leyes de Faraday, se puede transformar en pérdida o degradación del acero.

¿Qué pruebas se utilizan para determinar la corrosión?

En el área de simulación de entornos, existe un procedimiento de pruebas en el que se comprueba la resistencia a la corrosión de los materiales industriales en entornos salinos; se trata de las pruebas de corrosión con niebla salina. Los estándares y normas habituales para la implementación de la prueba de corrosión con niebla salina son el DIN 50021 SS (estándar), el DIN 53167, la UNE EN 60068-2-52 (muestras cilíndricas de niebla salina), la UNE EN ISO 9227 y la UNE EN 60068-2-11.

  • El objeto de la prueba se almacena en una cámara de prueba especial durante el período de prueba previamente establecido y se expone a un entorno salino neblinoso.
  • De esta forma se simula de forma sintetizada la exposición del objeto de la prueba a soluciones salinas (tráfico vial) durante su vida útil.

La duración estándar de las pruebas de corrosión con niebla salina es de entre 96 y 240 horas. Los parámetros de la prueba están bien definidos. Normalmente se utiliza una solución de cloruro sódico a una concentración del 5 %, aproximadamente, un pH de entre 6.5 y 7.2 y una temperatura de 35 °C.

Para comprobar la vulnerabilidad del material o su capa de protección contra la corrosión a la solución salina, la prueba se interrumpe durante períodos de 24 horas, aproximadamente, para analizar el objeto de la prueba en busca de áreas afectadas. El estándar en el que se basa la prueba determina, finalmente, si el material cumple los requisitos requeridos.

Las pruebas de corrosión con niebla salina resultan especialmente útiles para probar productos utilizados en alta mar o junto al mar, ya que esos entornos cuentan con una mayor carga salada. Las pruebas de corrosión con niebla salina se usan también en el sector automovilístico y hoy en día forman parte de los procedimientos de pruebas estándar.

¿Qué información se necesita para evaluar la compatibilidad de corrosión del material?

La compatibilidad de los metales se puede medir por el Índice Anódico, que describe la diferencia de potencial o voltaje de los metales medida en agua de mar frente a un electrodo estándar.

¿Cuál es la fórmula de la corrosión?

Resumiendo, la reacción global es 2Fe + 3/2 O2 + x H2O → Fe2O3· xH2O(s).

¿Cómo se clasifican los procesos de corrosión?

Una forma común de clasificar los tipos de corrosión, es mediante las siguientes cuatro categorías: corrosión generalizada, corrosión localizada, corrosión combinada con un fenómeno físico, y otros tipos.

¿Qué es la prueba de corrosión?

¿En qué consiste un ensayo de corrosión? – Las pruebas de corrosión son procedimientos de experimentación (principalmente relacionados con la ingeniería forense) en los que determinadas muestras son expuestas a condiciones corrosivas extremas de forma artificial,

El objetivo es estimar cuál será el grado de resistencia de las sustancias ante distintos escenarios ambientales. El principal agente corrosivo de la naturaleza es el oxígeno, pero hay otros como el dióxido de carbono, el monóxido de carbono, el hidrógeno, el cloro o el azufre. Las altas temperaturas, el grado de salinidad o el tiempo de exposición también contribuyen a acelerar la corrosión.

Los laboratorios encargados de los ensayos tienen en cuenta todas estas variables a la hora de calcular la fiabilidad de los materiales.

¿Qué técnica analítica se utiliza para determinar metales?

Análisis de trazas de metal: preparación de muestras y patrones El análisis de trazas de metal identifica y cuantifica cantidades muy pequeñas de metales y metales pesados en una muestra. Aunque tener algunas trazas de metales en nuestra dieta es esencial para nuestro bienestar, muchas de estas pueden ser tóxicas y tener un impacto negativo en la salud humana, animal y vegetal, así como en el medioambiente.

El análisis de trazas de metal se emplea para asegurar la conformidad con los requisitos legales y normativos. En las industrias farmacéutica, química y petroquímica, el análisis de trazas de metal se emplea en el control de calidad para identificar y medir contaminantes metálicos en productos como fármacos, fertilizantes, cosméticos, envases, dispositivos médicos, lubricantes y catalizadores.

Debido a la influencia que los metales pueden tener en las diferentes reacciones químicas, el análisis de trazas de metal también se usa en la investigación de formulaciones químicas y con el fin de mejorar los procesos de fabricación. La determinación de cantidades muy pequeñas de impurezas elementales potencialmente tóxicas como el plomo (Pb), el mercurio (Hg), el arsénico (As), el cadmio (Cd), el cobre (Cu), el níquel (Ni) o el zinc (Zn), entre otros materiales, requiere un equipo analítico altamente sensible.

Normalmente, los metales de una muestra se miden en partes por millón (ppm), partes por mil millones (ppmm) o incluso partes por billón (ppb), dependiendo de la complejidad de la muestra (es decir, la matriz de la muestra) y de la técnica analítica empleada. Los métodos analíticos comunes usados para el análisis de trazas de metal incluyen la espectroscopia de absorción atómica (AAS), la espectroscopia de emisión óptica por plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) y la espectrometría de masas por plasma acoplado inductivamente (ICP-MS).

Por qué es importante un pesaje exacto El análisis de trazas de metal mediante ICP es un procedimiento altamente sensible. Por tanto, resulta esencial que las muestras, los patrones de referencia y los estándares de calibración se pesen, dosifiquen y diluyan con cuidado y con gran exactitud.

  1. Siempre hay algunos errores inherentes a la preparación volumétrica de soluciones y series de dilución asociada tanto al pipeteo como a los artículos de vidrio volumétrico, como los matraces Erlenmeyer.
  2. La preparación gravimétrica de soluciones y diluciones ofrece un grado mucho más alto de exactitud.

El análisis de trazas de metal mediante técnicas de espectroscopia requiere la preparación de estándares de referencia con concentraciones exactas de cada metal potencialmente presente. Automatice estas tareas tediosas y repetitivas: en este vídeo se presenta la solución idónea para la preparación rápida, eficaz y segura de muestras y estándares de referencia para el análisis de trazas de metal, empleando la dosificación gravimétrica automatizada de líquidos con la balanza automática XPR de METTLER TOLEDO.

