Corrosión del Acero en Vehículos: Causas, Tipos y Métodos de Protección

El Acero y su Corrosión en la Industria Automotriz

El acero es una aleación de hierro y carbono a la que se añaden otros elementos. Sus principales características son:

• Disponibilidad de materia prima.
• Procesos de obtención y transformación económicos.
• Adecuadas propiedades mecánicas y tecnológicas.
• Fácilmente manipulable.
• Admite diferentes tratamientos mecánicos y químicos.
• Gran desarrollo de los procesos tecnológicos.
• Fácilmente reciclable.

Corrosión del Acero

La corrosión es la pérdida de material en la superficie de un metal a consecuencia de la reacción electroquímica que produce la oxidación y la corrosión química debido a ataques de agentes químicos. Se origina por un proceso electroquímico. Cuando la capa de óxido no es porosa, confiere autoprotección; cuando es porosa, permite el paso de oxígeno y su contacto con el metal, lo que produce el avance de la corrosión.

Tipos de Corrosión

• Directa, química o seca: ocurre en atmósferas secas, con elevadas temperaturas o atmósferas agresivas.
• Electroquímica o húmeda: se produce cuando el metal está en contacto con la humedad.

Elementos Involucrados en la Corrosión

• Electrolito: actúa como medio conductor, permitiendo la circulación de electrones en la corrosión (agua y humedad).
• Ánodo y cátodo: corresponden a dos piezas o dos zonas de una misma pieza. Entre ellos se establece una diferencia potencial que hace que se produzca un flujo de electrones desde el ánodo hacia el cátodo a través del electrolito, produciéndose en la corrosión la descomposición del ánodo. Ánodo (+ oxidación), Cátodo (- reducción).

Tipos de Corrosión según su Origen

• Corrosión galvánica bimetálica: diferentes metales en contacto (corrosión de contacto).
• Por aireación diferencial: diferencias de concentración de oxígeno (en fisuras).
• Por heterogeneidades superficiales: regiones de un mismo metal con distintos potenciales (superficial).
• Corrosión externa: se origina en la cara externa de la chapa de acero, comienza por algún impacto, golpe o deformación, que elimina las capas de pintura que protegían la chapa. El acero entra en contacto con el oxígeno y, con presencia de humedad, se produce la corrosión. Las zonas más expuestas son los bajos del vehículo. Debido a su evidencia, se combate pronto. Afecta a largueros, traviesas, puntos de apoyo de la suspensión y soportes del bastidor.
• Corrosión interna: se origina en la capa no vista de la chapa de acero, avanza de dentro hacia afuera, se da sin que se note exteriormente, imposible de controlar. Primero se forma herrumbre en la capa interna de la chapa y termina por producir ampollas en la pintura. La causa principal es la acumulación de agua.

Métodos de Protección contra la Corrosión

Protección Activa

Participa el material objeto de corrosión.

• Selección del material: sustituir elementos que den lugar a la corrosión del acero.
• Pasivación: formación de óxidos compactos y protectores.
• Empleo de aleaciones anticorrosivas: utilización de aceros inoxidables.
• Diseño del vehículo: crear cavidades ventiladas con orificios.
• Reducción del número de los puntos de soldadura: utilizando adhesivos.

Protección Pasiva

Utilización de recubrimientos y tratamientos que aíslen al acero del medio agresivo, para impedir o dificultar el contacto del acero con el oxígeno y con el electrolito.

• Recubrimientos metálicos: recubrimiento de zinc puro, zinc-aluminio y zinc-cromo.
• Recubrimientos no metálicos: inorgánicos y orgánicos.

Medidas Anticorrosivas en el Pintado de Vehículos

• Fosfatado y pasivado.
• Cataforesis de inmersión.
• Sellado de uniones.
• Protección de bajos.
• Protección antigravilla.
• Cera de cavidades.

Lavado y Desengrasado

Combinar sistemas de inmersión y aspersión. Primero se sumerge la carrocería en baños de agua caliente con productos desengrasantes y detergentes para eliminar contaminantes grasientos, después se utiliza un sistema de aspersión para eliminar aceites, con sucesivos baños cada vez más limpios. Por último, se lava la superficie pulverizando agua desmineralizada y se seca.

Fosfatación y Pasivado

Crear sobre la superficie un sustrato microcristalino uniforme de zinc, con buena adherencia, protección y resistencia. Se realiza por inmersión en un baño caliente de ácido fosfórico y fosfatos primarios de zinc durante 2 o 3 minutos, se lava con solución pasivante y luego con agua desionizada.

