¿Por qué es útil galvanizar clavos de hierro (placa de zinc) en lugar de recubrirlos con cobre?

Esto se llama la “serie galvánica”. Muestra cuánta tensión eléctrica puede generar un metal en un entorno oxidante (en este caso, agua de mar).

La serie está organizada de modo que los metales más reactivos están en la parte inferior e izquierda, mientras que los menos reactivos (más nobles) están en la parte superior y derecha. Ahora aquí está la parte divertida: si conecta dos metales diferentes eléctricamente en el mismo medio corrosivo, crea un circuito. Esto causa un flujo de corriente que protege el metal menos reactivo, mientras hace que el metal más reactivo se corroa aún más rápido.

El zinc solo es superado por el magnesio en su reactividad. El acero está un poco más arriba en la tabla. Entonces el zinc protege el acero. Si cubre un clavo con zinc y se raya, exponiendo un poco del acero, el recubrimiento de zinc solo se corroe más rápido y el acero está protegido. Esto se llama “protección galvánica”, y el acero recubierto de zinc se llama “acero galvanizado”.

Notarás que el cobre está más arriba en la serie que el acero. Si cubrieras un clavo con cobre, el revestimiento de cobre resistiría mejor la corrosión que el zinc. Pero tan pronto como tenga un rasguño que exponga el acero, el acero protegerá galvánicamente al cobre; el acero se corroerá rápidamente dejando solo una cáscara de cobre. No es bueno.

El término “lata” generalmente se refiere a una lata de comida hecha de acero. Hoy en día están revestidos con un polímero para evitar que el contenido corroa el acero, pero cuando era joven estaban recubiertos con estaño, que es resistente a la corrosión y no es tóxico. Puede ver que en está justo por encima del cobre en la serie galvánica. Entonces, si arrojas una lata al exterior, se oxidaría en cuestión de semanas, porque la lata hizo que el acero se corroye aún más rápido.

Existen dos métodos principales para la prevención de la corrosión.

Uno es tratar o cubrir la superficie para que no sea reactivo y el otro es usar algo que sea más reactivo para que se corroa primero.

En la primera categoría:

  • La pasivación toma la superficie y la trata con un químico para reaccionar en la superficie y asegurar que la superficie sea menos reactiva
  • La pintura cubre una superficie tratada con una capa protectora de pintura.
  • El revestimiento cubre una superficie tratada con un metal menos reactivo.

El problema con la pintura es que tenía que ser perfecto o cualquier metal expuesto debajo reaccionaría. El problema con el revestimiento con un metal menos reactivo es que las picaduras o arañazos (por ejemplo, al martillar) al exponer el metal subyacente hacen que ese metal reaccione más rápidamente y, debido a que está cubierto y en contacto eléctrico con un metal menos reactivo (estaño o cobre), el hierro se corroe primero.

En la segunda categoría tienes galvanizado. El zinc es más reactivo que el hierro, por lo que todo el zinc debe corroerse antes de que el clavo de hierro muestre signos significativos de corrosión.

El zinc reacciona más rápido que el hierro, por lo que protege catódicamente contra la oxidación. El hierro es más reactivo que el cobre, por lo que el cobre protegerá al hierro solo si no hay ruptura en el recubrimiento. Cualquier grieta o porosidad y el hierro se corroerán. Lo mismo sucede con una lata. El estaño es menos reactivo que el hierro, por lo que no reaccionará con el contenido y se basa en un recubrimiento completo para proteger la comida de cualquier corrosión que el hierro corroe primero.