  • Benefíciese de una reducción de hasta el 30 % en el volumen de la muestra, los cálculos automáticos y las concentraciones exactas.
  • A continuación, se ofrece una visión general del flujo de trabajo de análisis de trazas de metal.
  • Los detalles de cada etapa varían según el elemento metálico en cuestión, la matriz de la muestra y el método analítico seleccionado.

Es importante referirse a los detalles específicos en los métodos estándar pertinentes. Casi todos los métodos analíticos requieren la preparación de una serie de soluciones patrón de referencia de calibración de concentraciones variables. Después de someter las soluciones de calibración al mismo procedimiento analítico que la muestra, los resultados se representan en un gráfico para producir una “curva de calibración”. 1. Soluciones patrón de calibración Es fundamental usar metales o productos químicos de alta pureza para preparar la solución madre. Alternativamente, se pueden adquirir soluciones madre de alta calidad. Los diferentes metales requieren métodos de preparación distintos.

Las soluciones patrón de trabajo se preparan diluyendo la solución madre con un disolvente adecuado hasta alcanzar la concentración deseada, de acuerdo con los límites de detección del equipo de análisis. Dependiendo de la estabilidad de la solución madre, a menudo las normas de trabajo se preparan solo cuando es necesario.

A la hora de crear soluciones patrón madre de varios elementos, es importante prestar atención a la compatibilidad y estabilidad de todos los elementos.2. Preparación de muestras El método de preparación de muestras varía según la matriz de la muestra y el método analítico empleado.

Preparar una solución madre de la muestra Según el método analítico, algunas soluciones de muestra pueden prepararse directamente sin necesidad de preparar una solución madre.Diluir la solución madre de la muestra La concentración debe ser adecuada para los límites de detección del equipo analítico. Puede requerir varias pasadas para determinar una dilución apropiada.

3. Análisis de la muestra usando el método analítico seleccionado Usando el ejemplo del método analítico de plasma acoplado inductivamente (ICP), los átomos metálicos de la solución de muestra se convierten en iones metálicos. Los diferentes iones metálicos se separan y detectan mediante espectroscopia de emisión óptica (ICP-OES) o mediante espectrometría de masas plasmática (ICP-MS).

4. Análisis de datos y cálculos Los iones detectados en el proceso de análisis se comparan con las curvas de calibración, lo que permite identificar y cuantificar las trazas de metal y los metales pesados.5. Resultados e informe

El análisis de trazas de metal requiere soluciones de muestra de gran exactitud y soluciones patrón de calibración para identificar y cuantificar los metales presentes en la muestra. Si necesita más información acerca de la selección de la balanza adecuada para satisfacer sus necesidades de aplicación o quiere estar seguro de que su balanza actual cumple con los requisitos de exactitud, nuestro equipo de expertos está listo para ayudarle. Condiciones de laboratorio Los resultados de los análisis de trazas de metal se pueden distorsionar fácilmente si las muestras o el equipo están contaminados. Por lo tanto, la limpieza en el laboratorio es primordial y se recomienda trabajar en un entorno de sala limpia.

Para evitar posibles fuentes de contaminación, todas las superficies y equipos deberán limpiarse a fondo. Debe eliminarse la carga electrostática, ya que esto puede atraer fuentes de contaminación transmitidas por el aire, así como causar la dispersión de las sustancias pulverulentas que se dosifican.

La preparación de muestras bajo una vitrina de gases de flujo laminar ayuda a minimizar el riesgo de contaminación transmitida por el aire, aunque el flujo de aire puede dificultar la estabilización de una balanza sensible. Preparación de muestras y patrones Incluso los contenedores de muestras limpios y las espátulas dosificadoras son fuentes potenciales de contaminación.

Por lo tanto, es importante tratar de minimizar el contacto de la muestra con otras superficies. Es fundamental un pesaje exacto para producir las concentraciones precisas requeridas para asegurar resultados fiables. La dilución de la muestra y de las soluciones patrón también es una actividad lenta y propensa a errores, ya que depende del uso de matraces volumétricos y de la evaluación subjetiva del menisco.

Productividad y eficacia del flujo de trabajo Las empresas y los laboratorios que realizan análisis de trazas de metal a menudo tienen que manipular un gran número de muestras al día. El procedimiento analítico de alta sensibilidad requiere que los analistas de laboratorio cualificados, que suelen encontrarse bajo una gran presión, completen los análisis lo más rápidamente posible para satisfacer las exigencias de sus clientes. Con la de METTLER TOLEDO provista de un módulo de dosificación de líquidos, se pueden preparar soluciones patrón con gran exactitud. El enfoque gravimétrico automatizado ahorra tiempo y ofrece resultados extraordinariamente reproducibles. Para obtener una solución completa de flujo de trabajo, combine la balanza con el y benefíciese de las funciones integrales de manipulación de datos y seguimiento de muestras.

  1. Eliminación de las principales fuentes de errores La preparación gravimétrica de patrones consiste en pesar no solo la sustancia sólida sino también el disolvente, lo que permite preparar concentraciones específicas con un alto grado de exactitud.
  2. El peso real de la sustancia registrado por la balanza se usa para calcular la cantidad precisa de disolvente necesaria para alcanzar la concentración objetivo.

El enfoque gravimétrico elimina así las principales fuentes de error en el proceso de preparación de patrones, reduce la necesidad de mano de obra y minimiza la variabilidad. Además, solo se necesita un contenedor. Minimización de la cantidad de sustancias El alto grado de exactitud alcanzable permite preparar pequeñas cantidades de soluciones.

Se necesita menos material, por lo que se ahorran costes, se reducen los residuos y se minimiza el impacto de la eliminación de desechos en el medioambiente. Documentación y cálculos automáticos La conexión del sistema de dosificación automatizada de líquidos al software de laboratorio LabX ofrece una solución completa de flujo de trabajo.

Proporciona instrucciones paso a paso del PNT en la pantalla de la balanza. LabX recupera la pureza de la hoja de cálculo de patrones de referencia y usa la cantidad real del patrón dosificado para añadir automáticamente la cantidad correcta de disolvente para alcanzar la concentración deseada.

