Deterioro fúngico de una película de conversión de fosfatos

Resumen

El acero al carbono es un material ampliamente empleado en múltiples aplicaciones, como por ejemplo construcción, energía, electrodomésticos, transporte, entre otras. Sin embargo, su escasa resistencia a la corrosión restringe su uso en muchas otras aplicaciones. La formación de una película de conversión de fosfato sobre la superficie de acero es una técnica muy empleada para aumentar la resistencia a la corrosión del acero al carbono, especialmente durante el transporte y almacenaje del material^[1]. En estos casos, el acero podría estar expuesto a ambientes húmedos, favorables para el desarrollo de microorganismos. Muchos microorganismos son capaces de solubilizar fosfatos insolubles y los hongos son particularmente importantes en este sentido ^[2]. En este trabajo se analizó, empleando medidas electroquímicas (curvas de polarización potenciodinámicas) y observación mediante lupa estereoscópica y microscopía electrónica de barrido (MEB), como se afecta la protección otorgada por dos tipos de películas de conversión de fosfato al acero al carbono, al ser expuestas al crecimiento de Aspergillus niger MN371276.

Para ello, cupones de acero al carbono SAE 1010 fueron lijados con papel esmeril de 600, y sumergidos en la solución de fosfatizado durante 20 minutos a temperatura ambiente. Para el fosfatizado de hierro se empleó una solución comercial; para el de zinc, se preparó una solución conteniendo por litro: 17 ml de H₃PO₄ al 85% m/m; 3 ml de HNO₃, 5 g de ZnO, 2 g de NaNO₃. En placas de Petri con medio mínimo mineral líquido (MML), los cupones fosfatizados fueron inoculados con una solución de esporas (10⁵ esporas/ml) e incubados a 28°C durante 30 días. Pasado ese tiempo, los cupones fueron enjuagados y se realizaron las medidas electroquímicas y observaciones microscópicas.

Las medidas de polarización potenciostática se realizaron utilizado una típica celda de tres electrodos, con acero al carbono (SAE 1010) fosfatizado como electrodo de trabajo (área 1 cm²), como contraelectrodo una chapa de acero inoxidable y como electrodo de referencia Ag/AgCl. El electrolito utilizado fue NaCl 3,5 % m/v. Las medidas se registraron en rango de potencial de ± 100 mV del potencial a circuito abierto a una velocidad de barrido de 0,166 mV/s.

De las curvas de polarización se desprende que la exposición del acero fosfatizado (tanto con el fosfatizado de hierro como el de zinc) a A. niger altera el comportamiento protector de las películas de fosfatizado, quedando evidenciado en el cambio de las respuestas de las ramas anódicas y catódicas, en comparación con el acero fosfatizado no expuesto (Figura 1). Para ambas películas de fosfatizado se observa un cambio de respuesta de la rama catódica, observándose para la reacción de reducción un típico comportamiento de control por transferencia de materia (corriente límite) para el acero fosfatizado, cambiando a un comportamiento puramente cinético luego de haber sido expuesto a MML. En cambio, la reacción anódica no presenta cambios significativos.

Las observaciones por MEB muestran el deterioro de ambas películas de conversión. Mediante EDX se observó la disminución de la señal correspondiente al fosforo (en ambos recubrimientos) y al zinc (fosfatizado de zinc) sobre las superficies expuestas a A. niger.