miércoles, 20 de marzo de 2013

Corrosión provocada por la madera

Naturaleza química de la madera

El principal constituyente de la madera es la celulosa, que es un polisacárido, es decir, un polímero hecho de moléculas de azúcar unidas en largas cadenas. Cada unidad de azúcares contiene radicales hidroxilo básicos, una proporción de los cuales se combinan con radicales acetil en la forma de grupos ester (sal orgánica). Estos grupos pueden combinarse con agua (hidrólisis) para proporcionar radicales hidroxilo libres y ácido acético.

La reacción que se produce es grupo acetil + agua da como resultado radical hidroxilo libre + ácido acético.

Esta es una reacción en equilibrio, lo que causa que la humedad en la madera siempre sea ácida, pero a causa de que el ácido acético es volátil y puede evaporarse, la reacción se desplaza lentamente hacia la derecha de manera continua. El radical acetilo constituye aproximadamente el 1%-6% en peso de la madera seca, más en maderas de árboles de hoja caduca que en coníferas, y esta cifra determina la cantidad total de ácido acético que puede formarse.

La tasa de emisión del ácido acético depende de cada especie, y una madera con más bajo contenido de acetil puede liberar ácido acético más rápido bajo unas condiciones dadas que otra madera de más alto contenido de acetil.

En una determinada madera, la tasa de formación de ácido acético depende de la temperatura y de la humedad contenida en la madera, y la tasa de su evaporación depende de la geometría del mueble en cuestión. Además, en la madera hay presentes ácido acético, pequeñas cantidades de ácido fórmico, propiónico y butírico, pero sus efectos puede ser despreciables en comparación con los del ácido acético.

La madera contiene entre 0,2% y 4% de cenizas, que constan principalmente de calcio, potasio y magnesio como carbonatos, sulfatos, silicatos y cloruros; también hay aluminio, hierro y sodio. Los sulfatos contribuyen en peso entre el 1% y 10% de la ceniza, y los cloruros entre 0,1% y 5%; ambos radicales aumentan la acción corrosiva del ácido acético.  


Corrosividad de la madera sobre el metal

La acidez de la madera y su emisión de vapores de ácido acético determinarán la corrosividad de la madera en metales que estén en contacto directo con ellas o expuestos a sus vapores en muebles o contenedores cerrados hechos de madera.

Distintos tipos de metales presentan diversa susceptibilidad a la corrosión por ácido acético. La lista de metales usados en numismática es la siguiente:

Grupo 1.- ataque severo:
Aceros al carbono
Aceros de baja aleación
Plomo y sus aleaciones
Zinc y sus aleaciones

Grupo 2.- ataque moderado:
Cobre y sus aleaciones

Grupo 3.- ataque muy ligero:
Aluminio y sus aleaciones de baja resistencia
(algo superior para aleaciones Al-Cu y Al-Zn)
Níquel

Grupo 4.- ataque insignificante:
Aceros inoxidables austeníticos
Cromo
Oro
Plata
Estaño
Titanio y sus aleaciones


Lista de maderas ordenadas por acidez (de Mayor a menor)

El riesgo de corrosión por emisión de vapores es alto:
Roble (oak)
Castaño dulce (sweet chestnut)

El riesgo de corrosión por emisión de vapores es bastante alto:
Haya (steamed european beech)
Abedul (birch)
Abeto Douglas (douglas fir)
Okume (gaboon)
Teca (teak)
Cedro rojo (western red cedar)

El riesgo de corrosión por emisión de vapores es moderado:
Pino Paraná o pino Brasil (parana pine)
Picea (spruce)
Olmo (elm)
Khaya senegalesa (african mahogany)
Nogal (walnut)
Iroko (iroko)
Gonystylus (ramin)
Abachi, samba (obeche)

La falta de ventilación contribuye a aumentar el poder corrosivo de la exposición a una determinada madera.

La humedad relativa del ambiente tiene una gran influencia en la corrosión provocada por el ácido acético de la madera. Esto puede deberse al doble efecto de la humedad, como incentivadora de la producción de ácido por la madera, así como activadora de la reacción corrosiva sobre la superficie del metal.

A temperaturas moderadas, la mayoría de las maderas pueden emitir vapores con distinto grado de corrosividad (según el tipo de madera y las circunstancias particulares) durante períodos típicos de al menos 20 años.


Como evitar la corrosión por efecto de la madera

- Utilizar contenedores de maderas poco emisivas de ácido acético. Consultar la lista de maderas expuesta más arriba.

- Evitar el uso de madera muy nueva o húmeda. Procurar a la madera un proceso de secado conveniente antes de ser usada.

- Un contenedor o mueble bien ventilado no producirá efectos corrosivos. Pero la ventilación debe ser significativa para que sea eficaz.

- Se pueden tomar medidas adicionales: forrar la madera con placas de metales como aluminio o zinc, guardar nuestras monedas en contenedores sellados que eviten la entrada de vapores en contacto con el metal, evitar el uso de pegamentos y colas pues pueden producir vapores corrosivos, etc.

- El uso de las cápsulas habituales para el almacenamiento de nuestras monedas no es suficiente para preservarlas de la acción de estos vapores, porque no garantiza un sellado perfecto; por tanto, en un tiempo suficientemente prolongado, los vapores, si se presentan en cantidad suficiente, podrán terminar por afectar al interior de la cápsula, y por tanto, a la moneda.

- Dado que la corrosión necesita de humedad ambiental para producirse, intentar reducir la misma mediante el uso de sustancias desecadoras del aire.

Enlaces:
Oxidación y corrosión. Perspectiva general.


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