  1. LabX maneja automáticamente todos los datos y los guarda en una base de datos segura y centralizada para asegurar una trazabilidad completa.
  2. La documentación manual ya no es necesaria, por lo que se eliminan del todo los errores de transcripción.
  3. Integración sencilla del sistema Las etiquetas se pueden personalizar para que incluyan la ID del usuario, la ID de la muestra, la concentración real, la fecha de producción y la fecha de caducidad.
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La conexión de un lector de códigos de barras permite la lectura electrónica de las ID de muestras y patrones de referencia. Si se añade una impresora, se pueden imprimir automáticamente las etiquetas. Las opciones de importación/exportación permiten la transferencia bidireccional de datos entre redes existentes, archivos de datos, LIMS, ERP y otros sistemas de gestión del conocimiento. Las son la elección perfecta para aplicaciones de pesaje exigentes que requieren una exactitud excepcional. Reducción del riesgo de contaminación El ErgoClip Flask opcional le permite dosificar directamente en su matraz volumétrico. El riesgo de contaminación se reduce sustancialmente, se eliminan los errores de transferencia y la dosificación es mucho más rápida.

  • Para una limpieza sencilla, el cortaaires y el receptor de carga completos se desmontan en cuestión de segundos y la bandeja que hay debajo simplemente se desliza hacia afuera.
  • No se necesitan herramientas y todas las piezas son aptas para el lavavajillas.
  • El funcionamiento sin contacto ayuda a minimizar el riesgo de contaminación.

Eliminación de cargas electrostáticas y prevención de errores de pesaje Los contenedores y las muestras, especialmente las sustancias pulverulentas, tienden a cargarse electrostáticamente a través de una manipulación normal. StaticDetect™ mide el error de pesaje debido a cargas electrostáticas y avisa cuando se superan las tolerancias.

  • En combinación con el ionizador opcional, dispone de una solución única que asegura un pesaje libre de estática.
  • Aumento de la productividad Guarde las aplicaciones de pesaje propias en la balanza e inícielas a través de la biblioteca de métodos.
  • Es rápido y fácil, y todos los analistas siguen el mismo procedimiento.

Las balanzas analíticas XPR, con resultados rápidos, funciones de control de calidad desde el primer momento y opciones de automatización, le ayudan a mejorar el rendimiento y a reducir costes. Gestión de datos sencilla Los resultados de pesaje se pueden guardar directamente en el protocolo de resultados incorporado, con lo que se elimina la transcripción manual.

¿Cómo medir la oxidacion de los metales?

D ESDE un punto de vista prctico, es interesante conocer a priori la resistencia a la corrosin de un determinado metal o aleacin en un medio ambiente especfico. Sobre la base de ensayos en el laboratorio, se pueden llegar a establecer las condiciones ambientales ms fielmente parecidas a la realidad y, por tanto, estudiar el comportamiento de un metal o varios metales en este medio.

  • La realizacin de estos ensayos en el laboratorio puede ser fcil o extraordinariamente difcil, segn la naturaleza del medio estudiado.
  • Dos casos extremos nos podrn servir de ejemplo para ilustrar lo anterior.
  • Si se necesita evaluar el comportamiento o la resistencia a la corrosin de un acero respecto a un cido mineral, por ejemplo, clorhdrico, bastar con preparar soluciones de diferente concentracin de este cido y sumergir en cada una de ellas, una muestra del acero que se piensa ensayar.

La resistencia a la corrosin de tal acero se puede evaluar, por ejemplo, por la prdida de peso experimentada antes y despus del ensayo. Obtendremos para cada solucin ensayada un valor de la velocidad de corrosin que nos permitir prever el comportamiento de este acero en unas condiciones muy cercanas a las de su utilizacin.

  • La realizacin de estos ensayos, en este caso, no representa excesivas dificultades.
  • Pensemos ahora que estamos interesados en prever la corrosin de un acero que se va a emplear para la construccin del casco de un barco.
  • Aqu, dada la naturaleza del medio es muy difcil, por no decir imposible, poder fijar en el laboratorio las condiciones ambientales en las que se va a encontrar el barco.

Pensemos en la misma naturaleza del agua de mar, mezclas de sales, su diferente composicin en cuanto a los mares que pueda surcar el barco, diferencia de temperaturas y un muy largo tiempo de navegacin, etctera. En este caso, los ensayos de laboratorio son tremendamente complicados y difciles, no siendo casi nunca posible fijar las condiciones experimentales en el laboratorio, siquiera de una manera aproximada a la realidad.

  1. Son tan numerosos y complejos los factores de la corrosin que intervienen en los medios naturales que es prcticamente imposible reproducirlos en el laboratorio.
  2. De una manera muy general y en funcin del objetivo perseguido (seleccin de materiales, estudios de la resistencia a la corrosin o bien del mecanismo de la corrosin, etc.) los ensayos de corrosin se pueden englobar en dos grandes categoras: a) ensayos acelerados realizados en el laboratorio; b) ensayos de larga duracin efectuados en los medios naturales.

MTODOS DE EVALUACIN DE LA VELOCIDAD DE CORROSIN El mtodo utilizado tradicionalmente y que se viene creando hasta la fecha, es el de medida de la prdida de peso. Como su nombre indica, este mtodo consiste en determinar la prdida de peso que ha experimentado un determinado metal o aleacin en contacto con un medio corrosivo.

Las unidades ms frecuentemente utilizadas para expresar esa prdida de peso son: miligramos decmetro cuadrado da (mdd), milmetros por ao (mm/ao), pulgadas por ao o milipulgadas por ao (mpy, abreviatura en ingls). As por ejemplo, si para una determinada aplicacin podemos evaluar, mediante una serie de ensayos previos, la prdida de peso de dos aceros en el mismo medio agresivo, podemos tener una idea de qu material se podr emplear con mayores garantas, desde un punto de vista de resistencia a la corrosin, sin tener en cuenta otros muchos requerimientos y propiedades que para nuestro ejemplo, vamos a suponer iguales.

Supongamos que el resultado de los ensayos efectuados sea el siguiente:

Pérdida de peso
Acero 1. 4.1 mm/ao
Acero 2. 2.3 mm/ao

Evidente, la seleccin en este caso favorecer al acero con una menor velocidad de corrosin, el acero 2. Las unidades anteriormente citadas constituyen las de mayor utilizacin en Ingeniera de la Corrosin. MEDIDA DE LA VARIACIN DE LAS PROPIEDADES MECNICAS Hemos visto en el primer captulo que existen diferentes formas de corrosin.

