Corrosión en Estructuras Aeronáuticas: Tipos, Prevención y Control Técnico

1. Impacto de la corrosión en las características y propiedades de los materiales

La corrosión en los materiales produce pérdidas en sus propiedades mecánicas de resistencia, lo que da lugar a cambios en la geometría de las estructuras y componentes. Esto provoca que pierdan la función para la cual fueron diseñados, ocasionando rupturas. 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.

La presencia de distintos estados tensionales en una misma pieza hace que unas zonas sean más fácilmente atacadas que otras. Los bordes de grano son heterogeneidades que se corroen con mayor facilidad que los granos en los metales.

2. Comportamiento de una chapa de aluminio con impurezas de cromo

En presencia de un medio acuoso, la corrosión es de naturaleza electroquímica. Tal corrosión es un proceso espontáneo que denota la existencia de una zona anódica, una zona catódica y un electrolito. Debido a la elevada humedad relativa (80%), se forma sobre la superficie del metal una delgada capa de agua, lo que provoca que la zona de aluminio experimente una corrosión electroquímica acelerada por las impurezas de cromo.

3. Identificación visual de la aparición de corrosión

Se puede notar que posiblemente se trate de una corrosión por grietas, ya que esta se refiere al ataque de las superficies metálicas por una solución estancada en las fisuras. Al observar que la corrosión está dentro del metal, se deduce la presencia de grietas en la pieza. No obstante, también podría clasificarse como corrosión por picadura debido a la presencia visible de agujeros en la superficie.

4. Clasificación detallada de los tipos de corrosión

a) Corrosión generalizada o uniforme (Uniform or General Corrosion)

En entornos marinos u otros medios corrosivos, la superficie del acero al carbono o de baja aleación comienza a degradarse, permitiendo la formación de una capa de óxido de hierro que aumenta su espesor con el tiempo hasta desprenderse, iniciando un nuevo ciclo de oxidación.

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b) Corrosión galvánica (Galvanic Corrosion)

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También conocida como corrosión bimetálica, es un proceso electroquímico mediante el cual un metal se corroe preferentemente sobre otro metal con el que está en contacto físico a través de un electrolito.

c) Exfoliación (Exfoliation Corrosion)

Es una corrosión subsuperficial que comienza en una superficie limpia pero se extiende debajo de ella. Difiere de la picadura en que el ataque tiene una apariencia laminar. Capas completas de material son corroídas, reconociéndose por un aspecto escamoso y, en ocasiones, ampollado.

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d) Corrosión por esfuerzos (Stress Corrosion)

Involucra la nucleación y crecimiento de grietas debido a la acción simultánea de un esfuerzo de tensión estático y un ambiente reactivo.

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e) Corrosión por fatiga (Fatigue Corrosion)

Proceso de agrietamiento producido por la acción combinada de una tensión cíclica y la presencia de un medio agresivo.

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f) Corrosión filiforme (Filiform Corrosion)

Relacionada con la exposición de metales a atmósferas con humedad relativa entre el 65% y 90%. Se ve favorecida por sustancias activadoras como cloruros o dióxido de azufre y defectos en el recubrimiento superficial.

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g) Picadura (Pitting Corrosion)

Forma localizada de corrosión que produce cavidades o «agujeros». Se considera más peligrosa que la corrosión uniforme porque es difícil de detectar, predecir y diseñar contra ella.

h) Corrosión intergranular (Intergranular Corrosion)

Forma de corrosión donde los límites de los cristalitos (granos) del material son más susceptibles al ataque que su interior.

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i) Corrosión por contacto (Fretting Corrosion)

Se produce cuando metales de diferente reactividad están en contacto directo bajo condiciones de vibración o pequeños movimientos relativos.

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j) Corrosión de concentración (Concentration Cell Corrosion)

Deterioro de partes de una superficie metálica a diferentes velocidades debido al contacto con distintas concentraciones de un mismo electrolito, lo que genera diferencias de potencial eléctrico.

k) Microbiológica (Microbial Corrosion)

Provocada por la actividad de microbios, microalgas y sustancias químicas orgánicas e inorgánicas. Afecta a centrales eléctricas, industrias químicas y torres de enfriamiento.

