INTRODUCCI�N
El hombre, en su af�n de lograr mejores condiciones de vida, ha usado constantemente su ingenio durante su larga historia. Para lograr tal objetivo, mucho lo ha debido al uso de metales que ahora forman parte de nuestra vida cotidiana y, casi sin quererlo, hemos creado una dependencia tal que ser�a imposible hablar del desarrollo y avance de la civilizaci�n moderna sin el uso de metales y aleaciones.
Desde muy temprano por la ma�ana hacemos uso del metal, en los grifos del agua para asearnos, con sus recubrimientos de n�quel y cromo, en los utensilios de la cocina, tales como los sartenes, cuchillos, cucharas, etc. Aun cuando lo olvidemos, sabemos que nuestra casa, as� como todos los dem�s edificios, sean �stos peque�os o impresionantes rascacielos, est�n estructurados de acero, el cual act�a como un verdadero esqueleto que conforma, soporta y da resistencia a la construcci�n. Para el traslado a nuestro trabajo, lo hacemos usualmente en un medio de transporte fabricado en su gran totalidad de metal: autob�s, coche, tren, etc. Si, mientras viajamos hacia nuestro trabajo, nos detenemos a pensar por un momento en la cantidad de metal que usa el transporte en el que vamos, nos sorprender�amos al enterarnos de que es inmensa la cantidad de �ste empleada en la carrocer�a, en el motor, con todo y sus componentes; incluso en el sistema de energ�a, como lo es el acumulador, encontramos metal en forma de l�minas de plomo sumergidas en un medio �cido. Lo mismo podemos decir de los aviones que surcan los cielos actualmente, de los medios de transporte espaciales modernos y de los sat�lites, hechos todos ellos de aleaciones met�licas muy especiales.
Aquellos que laboran en una industria, se percatar�n de que casi toda la instalaci�n productiva est� constituida de diversos metales: grandes reactores donde ocurren las transformaciones qu�micas operando a presiones y temperaturas elevadas, tuber�as que transportan las materias primas as� como los productos, tanques de almacenamiento, bombas, etc.
Por todo esto podemos decir, sin temor a equivocarnos, que aun y cuando se nos escape de la conciencia, vivimos en una civilizaci�n basada en el metal y que por lo tanto requerimos que los materiales met�licos en los cuales est� basada dicha civilizaci�n industrial sean estables en nuestra atm�sfera terrestre y que al menos duren en uso varios a�os.
Sin embargo, nosotros sabemos por experiencia que las cosas no son as�. Los metales se degradan inexorablemente con el tiempo de muy diversas formas, dejan de ser funcionales, perdiendo sus propiedades decorativas o mec�nicas. Algunos simplemente se disuelven en su totalidad en el medio que los envuelve.
De lo que muy poco nos percatamos es que el hombre desarrolla un esfuerzo grandioso para evitar que los metales de uso industrial b�sico para la sociedad se deterioren y vuelvan a su estado original (es decir, de metal combinado con algunos otros elementos activos tales como el ox�geno, azufre y cloro). Veremos m�s adelante que salvo contados metales, la mayor�a de ellos son inestables en muchos de los ambientes encontrados en la Tierra. La misma atm�sfera, el agua del mar, salmueras, las soluciones �cidas, neutras o alcalinas y cientos de otros ambientes causan el retorno del metal hacia una forma m�s estable, similar a la de los minerales.
El hombre invierte mucha energ�a para extraer el metal de los yacimientos encontrados en la Tierra. Pensemos en el balance t�rmico global empleado durante la extracci�n del hierro en los altos hornos a partir de un mineral de hierro oxidado, tal como la hematita, Fe2O3. Aqu� el hombre invierte grandes cantidades de energ�a termoqu�mica con el fin de liberar el hierro del ox�geno con la ayuda de coque (carbono), obteni�ndose como productos la liberaci�n de bi�xido de carbono, C02, escoria y el hierro primario, tambi�n llamado arrabio. En otros muchos procesos pirometal�rgicos tales como aquellos empleados para obtener cobre, zinc, n�quel, plomo y otros metales, el consumo de energ�a ocurre de una manera similar. En estos procesos tambi�n se utilizan calor y atm�sferas calientes como fuentes de energ�a para facilitar la obtenci�n del metal. Otra manera alternativa para recuperar ciertos metales consiste en la descomposici�n de un electrolito por medio del paso de corriente el�ctrica. Un electrolito es un medio i�nico conductor de la electricidad. Puede ser una disoluci�n acuosa de una sal conteniendo al metal de inter�s, por ejemplo, sulfato de cobre, o bien la misma sal fundida, la al�mina u �xido de aluminio como ejemplo. Esta descomposici�n ocurrir�, como se mencion�, por el efecto del paso de una corriente el�ctrica a trav�s del electrolito, dando como principal producto el dep�sito, en uno de los electrodos, del metal que estamos interesados en recuperar. De �sta y otras muchas maneras el hombre obtiene metal en forma libre, consumiendo por ello grandes cantidades de energ�a.