La medida de la velocidad de corrosin por el mtodo de la medida de la prdida de peso supone el caso de la corrosin generalizada o uniforme, que es la que sufre el acero con ms frecuencia. La corrosin localizada supone muy a menudo una prdida mnima de material, pero en cambio puede alterar drsticamente sus propiedades mecnicas.

Por tanto, un control de esas propiedades mecnicas puede poner de manifiesto este tipo de ataque. Por ejemplo, un ensayo de traccin permitir determinar la resistencia del metal atacado en comparacin con una probeta del mismo material que no haya sido sometida a las condiciones del medio agresivo.

Diferentes formas de corrosin, entre ellas la corrosin fisurante que se vio como responsable de la rotura del tambor de las lavadoras automticas, son posibles de detectar y en su caso de controlar, mediante los ensayos y sus variaciones correspondientes en las propiedades mecnicas. La aplicacin masiva de los aceros inoxidables ha trado consigo la aparicin de nuevas formas de corrosin, a las que son especialmente susceptibles stos.

Por ejemplo, los aceros inoxidables austenticos pueden sufrir la llamada corrosin intergranular, debida a una precipitacin de carburos de cromo en los bordes de grano, como consecuencia de un tratamiento trmico inadecuado. La localizacin de este tipo de corrosin puede realizarse mediante un examen metalogrfico con un microscopio clsico de luz reflejada que permite visualizar la estructura superficial del metal, haciendo presente cualquier tipo de ataque, sea intergranular, como en el caso citado, o bien transgranular.

El desarrollo de los microscopios electrnicos de barrido permite actualmente lograr una excelente identificacin de las formas de corrosin localizada que ocurren en los diferentes metales y aleaciones. La presencia, en muchos microscopios electrnicos de barrido, de un analizador de rayos X, permite adems, un anlisis puntual y con ello determinar la naturaleza de los constituyentes afectados por el proceso de corrosin, as como estudiar la influencia de ciertas adiciones y el efecto de diversos tratamientos trmicos, capaces de modificar la estructura del metal o aleacin empleado.

La demostrada naturaleza electroqumica de los procesos de corrosin, especialmente de los que tienen lugar a la temperatura ambiente (corrosin atmosfrica) o a temperaturas inferiores a los 100C (frecuente en la mayora de procesos industriales) ha permitido la aplicacin de los mtodos electroqumicos modernos, al estudio de la corrosin de los metales y en consecuencia, a la medicin de la velocidad de corrosin.

  • Todas las tcnicas electroqumicas modernas estn basadas prácticamente en el desarrollo de un aparato que se conoce con el nombre de potenciostato.
  • El potenciostato es un instrumento electrnico que permite imponer a una muestra metlica colocada en un medio líquido y conductor, un potencial constante o variable, positivo o negativo, con respecto a un electrodo de referencia.

Este electrodo de referencia no forma parte del circuito de electrlisis y, por el mismo, no circula corriente alguna. Su presencia se debe exclusivamente a que sirve de referencia para poner a prueba en todo momento el potencial de la probeta metlica que se est ensayando. Figura 21. Potenciostato. Para cerrar el circuito de electrlisis se utiliza un tercer electrodo, por lo general de un material inatacable por el medio en que se realiza la experiencia (platino o grafito, por ejemplo). De una manera sencilla podemos entender el funcionamiento del potenciostato.

  • Tomemos al hierro como metal de prueba.
  • Si una solucin (por ejemplo, un cido mineral) es muy agresiva con el hierro, el ataque del metal producir un paso importante de electrones, en forma de iones de hierro cargados positivamente, a la solucin.
  • Esta produccin de electrones es la responsable del alto potencial negativo de disolucin del hierro en un medio agresivo.

Se puede entender fcilmente que con la ayuda de una fuente externa de corriente, ser posible tanto acelerar como frenar esta emisin de electrones y, por consiguiente, aumentar o detener la corrosin del hierro por modificacin de su potencial. Si a partir del valor del potencial de corrosin, y mediante la fuente externa de potencial, aumentamos ste en la direccin positiva (andica), se puede llegar a obtener el llamado diagrama o curva de polarizacin potenciosttica, la cual es de mucha utilidad para prever y predecir el comportamiento de materiales metlicos en unas condiciones dadas.

¿Cómo se calcula la velocidad de corrosión y en qué unidades se puede expresar?

La velocidad de corrosión del acero, icorr, admitida bajo una corrosión generalizada, también se puede expresar como la velocidad de reducción del espesor del acero convertido en óxido por unidad de tiempo) y se mide en µm/año. También se puede expresar en unidades electroquímicas, como mA/m2 ó µA/cm2.

¿Cuál es el metal más resistente a la corrosión?

Los metales más resistentes – Hay una serie de metales que pueden ser considerados los más “resistentes”. Por supuesto, esto depende en gran medida en la aplicación prevista del metal. Otra consideración son las varias aleaciones que pueden ser formadas con cada uno de ellos.

¿Qué es la corrosión en química ejemplos?

¿Qué es la corrosión? – A continuación, te ofrecemos la definición de la corrosión, así como toda la información necesaria para realizar los recubrimientos más adecuados. La corrosión es un proceso electroquímico que deteriora el metal al reaccionar con el ambiente.

¿Cuál es la diferencia entre oxidación y corrosión?

En síntesis, la oxidación es un cambio netamente estético, mientras que la corrosión es un proceso que se caracteriza por la pérdida de las propiedades del material.

¿Qué materiales están expuestos a la corrosión?