Cataforesis

Se sumerge la carrocería en un baño de solución acuosa de resinas de secado por polimerización y pigmentos anticorrosivos. El coche se lleva a un potencial negativo respecto a la cuba. Las partículas de pintura en carga positiva son atraídas por la carrocería. Se logra un espesor de entre 18 y 20 micras en partes de menor tiempo de inmersión, y de 22 a 25 micras en las de mayor tiempo. Luego, se realiza un lavado con agua industrial y se hornea durante 10 minutos a 170-180ºC.

Sellado y Otras Protecciones

Para evitar la filtración de aire y agua, se realiza el sellado mediante robots y manualmente. Después, se aplican paneles insonorizantes termosoldantes y se pulverizan productos de protección de bajos plásticos.

Aparejo

Se prepara la carrocería lijando pequeños defectos de la superficie y se elimina el polvo. El objetivo es asegurar la perfecta uniformidad de la superficie, aislar el anterior recubrimiento anticorrosivo y lograr una buena adherencia de la pintura de acabado. La pintura se convierte en polo positivo y la carrocería en polo negativo, siendo atraída por esta última, que va unida a la masa, para que la aplicación sea uniforme.

Secado y Soplado

Se seca a una temperatura de entre 140º y 160º durante 10 a 20 minutos, se eliminan lijando los defectos y se verifica la superficie. Se realiza un soplado y aspiración con rodillos de plumas de emú y después un soplado desionizador.

Aplicación de Acabado

Existen acabados monocapa o bicapa. En los monocapa, el color y el brillo se logran con un único producto, mientras que en los bicapa se utilizan dos productos: uno para el color (mate) y otro para el barniz incoloro y transparente que da brillo. El secado se realiza durante 10 minutos a una temperatura de entre 120º y 130º.

Tratamiento Final de la Carrocería

Se verifica el acabado, se controla el color, se detectan defectos de la pintura y se realiza el proceso de pulverización de cera.

Escala de Mohs

Talco, yeso, calcita, fluorita, apatita, feldespato, cuarzo, topacio, corindón y diamante.

Pigmentos

Los pigmentos pueden ser anticorrosivos, cubrientes, con alguna acción específica, cargas o extendedores, colorantes, metalizados y perlados. Son compuestos de tipo orgánico o mineral en forma de polvo que proporcionan a la pintura diferentes cualidades como color, tono, opacidad y poder cubriente. Sus características principales son: capacidad de colorear, resistencia a la luz, poder cubriente, índice de refracción, tamaño y forma de las partículas, reactividad química y estabilidad térmica.

Pinturas de Fondo

Incluyen masillas, imprimaciones y aparejos. Sirven para aislar la chapa de las condiciones atmosféricas, servir de soporte a las pinturas de acabado, cubrir imperfecciones del soporte y facilitar la adherencia.

Tipos de Masillas

Textura gruesa, fina, reforzadas con fibra de vidrio, específicas para determinados materiales, masillas a pistola y de baja densidad.

Imprimaciones

Facilitan la adherencia y protegen de la corrosión.

Aparejos

Proporcionan aislamiento entre capas, adherencia y relleno. Pueden ser de resinas acrílicas o de poliuretano. Existen de uno o dos componentes, HH (mejoran la cubrición), polivalentes, selladores, imprimación-aparejo, de secado rápido y de secado ultravioleta.

Partes de un Abrasivo

Soporte, adhesivo, grano, segunda capa de adhesivo y antiembazante. El soporte puede ser de papel, tela, fibra, plástico, espuma o malla.

Conceptos Clave en el Lijado

• Dureza: resistencia que opone un material para dejarse penetrar o romper por otro.
• Tenacidad: capacidad de absorción de energía de un material sin llegar a romperse ni deformarse.
• Corindón: se embaza antes.
• Carburo de silicio: se va rompiendo formando puntas.

Tipos de Amarres para Lijas

Pestaña, velcro y pinzas.

Formatos de Lijas

Rollos, discos (velcro, adhesivos), hojas o pliegues, tridimensionales (poliamidas y almohadillas).

Herramientas de Lijado

Eléctricas

Velocidad constante, más pesadas, posibilidad de calentamiento, riesgo eléctrico y más económicas.

Neumáticas

Variaciones en la velocidad, instalación de aire a presión, menor calentamiento, no tienen riesgo eléctrico.

Tipos de Herramientas de Lijado

Tacos de lijado, lijadoras, lijadoras neumáticas, eléctricas, radiales o rotativas, pulidoras, vibratorias o vibradoras, excéntrico-rotativas o roto-orbitales.