Sin embargo, y como el lector puede deducir, el estado de existencia m�s estable
para un metal es su forma combinada, o dicho desde un punto de vista termodin�mico,
es el estado de m�s baja energ�a, ya sea en forma de �xido, sulfuro, cloruro,
sulfatos o carbonatos. En realidad lo que nosotros hacemos para extraer el metal
es ir en contra de una reacci�n que ocurre espont�neamente en la naturaleza,
por ejemplo, la reacci�n de formaci�n de un mineral oxidado. Muchas de las formas
combinadas de los metales han permanecido tal y como las encontramos ahora por
muchos miles de millones de a�os. Es muy posible que cuando los elementos aparecieron
en el universo, poco tiempo despu�s de la creaci�n de �ste, har� aproximadamente
unos 15 mil millones de a�os, muchas de las especies met�licas comenzaron a
reaccionar con otros elementos reci�n formados. Con el paso del tiempo y con
la formaci�n y estabilizaci�n de galaxias y sistemas solares, muchos planetas,
y entre ellos el nuestro, acumularon una gran cantidad de metales en su interior,
que fueron reaccionando con el medio ambiente y con la atm�sfera reinante entonces.
El paso de metal a forma combinada fue cosa de millones de a�os. Lentamente,
el metal iba pasando de un estado inestable a uno m�s estable que es la forma
combinada. Aunado a esta transformaci�n espont�nea venía un cambio en
energ�a. El sistema en proceso de transformaci�n ced�a energ�a lentamente y
pasaba a un estado de energ�a m�nima, a un estado estable, en equilibrio. Industrialmente
lo que hacemos hoy en d�a es suministrar al mineral o mena una cantidad de energ�a
equivalente a la que la reacci�n cedi� a trav�s de mucho tiempo para pasar a
la forma combinada. Al obtener un metal en forma libre volvemos al estado inicial.
El metal libre, poseyendo una energ�a elevada y con fuertes tendencias a bajarla,
tender� a estabilizarse, reaccionando con el medio ambiente y volviendo a su
forma de mineral original. El cobre, el cinc, el n�quel, el cromo, el hierro,
el aluminio, el plomo, el esta�o y la mayor�a de los metales ingenieriles que
usamos, sufren esa tendencia despu�s de ser obtenidos en su forma libre. Se
puede decir, como una aceptable generalizaci�n, que cuanto mayor haya sido la
cantidad de energ�a invertida en la obtenci�n de un metal a partir de su mineral
(t�rmica, el�ctrica o de otro tipo), mayor ser� su tendencia a volver a combinarse
para estabilizarse. Figura 1.
Es interesante el pensar que un pedazo de metal puede permanecer estable por un per�odo indefinido, si es que se le mantiene en el vac�o, es decir, en donde el metal no entre en contacto con ning�n medio o sustancia, incluyendo al aire por supuesto. Parece ser que la gran mayor�a de los metales adquieren esa estabilidad tan deseada s�lo cuando se les aisla del ambiente terrestre. Si este aislamiento no ocurre, los metales pueden reaccionar con el medio ambiente y formar compuestos tal y como lo mencionamos anteriormente. Estos compuestos permanecen sobre la superficie del metal y son por lo general fr�giles, de mal aspecto y f�cilmente desprendibles, por ejemplo los �xidos del hierro, lo que origina una transformaci�n continua del metal al repetirse peri�dicamente el proceso de oxidaci�n. Sin embargo, esta forma de degradaci�n met�lica no es la �nica. Existen muy diversas formas por las cuales un metal o aleaci�n deja de ser �til a consecuencia de su inestabilidad frente al medio. El metal bien puede disolverse lentamente y llegar a transformarse totalmente en otra especie (corrosi�n uniforme).