Materiales: La corrosión, su tradición y alcances Rev. Inst. investig. Fac. minas metal cienc. geogr 2003; 6 (11) : 71-77 MATERIALES: LA CORROSIÓN, SU TRADICIÓN Y ALCANCES *, **

RESUMEN La corrosión en sus dos aspectos, de enseñanza e investigación, tiene una larga tradición en las diferentes instituciones tecnológicas y científicas. En el Perú, se estima que las pérdidas por corrosión superan el 8 % del Producto Nacional Bruto, lo que significó que para el año 2000 éstas alcanzaran cerca de 1 200 millones de dólares, de los cuales al sector de las industrias químicas y del petróleo les corresponde 120 millones de dólares. Este costo es menos sorprendente si consideramos que la corrosión ocurre con una gama de grados de severidad donde quiera que metales y otros materiales sean usados. Sin embargo, si se aplicaran adecuadamente a esta problemática los conocimientos ya existentes, se lograría reducir las pérdidas sin necesidad de nuevos avances o desarrollo de nuevos materiales en un 25 a 30% aproximadamente. Más aún,
queremos que empresarios, profesionales, estudiantes y público en general sepan que tenemos un enemigo común que se llama corrosión, contra el cual debemos luchar para que los procesos sean más limpios, más eficientes, con mayor rentabilidad y así todos podamos tener una vida sana en un medio cada vez más limpio. El presente artículo tiene por objetivo presentar de una manera general el problema de la corrosión y sus posibles soluciones, aun cuando no se pretende indicar cuál es la mejor solución posible a casos específicos. Palabras clave: Corrosión, pérdidas, materiales. SUMMARY Corrosion in both aspects teaching and research has a long tradition in the different technological and scientific institutions, In Peru the estimated losses due to corrosion are more than 8% GNP ( Gross National Product ) which means that for the year 2 000 the losses would reach 1 200 millions dollars. The losses from the chemical and petroleum industries would be around 120 millions dollar. This amount is less surprising if we consider that corrosion occurs in different severity grades where ever metals and other materials are used. However if the already existing knowledge would be applied the right way, losses could be reduced in 25% to 30%, without new advances or the development of new materials. More ever, we want that businessman, professionals, students and public in general be aware that corrosion is our common enemy. We all have to fight in order that the processes would be cleaner, more efficient and more profitable so that everybody can have a healthy life in a healthier environment. The articles has the objective to present in a general way, the problem of corrosion and possible solutions, however, is doesn´t pretend to indicate which is the best solution to specific case. Key words: Corrosion, losses, materials.
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1.

La creciente industrialización en el Perú en los últimos años trae como consecuencia muchos problemas de corrosión. Los boletines informativos sobre corrosión en países altamente industrializados señalan que se gasta aproximadamente entre 50 a 100 dólares americanos por habitante por año en corrosión y su prevención.

  • Las consecuencias de la corrosión pueden ser ca tastróficas no sólo en las estructuras metálicas, edificaciones, puentes, embarcaciones, aviones etc., sino en vidas humanas.
  • Conocer y aplicar los conceptos básicos de corrosión en la selección de materiales, el diseño y su cuidado o prevención es importante para el desarrollo de un país.

Por ejemplo, algunas plantas industriales gastan cerca de 500 mil dólares anuales para el pintado de acero con la finalidad de prevenir la oxidación y herrumbre; las plantas de ácido sulfúrico gastan de 50 a 100 mil dólares anuales para el mantenimiento contra la corrosión aun cuando las condiciones de corrosión no son consideradas severas.

  1. En la planta de refinería de petróleo, empleando nuevos procesos desarrollados para problemas serios de corrosión, después de casi cuatro meses de operación algunas partes mostraron una pérdida por corrosión de cerca de 3 mm de su espesor.
  2. La corrosión en sistemas de combustible de los automóviles, radiadores de los sistemas de refrigeración, tubos de escape, representa cerca de 20 millones de dólares anuales, y algo semejante ocurre en los sistemas de calentamiento de agua para uso doméstico y los sistemas de aire acondicionado que se cambian frecuentemente, es decir, los gastos por problemas de corrosión son bastante significativos.

En efecto, nuestra economía cambiaría drásticamente SI NO HUBIERA CORROSIÓN. Por ejemplo, los automóviles, los barcos, las tuberías enterradas, las estructuras de plantas industriales, las estructuras caseras, no requerirían pinturas anticorrosivas. La industria del acero inoxidable desaparecería y el cobre sería usado sólo para propósitos eléctricos.

Muchas plantas metálicas, así como productos de consumo serían fabricados de acero y fierro fundido. La corrosión toca y está en todo, el interior y exterior de las casas, sobre la carretera, en el mar, en las plantas industriales, en los vehículos aeroespaciales, en uno mismo, etc. PERO, MIENTRAS QUE LA CORROSIÓN ES INEVITABLE, SUS COSTOS PUEDEN SER CONSIDERABLEMENTE REDUCIDOS.

Por ejemplo, un ánodo de magnesio, que es barato, duplicaría la vida de un tanque calentador de agua doméstico. El lavado de un carro ayuda a eliminar las sales. La propia selección de un material y un buen diseño disminuyen los costos de corrosión. Un buen programa de mantenimiento de pintura se paga por sí sólo.

II.

La Ingeniería de Corrosión es la aplicación de la ciencia y el arte para prevenir o controlar los daños de corrosión económicamente, con seguridad y sin peligro.2.1. Corrosión Se puede definir de varias maneras: 1. La destrucción o deterioro de un material debido a la reacción con el medio que lo rodea.2.

Muchas de las pérdidas enunciadas se deben a la corrosión del fierro y del acero, aunque muchos otros metales también pueden corroerse. Podemos definir la corrosión como el daño que sufren los materiales por las acciones del medio en que se encuentran, produciendo pérdidas en sus propiedades mecánicas de resistencia, lo que da lugar a cambios en la geometría de las estructuras y componentes que les hacen perder la función para la cual estaban determinadas, ocasionando:

Pérdidas directas, como el cambio de estructuras y equipos corroídos. Pérdidas indirectas, como la pérdida de producción por suspensión temporal de los sistemas productivos y las instalaciones, y la contaminación de los bienes creados. Pérdidas de recursos naturales escasos. Pérdidas de bienestar y vidas humanas. Pérdidas de la eficiencia. Sobredimensionamiento. Aumento de los costos de explotación.

Son pérdidas cuantiosas que para el caso del Perú, país en vía de desarrollo, se cifran en no menos del 8 % de PNB. La corrosión afecta a todos los materiales cualquiera que sea el tipo de actividad o sector que se considere. Los plásticos pueden hincharse o agrietarse y romperse; la madera, abrirse o pudrirse; el granito, erosionarse, y el cemento Portland, lixiviarse.

  • Los daños causados por medios físicos no se denominan corrosión sino erosión, abrasión o desgaste.
  • En algunos casos, el ataque químico va acompañado de daños físicos y entonces se denomina corrosión-erosión, desgaste corrosivo o corrosión por fricción.
  • La “herrumbre” es producto de la corrosión del fierro y de los materiales en los que éste es el metal base.

