Un potenciostato para la investigación de la corrosión controla el potencial de una muestra metálica frente a un electrodo de referencia y mide la corriente que fluye a medida que el metal se corroe. A partir de esa corriente se calcula la velocidad de corrosión, se determina si un metal es propenso a la corrosión por picaduras y se sigue la evolución de la degradación de un recubrimiento protector.
Los ensayos electroquímicos ofrecen esas respuestas en cuestión de horas. Un ensayo de niebla salina sobre el mismo recubrimiento puede llevar meses.
En esta página se describen las técnicas que debe utilizar un potenciostato de corrosión, las especificaciones que son importantes para los trabajos de corrosión y qué instrumentos de PalmSens se adaptan a cada tipo de investigación.
Potenciostatos para la investigación sobre la corrosión
Tres configuraciones de « PalmSens » cubren las necesidades de la mayoría de los laboratorios de corrosión: el paquete EIS Corrosion para ensayos de corrosión cotidianos, el paquete EIS Plus Corrosion para recubrimientos y trabajo de campo, y el MultiEmStat4 para analizar muchas muestras en paralelo. Ambos paquetes incluyen una célula de corrosión, cables, el software PSTrace y el manual de corrosión.
Por qué se mide la corrosión de forma electroquímica
La mayor parte de la corrosión es un proceso electroquímico. En la superficie del metal, una reacción anódica disuelve el metal, mientras que una reacción catódica, como la reducción del oxígeno, consume los electrones que se liberan. Ambas corrientes son iguales y opuestas, por lo que una muestra en proceso de corrosión no presenta por sí sola una corriente neta.
Un potenciostato hace visible esa corriente oculta. Desplaza la muestra ligeramente por encima de su potencial de corrosión y mide cómo responde la corriente. A partir de esa respuesta se calculan la corriente de corrosión y la velocidad a la que se pierde el metal.
Este mismo principio se utiliza para comparar aleaciones, probar inhibidores de la corrosión y evaluar recubrimientos, razón por la cual la electroquímica se ha convertido en un método estándar en la investigación sobre la corrosión.
Las técnicas que debe emplear un potenciostato de corrosión
La investigación sobre la corrosión se basa en un pequeño conjunto de técnicas. Cada una de ellas responde a una pregunta diferente sobre el metal o el recubrimiento, y un potenciostato de corrosión debe ser compatible con todas ellas.
| Técnica | Qué te indica |
|---|---|
| Potencial de circuito abierto (OCP) | El potencial de corrosión de la muestra y si este es estable antes de comenzar |
| Polarización lineal (LPR) | La resistencia de polarización, medida cerca del potencial de corrosión sin dañar la muestra |
| Polarización potenciodinámica y gráfico de Tafel | Corriente de corrosión, pendientes de Tafel y velocidad de corrosión |
| Polarización cíclica | Susceptibilidad a la corrosión por picaduras y capacidad del metal para repasivarse |
| Espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) | Resistencia y capacitancia del recubrimiento, absorción de agua, delaminación y estimación del tiempo hasta el fallo |
| Amperometría de resistencia cero (ZRA) | La corriente galvánica entre dos metales diferentes en contacto |
Características técnicas importantes para los trabajos sobre corrosión
Rango de corriente en ambos extremos. Una probeta de acero sin recubrimiento sumergida en ácido puede consumir miliamperios, mientras que la corriente que atraviesa un recubrimiento intacto se sitúa en el rango de los nanoamperios o menos. Un potenciostato de corrosión debe medir ambos con buena resolución.
Corriente máxima. Las muestras de gran tamaño, los electrolitos agresivos y la polarización alejada del potencial de corrosión aumentan la corriente. Una corriente de hasta 200 mA cubre la mayor parte de los trabajos de corrosión en laboratorio.
En lo que respecta a la corrosión, el instrumento debe medir todo el rango: desde miliamperios en una probeta sin recubrimiento hasta nanoamperios a través de un recubrimiento intacto.
Rango de frecuencias EIS. El comportamiento del recubrimiento se manifiesta a bajas frecuencias, a menudo en el rango de los milihercios, por lo que el extremo inferior del analizador de impedancia es el más importante. Todos los instrumentos de esta página alcanzan hasta los 10 µHz.
Aislamiento de tierra. Las mediciones ZRA y las muestras conectadas a tierra, como las estructuras instaladas, requieren un potenciostato que no tenga como referencia la misma tierra. El aislamiento galvánico, o un instrumento alimentado por batería sin cable de conexión al ordenador, resuelve este problema.
Software de corrosión. El análisis de Tafel, el cálculo de la velocidad de corrosión y el ajuste del circuito equivalente deben formar parte del software, no de una hoja de cálculo posterior. PSTrace cuenta con un modo específico de corrosión para ello.
¿Cuál se adapta mejor a tu investigación sobre corrosión?
El paquete de corrosión EIS se basa en el EmStat4S HR. Permite realizar todas las técnicas habituales de corrosión, incluyendo EIS hasta 200 kHz y ZRA, suministra hasta ±200 mA a ±6 V y cabe en la palma de la mano. Para curvas de polarización sin impedancia, el paquete básico de corrosión utiliza el mismo instrumento sin el módulo EIS.