Asimismo, los metales, bajo ciertas condiciones, pueden formar grietas y romperse catastr�fica y s�bitamente al estar sujetos simult�neamente a un medio agresivo y a un esfuerzo mec�nico moderado (corrosi�n bajo tensi�n). Tambi�n pueden ser atacados muy localizadamente en forma de peque�os agujeros profundos que avanzan r�pidamente, llegando a perforar gruesas secciones de estructuras met�licas, haciendo a �stas deficientes en sus propiedades mec�nicas e inutiliz�ndolas por completo (corrosi�n por picaduras). Los metales tambi�n pueden sufrir de fatiga con la consecuente p�rdida de resistencia cuando son sometidos a esfuerzos peri�dicos (corrosi�n, fatiga) o fragilizarse s�bitamente y ser inoperativos (fragilidad por hidr�geno). Es entonces precisamente cuando todos los conocimientos que se tienen de la lucha contra la corrosi�n deben de ser aplicados para que un metal o aleaci�n perdure m�s a�os en servicio, sin transformarse r�pidamente en formas combinadas (�xidos, sulfuros, etc.) o en sistemas degradados localizadamente que no cumplan con los requisitos exigidos a los metales o aleaciones originales, tales como resistencia, dureza, lustre, apariencia, etc.
Para tal fin se emplean diversas t�cnicas de protecci�n tales como la alteraci�n superficial de los metales, consistente en crear o provocar una barrera protectora producto del mismo metal, como es el caso del anodizado. En este proceso el metal puesto a proteger se oxida electrol�ticamente, es decir, se le somete a condiciones tales que produce una pel�cula superficial de �xido del mismo metal, �xido que por lo general es de apariencia agradable, transparente, duro y muy protector; ejemplo, el aluminio anodizado. Asimismo, un metal dado puede combinarse o alearse con otros metales, no tanto con el fin de conseguir una alteraci�n ben�fica en sus propiedades mec�nicas, sino para mejorar su resistencia a alg�n tipo de corrosi�n. Un ejemplo t�pico lo constituye el acero inoxidable, en donde el hierro se combina con elementos tales como el cromo, n�quel, molibdeno, etc, los cuales incrementan notablemente la resistencia de esa aleaci�n a degradarse qu�micamente.
Tambi�n se puede aislar f�sicamente al metal del medio en que se encuentra expuesto. Esto se efect�a por medio de recubrimientos aislantes como las pinturas anticorrosivas. La mayor�a de estas pinturas contienen, aparte de los elementos de una pintura convencional, sustancias que inhiben activamente el deterioro de un metal por corrosi�n, en caso de que la pintura presente alg�n defecto tal como porosidad, fractura, etc.
Debido a que los procesos de corrosi�n son en esencia electroqu�micos, es decir, transformaciones qu�micas que se llevan a cabo en presencia de diferencias de potencial el�ctrico (tema que trataremos con m�s detalle en los cap�tulos siguientes), tambi�n se puede alterar la velocidad de corrosi�n de un metal al modificar las diferencias de potencial el�ctrico existentes. A las t�cnicas que tratan acerca de este sistema de protecci�n met�lica se las conoce como protecci�n cat�dica y an�dica. Por �ltimo, al proceso de aplicar ciertas sustancias org�nicas e inorg�nicas a la superficie del metal, que adhiri�ndose a ella aminoran la velocidad con que el metal se transforma a un compuesto poco servible, se le conoce como inhibici�n de la corrosi�n.
Queremos poner �nfasis en que la estabilidad de los metales est� determinada por lo que sucede en la interfase entre el metal y el medio agresivo y que, en muchos casos, la resistencia interna de un metal est� influenciada a largo plazo por los sucesos que suceden en esta interfase. La mayor parte de las degradaciones que un metal o aleaci�n sufren en su apariencia o en su resistencia mec�nica comienza pues en su superficie.