En este proceso de oxidación se forman productos de corrosión compuestos en su mayor parte por óxidos hidratados. Los metales no ferrosos se corroen pero no se aherrumbran. Todos los procesos de corrosión se fundan en equilibrios. Si se ha alcanzado un equilibrio, se para el proceso de la corrosión, mientras que un equilibrio que evoluciona significa la continuación del proceso de corrosión.2.2.

¿Qué hacer ante este problema? Analizando los casos que con mayor frecuencia están delante de nosotros, diríamos que la mayoría de las fallas por corrosión tienen causas ya conocidas, y que ésta ocurre por no aplicar los fundamentos y conocimientos básicos de los mecanismos de corrosión. Se puede afirmar que: Una adecuada aplicación de los conocimientos ya existentes y con tecnología sencilla, sin tener necesidad de desarrollar nuevos materiales, muchos de ellos complejos en su fabricación, permitirá controlar la corrosión y la disminución significativa de pérdidas no sólo directas sino indirectas en los procesos productivos.

Como resultado de este primer enfoque, se recomendaría básicamente:

Aumentar la motivación en la lucha contra la corrosión. Ampliar la información y la educación sobre la corrosión y formas de luchar contra la misma.

Se puede conseguir en nuestro medio, aunque con alguna dificultad, informaciones técnico-científicas que cubren el amplio espectro del tema de la corrosión. Internacionalmente, los temas se tratan exhaustivamente en revistas específicas y congresos, por lo que aquí no se pretende dar soluciones específicas a problemas concretos que se puedan presentar en la industria o en la vida de cada día.

Aceptando que el enemigo existe y conociendo cuáles son sus insidiosas actividades, podemos prepararnos para la lucha con éxito seguro. Es necesario crear una cultura contra la corrosión; no solo son los conocimientos, sino también el comportamiento que tengamos y la toma de decisiones en el tiempo oportuno lo que hará posible un mayor rendimiento con menor deterioro y contaminación del medio.

Hay algunos conceptos o mitos que debemos desterrar para lograr este objetivo, los cuales señalamos a continuación y que consideramos son los más importantes, aun cuando ustedes pueden tener otros.2.3. Conceptos tradicionales o mitos en torno a la corrosión 2.3.1.

Primer concepto o mito Una primera idea es afirmar que el agua pura no es corrosiva. El agua de gran pureza, es decir, el agua condensada, destilada, desionizada, desmineralizada, si contiene algo de oxígeno, si está aireada, realmente es muy agresiva frente al acero no revestido (hungrywater). Por desaireación del agua, se logra inhibir tal corrosión.

Podemos señalar que los mejores materiales para contener agua desmineralizada son el aluminio, los aceros inoxidables austeníticos del tipo AISI 304 y los aceros al carbono protegidos con el espesor adecuado de resinas epoxi-fenólicas 2.3.2. Segundo concepto o mito Otra idea que asiste inmediatamente es que “el acero inoxidable” generalmente resiste a todos los ambientes.

  1. Sin embargo, lo primero que debemos recordar es que “no existe el acero inoxidable”, sino que hay muchos tipos de aceros inoxidables (stainless steels) y, segundo, que, si bien estos aceros tienen amplia aplicación para resistir a la acción corrosiva, también presentan algunas limitaciones.
  2. Es así cómo los aceros inoxidables en presencia de soluciones de cloruros acompañados de esfuerzos de tracción son fácilmente destruidos por la corrosión bajo tensión y son menos resistentes que los aceros no aleados.

También son más susceptibles que otros aceros de ser atacados de forma intergranular, en particular los aceros inoxidables austeníticos, que, cuando son tratados térmicamente de un modo inadecuado, también sufren corrosión por picaduras y en resquicios.

El tipo 304SS es una aleación con base de hierro que contiene un mínimo de 18% de cromo y 8% de níquel como elementos principales de la aleación. El tipo 316SS es similar al 304, salvo que el contenido de níquel es mayor: un mínimo de 10%, y se agrega entre un 2 y un 3% de molibdeno.

Ambas aleaciones presentan características de resistencia a la corrosión en virtud de la presencia de una fina película protectora de óxido de cromo o capa de pasivación, que se forma naturalmente cuando se expone la superficie del metal al oxígeno. Cuando esta capa está intacta, el metal está protegido.

Pero si la película sufre penetración, daño o destrucción, se pierde esta protección y la corrosión puede ocurrir muy rápidamente. La película protectora es particularmente susceptible al ataque de los iones de los cloruros. Los aceros inoxidables deben ser usados adecuadamente, con prudencia, distinguiendo cuándo su empleo es mlo y es mr huir de ellos.

y 2.3.3. Tercer concepto o mito Siempre pensando en el ahorro, se dice que no es necesario instalar o poner operativo el sistema de protección catódica, sino luego de algún tiempo, tres o cinco años después de instalada la estructura, porque durante ese tiempo la corrosión no tiene la suficiente actividad como para producir la perforación, y que en todo caso es más ventajoso proyectarlo de una forma más realista cuando ya está la estructura instalada, que estimar parámetros de proyecto sometidos a amplias variaciones durante la instalación.

Sin embargo, debemos decir que desde el punto de vista práctico es muy probable que se presenten fallas antes de los tres años, lo que sugiere que el retraso en hacer operativa la protección catódica puede dar origen a fugas, con pérdidas de producto, daños a personas y cosas, contaminaciones de cursos de agua, explosiones, etc.

Si bien en el Perú no se han reportado accidentes graves debidos a fallas por corrosión, en otros países, como por ejemplo España, en la ciudad de Ortuella-Vizcaya, en octubre de 1980 se produjo la muerte de cerca de 50 personas. Una variante de esta fábula es que las corrientes vagabundas son cosas raras o no existen.

  • La protección catódica habrá que considerarlas desde las primeras etapas del proyecto y ponerla operativa de el al realizar la instalación. y 2.3.4.
  • Cuarto concepto o mito Surge otra idea cuando se trata de estructuras metálicas protegidas con pinturas: “Lo más importante son los efectos de la preparación de superficie y el espesor del revestimiento, y lo de menos es la calidad de la pintura”.
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Podemos afirmar que entre el 80 al 90% de las superficies metálicas protegidas contra la corrosión se hace mediante revestimientos por pintura. El precio de la pintura líquida significa un 20% del conjunto de los costos de pintado; en ambientes muy agresivos, no parece lógico buscar ahorros significativos en la pintura en sí.