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5. Vías de introducción de la corrosión en aeronaves

  • A) Fabricación: Aunque las aeronaves salen de fábrica protegidas con pintura, selladores y chapados, estos sistemas sufren daños y deterioro con el uso, variando según la operación.
  • B) Factores ambientales y operacionales: Incluye la ubicación geográfica (ambientes marinos), contaminación industrial, pulverizadores agrícolas, polvos abrasivos y temperaturas extremas que rompen el sistema de acabado.

6. Zonas de mayor potencial de riesgo en la aeronave

  • Exhaust Trail Areas: Los depósitos de escape son altamente corrosivos y se acumulan en uniones y bisagras difíciles de limpiar.
  • Compartimiento de batería: Los vapores del electrolito sobrecalentado atacan rápidamente las superficies metálicas desprotegidas.
  • Sanitarios, buffets y cocinas: Retienen humedad y residuos que provocan ataques corrosivos.
  • Compartimiento del tren de aterrizaje: Expuesto a barro, sal, grava y agua; su geometría compleja dificulta mantener la pintura protectora.
  • Sumideros (Bilge Areas): Recolectan suciedad, líquido hidráulico, agua y virutas de mecanizado.

7. Métodos para evitar y eliminar la corrosión

Métodos Químicos

Se emplean para eliminar corrosión ligera. No suelen usarse en aceros o titanio.

  • Aleaciones de aluminio: Compuestos a base de ácido fosfórico.
  • Aleaciones de magnesio: Compuestos a base de ácido nítrico.

Métodos Mecánicos

Dependen de la severidad del daño y la estructura:

  • Lijado: Manual o con máquinas, empezando por granos gruesos hasta finos.
  • Chorreado (Sandblasting): Sistema de limpieza con materiales abrasivos inertes.
  • Esmerilado electrolítico: Combinación de acción electroquímica y rueda abrasiva.
  • Recorte: Sustitución completa de la pieza afectada.

8. Operación primaria de protección: Preparación de superficie

Se conoce como tratamiento de limpieza o preparación de la superficie. Consiste en la eliminación de contaminantes, óxido superficial y calamina para asegurar una óptima adhesión de los recubrimientos protectores.

9. Diferenciación en los procesos de eliminación

Los procesos no son iguales para todas las zonas. La estrategia varía según la agresividad del ambiente y el grado de corrosión. Las áreas críticas deben limpiarse, inspeccionarse y tratarse con mayor frecuencia que las zonas menos propensas, utilizando políticas institucionales que consideren todas las variables de tratamiento.

10. Clasificación de los daños por corrosión

Corrosión Ligera

  • Aparece entre inspecciones sucesivas y está dentro de los límites del manual del fabricante.
  • Atribuible a sucesos atípicos pero reparable bajo límites técnicos.

Corrosión Moderada

  • Sobrepasa los límites permisibles entre inspecciones, requiriendo reparación completa, parcial o sustitución del componente.

Corrosión Severa

  • Afecta de forma inminente la aeronavegabilidad y requiere acciones correctivas urgentes.

11. ¿Qué es el CPCP?

El Programa de Control y Prevención de Corrosión (CPCP) tiene como objetivo evitar que la corrosión comprometa la seguridad del avión. Proporciona procedimientos mínimos, niveles de inspección, umbrales de implementación e intervalos de repetición. También establece protocolos para informar hallazgos a fabricantes y autoridades reguladoras.

12. Circular AC 43-4A: Importancia y objetivos

Esta circular es un resumen de datos sobre la identificación y tratamiento del ataque corrosivo en estructuras y motores. Establece que la responsabilidad del control recae en el operador. Es fundamental porque ofrece medios aceptables de tratamiento para aeronaves donde el fabricante no ha publicado información específica, aunque siempre prevalecen las recomendaciones del fabricante si existen.