El paquete EIS Plus para corrosión incluye el PalmSens4. Su rango de ±10 V, sus rangos de corriente que llegan hasta los 100 pA y su EIS de hasta 1 MHz lo hacen ideal para la investigación de recubrimientos, y su batería y conexión Bluetooth lo convierten en la opción ideal para realizar mediciones in situ.
El MultiEmStat4 funciona con 4, 8 o 12 canales en paralelo. Esto resulta ideal para el cribado de inhibidores, muestras replicadas y ensayos de recubrimiento prolongados, en los que un solo canal mantendría el experimento en espera durante semanas. Dispone de aislamiento galvánico por canal para ZRA.
| Especificación | Paquete de corrosión EIS (EmStat4S HR) | Paquete de corrosión EIS Plus (PalmSens4) | MultiEmStat4 HR |
|---|---|---|---|
| Canales | 1 | 1 | 4, 8 o 12 |
| Rango de potencia | ±6 V | ±10 V (o ±5 V) | ±6 V |
| Corriente máxima | ±200 mA | ±30 mA (típico) | ±200 mA por canal |
| Gamas actuales | 100 nA – 100 mA | 100 pA – 10 mA | 100 nA – 100 mA |
| EIS | 10 µHz – 200 kHz | 10 µHz – 1 MHz | 10 µHz – 200 kHz |
| ZRA | Sí | Sí | Sí, con opción de aislamiento galvánico |
| Potencia | USB-C | USB o batería interna, Bluetooth | Alimentación por USB y red eléctrica |
| Incluye célula de corrosión y manual | Sí | Sí | No |
Especificaciones tal y como aparecen publicadas en las páginas de productos de PalmSens .
Evaluación de recubrimientos en 24 horas con REAP
Muchos recubrimientos siguen sometiéndose a ensayos en los que se exponen a niebla salina durante meses. La Evaluación Electroquímica Rápida de Pinturas (REAP) reduce ese tiempo a 24 horas.
REAP combina el EIS con el desprendimiento catódico en una serie de muestras y extrapola el comportamiento a largo plazo para obtener un tiempo estimado hasta el fallo. Dado que el método se basa en varias muestras, un instrumento multicanal como el MultiEmStat4 es lo que más tiempo ahorra en este caso.
Monitorización de la corrosión fuera del laboratorio
Los puentes, las tuberías y el hormigón armado se corroen en su ubicación real, no en un vaso de precipitados. El PalmSens4 funciona con su batería interna y se conecta por Bluetooth, lo que permite realizar una medición completa de la corrosión in situ y almacenar los datos en el propio instrumento.
Para instalaciones permanentes que requieren realizar mediciones durante meses y enviar informes de forma remota, PalmSens fabrica monitores de corrosión específicos basados en sus módulos OEM, como el EmStat Go y el EmStat Pico.
Solicitar un presupuesto
Los paquetes de corrosión se cotizan como un conjunto completo: potenciostato, célula de corrosión, cables, software PSTrace y el manual de corrosión. Los instrumentos multicanal se cotizan por configuración, ya que el número de canales, el rango de corriente y opciones como EIS y el aislamiento galvánico influyen en el precio.
Describe las muestras y las técnicas que tienes previsto utilizar, y el presupuesto se ajustará a lo que realmente necesitas medir.
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Preguntas más frecuentes
¿Qué mide un potenciostato en los ensayos de corrosión?
Controla el potencial de la muestra metálica frente a un electrodo de referencia y mide la corriente resultante. A partir de la corriente en torno al potencial de corrosión, se calculan la corriente de corrosión y la velocidad de corrosión.
¿Qué técnicas electroquímicas se utilizan en la investigación sobre la corrosión?
Las más habituales son el potencial de circuito abierto, la polarización lineal, la polarización potenciodinámica con análisis de Tafel, la polarización cíclica, la espectroscopia de impedancia electroquímica y la amperometría de resistencia cero.
¿Cuánta corriente necesita un potenciostato de corrosión?
Depende de la superficie de la muestra y del electrolito. Una intensidad de hasta 200 mA es suficiente para la mayoría de los trabajos de corrosión en laboratorio, mientras que las mediciones en recubrimientos intactos requieren rangos de corriente sensibles del orden de los nanoamperios o inferiores.
¿Necesito un EIS para la investigación sobre corrosión?
En el caso de los metales sin recubrimiento, las mediciones de polarización suelen ser suficientes. Para los recubrimientos, la EIS es la técnica principal, ya que permite determinar la resistencia del recubrimiento, la absorción de agua y la delaminación sin dañar la muestra.
¿Por qué necesita la ZRA aislamiento galvánico?
Un amperímetro de resistencia cero mide la corriente entre dos metales conectados eléctricamente. El instrumento no debe añadir su propia conexión a tierra a ese circuito, por lo que debe estar flotante.
¿Se puede medir la corrosión sobre el terreno?
Sí. Un potenciostato alimentado por batería con control inalámbrico, como el PalmSens4, realiza mediciones in situ. Para la monitorización remota a largo plazo, se fabrican monitores de corrosión específicos basados en módulos de potenciostato OEM.