En ambientes agresivos el tipo de pintura es decisivo para lograr la protección buscada, para el tiempo especificado. Una inadecuada elección de la pintura será causa de daños imprevistos y reparaciones costosas. Debemos indicar que no existe “la pintura ideal” que sea de aplicación universal. Existen muchas alternativas para cada situación y desde las primeras etapas del proyecto debe estudiarse la selección del sistema de pintado (no sólo el tipo de a) adecuado para cada ambiente concreto implicado en el desarrollo de la inería de dee.

, y 2.3.5. Quinto concepto o mito Siempre pensamos que el material nuevo es homogéneo, isotrópico y sin defectos. Esta es una hipótesis que constituye la base del cálculo mecánico de estructuras y equipos por la teoría de la elasticidad. La realidad es otra, y nos demuestra constantemente que los materiales no son homogéneos, ni isotrópicos y están llenos de defectos.

La mecánica de la fractura, reconociendo esta realidad, postula la necesidad de aprender a convivir con fisuras y ha permitido avances considerables en conseguir estructuras y equipos más fiables. La existencia de muchas heterogeneidades y defectos estructurales en los materiales son de vital importancia en el comportamiento frente a la corrosión que actúa a escala atómica.

Los bordes de grano son heterogeneidades que se corroen más fácilmente que los granos en los metales. La presencia de distintos estados tensionales en una misma pieza hace que unas zonas sean más fácilmente atacadas que otras. El resultado de la deformación en frío de los metales, y la presencia de fisuras que actúan como concentradoras de esfuerzos es que esas zonas sean rápidamente atacadas.

III.

Es necesario recordar siempre que: a. Se pueden establecer variados criterios para clasificar los diferentes modos de corrosión que se presentan. Las informaciones de muchos investigadores señalan que por lo menos hay 16 mecanismos por los que la corrosión nos ataca en forma incesante destruyendo nuestras instalaciones.b.

La corrosión llega a causar pérdidas en muchos productos que se han obtenido con mucho esfuerzo.c. No olvidar que la corrosión causa pérdidas humanas.d. Hay muchas ideas erróneas que son barreras para plantear un enfrentamiento racional y resolver el problema.e. Hoy existe información disponible, la cual bien difundida y utilizándola adecuadamente permitiría en gran parte resolver el problema de minimizar los daños de la corrosión.f.

Seguramente se dirá que hay nuevos materiales que soportan la acción corrosiva; sin embargo, podemos decir que habrá nuevos materiales pero también nuevos ambientes que darán lugar a fenómenos de corrosión conocidos o nuevos que exigirán nuevas investigaciones.

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Profesor del Departamento de Ingeniería Metalúrgica. UNMSM. Profesor Universidad de Lima.

Materiales: La corrosión, su tradición y alcances

¿Qué tipo de corrosión es el más común en las piezas metálicas?

La corrosión uniforme o también conocida como corrosión generalizada, es la forma más común de corrosión, la cual se caracteriza por ser una reacción química o electroquímica que se produce de manera homogénea en toda la superficie expuesta a un tipo de atmósfera.

¿Cuál es el metal menos corrosivo?

Además, el titanio es uno de los metales más resistentes a la corrosión gracias a la formación de un revestimiento de óxido de titanio en presencia de oxígeno (casi siempre).

¿Que se observa en un material oxidado?

Por lo tanto, la oxidación tiene lugar cuando el metal entra en contacto con el oxígeno. Es una reacción de carácter superficial que genera manchas de color marrón, naranja o rojizo en la superficie.

¿Cómo se mide el potencial de corrosión?

La medida de la intensidad de corrosión (icorr), se efectúa mediante un electrodo de referencia, que indica el potencial eléctrico de la armadura, y un electrodo auxiliar que sirve para medir la corriente circulante en el ensayo.

¿Cómo medir la oxidación de los metales?

D ESDE un punto de vista prctico, es interesante conocer a priori la resistencia a la corrosin de un determinado metal o aleacin en un medio ambiente especfico. Sobre la base de ensayos en el laboratorio, se pueden llegar a establecer las condiciones ambientales ms fielmente parecidas a la realidad y, por tanto, estudiar el comportamiento de un metal o varios metales en este medio.

  • La realizacin de estos ensayos en el laboratorio puede ser fcil o extraordinariamente difcil, segn la naturaleza del medio estudiado.
  • Dos casos extremos nos podrn servir de ejemplo para ilustrar lo anterior.
  • Si se necesita evaluar el comportamiento o la resistencia a la corrosin de un acero respecto a un cido mineral, por ejemplo, clorhdrico, bastar con preparar soluciones de diferente concentracin de este cido y sumergir en cada una de ellas, una muestra del acero que se piensa ensayar.

La resistencia a la corrosin de tal acero se puede evaluar, por ejemplo, por la prdida de peso experimentada antes y despus del ensayo. Obtendremos para cada solucin ensayada un valor de la velocidad de corrosin que nos permitir prever el comportamiento de este acero en unas condiciones muy cercanas a las de su utilizacin.

  • La realizacin de estos ensayos, en este caso, no representa excesivas dificultades.
  • Pensemos ahora que estamos interesados en prever la corrosin de un acero que se va a emplear para la construccin del casco de un barco.
  • Aqu, dada la naturaleza del medio es muy difcil, por no decir imposible, poder fijar en el laboratorio las condiciones ambientales en las que se va a encontrar el barco.

Pensemos en la misma naturaleza del agua de mar, mezclas de sales, su diferente composicin en cuanto a los mares que pueda surcar el barco, diferencia de temperaturas y un muy largo tiempo de navegacin, etctera. En este caso, los ensayos de laboratorio son tremendamente complicados y difciles, no siendo casi nunca posible fijar las condiciones experimentales en el laboratorio, siquiera de una manera aproximada a la realidad.

  1. Son tan numerosos y complejos los factores de la corrosin que intervienen en los medios naturales que es prcticamente imposible reproducirlos en el laboratorio.
  2. De una manera muy general y en funcin del objetivo perseguido (seleccin de materiales, estudios de la resistencia a la corrosin o bien del mecanismo de la corrosin, etc.) los ensayos de corrosin se pueden englobar en dos grandes categoras: a) ensayos acelerados realizados en el laboratorio; b) ensayos de larga duracin efectuados en los medios naturales.

MTODOS DE EVALUACIN DE LA VELOCIDAD DE CORROSIN El mtodo utilizado tradicionalmente y que se viene creando hasta la fecha, es el de medida de la prdida de peso. Como su nombre indica, este mtodo consiste en determinar la prdida de peso que ha experimentado un determinado metal o aleacin en contacto con un medio corrosivo.

Las unidades ms frecuentemente utilizadas para expresar esa prdida de peso son: miligramos decmetro cuadrado da (mdd), milmetros por ao (mm/ao), pulgadas por ao o milipulgadas por ao (mpy, abreviatura en ingls). As por ejemplo, si para una determinada aplicacin podemos evaluar, mediante una serie de ensayos previos, la prdida de peso de dos aceros en el mismo medio agresivo, podemos tener una idea de qu material se podr emplear con mayores garantas, desde un punto de vista de resistencia a la corrosin, sin tener en cuenta otros muchos requerimientos y propiedades que para nuestro ejemplo, vamos a suponer iguales.

Supongamos que el resultado de los ensayos efectuados sea el siguiente:

Pérdida de peso
Acero 1. 4.1 mm/ao
Acero 2. 2.3 mm/ao

Evidente, la seleccin en este caso favorecer al acero con una menor velocidad de corrosin, el acero 2. Las unidades anteriormente citadas constituyen las de mayor utilizacin en Ingeniera de la Corrosin. MEDIDA DE LA VARIACIN DE LAS PROPIEDADES MECNICAS Hemos visto en el primer captulo que existen diferentes formas de corrosin.

La medida de la velocidad de corrosin por el mtodo de la medida de la prdida de peso supone el caso de la corrosin generalizada o uniforme, que es la que sufre el acero con ms frecuencia. La corrosin localizada supone muy a menudo una prdida mnima de material, pero en cambio puede alterar drsticamente sus propiedades mecnicas.

Por tanto, un control de esas propiedades mecnicas puede poner de manifiesto este tipo de ataque. Por ejemplo, un ensayo de traccin permitir determinar la resistencia del metal atacado en comparacin con una probeta del mismo material que no haya sido sometida a las condiciones del medio agresivo.

Diferentes formas de corrosin, entre ellas la corrosin fisurante que se vio como responsable de la rotura del tambor de las lavadoras automticas, son posibles de detectar y en su caso de controlar, mediante los ensayos y sus variaciones correspondientes en las propiedades mecnicas. La aplicacin masiva de los aceros inoxidables ha trado consigo la aparicin de nuevas formas de corrosin, a las que son especialmente susceptibles stos.

Por ejemplo, los aceros inoxidables austenticos pueden sufrir la llamada corrosin intergranular, debida a una precipitacin de carburos de cromo en los bordes de grano, como consecuencia de un tratamiento trmico inadecuado. La localizacin de este tipo de corrosin puede realizarse mediante un examen metalogrfico con un microscopio clsico de luz reflejada que permite visualizar la estructura superficial del metal, haciendo presente cualquier tipo de ataque, sea intergranular, como en el caso citado, o bien transgranular.

  1. El desarrollo de los microscopios electrnicos de barrido permite actualmente lograr una excelente identificacin de las formas de corrosin localizada que ocurren en los diferentes metales y aleaciones.
  2. La presencia, en muchos microscopios electrnicos de barrido, de un analizador de rayos X, permite adems, un anlisis puntual y con ello determinar la naturaleza de los constituyentes afectados por el proceso de corrosin, as como estudiar la influencia de ciertas adiciones y el efecto de diversos tratamientos trmicos, capaces de modificar la estructura del metal o aleacin empleado.

La demostrada naturaleza electroqumica de los procesos de corrosin, especialmente de los que tienen lugar a la temperatura ambiente (corrosin atmosfrica) o a temperaturas inferiores a los 100C (frecuente en la mayora de procesos industriales) ha permitido la aplicacin de los mtodos electroqumicos modernos, al estudio de la corrosin de los metales y en consecuencia, a la medicin de la velocidad de corrosin.

  1. Todas las tcnicas electroqumicas modernas estn basadas prácticamente en el desarrollo de un aparato que se conoce con el nombre de potenciostato.
  2. El potenciostato es un instrumento electrnico que permite imponer a una muestra metlica colocada en un medio líquido y conductor, un potencial constante o variable, positivo o negativo, con respecto a un electrodo de referencia.

Este electrodo de referencia no forma parte del circuito de electrlisis y, por el mismo, no circula corriente alguna. Su presencia se debe exclusivamente a que sirve de referencia para poner a prueba en todo momento el potencial de la probeta metlica que se est ensayando. Figura 21. Potenciostato. Para cerrar el circuito de electrlisis se utiliza un tercer electrodo, por lo general de un material inatacable por el medio en que se realiza la experiencia (platino o grafito, por ejemplo). De una manera sencilla podemos entender el funcionamiento del potenciostato.

  • Tomemos al hierro como metal de prueba.
  • Si una solucin (por ejemplo, un cido mineral) es muy agresiva con el hierro, el ataque del metal producir un paso importante de electrones, en forma de iones de hierro cargados positivamente, a la solucin.
  • Esta produccin de electrones es la responsable del alto potencial negativo de disolucin del hierro en un medio agresivo.

Se puede entender fcilmente que con la ayuda de una fuente externa de corriente, ser posible tanto acelerar como frenar esta emisin de electrones y, por consiguiente, aumentar o detener la corrosin del hierro por modificacin de su potencial. Si a partir del valor del potencial de corrosin, y mediante la fuente externa de potencial, aumentamos ste en la direccin positiva (andica), se puede llegar a obtener el llamado diagrama o curva de polarizacin potenciosttica, la cual es de mucha utilidad para prever y predecir el comportamiento de materiales metlicos en unas condiciones dadas.

¿Qué es el mantenimiento predictivo basado en la medición de la corrosión?

El mantenimiento predictivo es un conjunto de técnicas instrumentadas de medida y análisis de variables para caracterizar en términos de fallos potenciales la condición operativa de los equipos productivos. Su misión principal es optimizar la fiabilidad y disponibilidad de equipos al mínimo costo.