INTRODUCCIÓN
Las aperturas del casco (pasacascos y grifos de fondo) por debajo de la línea de flotación son puntos vitales de cualquier embarcación o buque. Estos no deben ser tomados a la ligera ni mucho menos y merecen toda nuestra atención. En este artículo hablaremos de los pasacascos y grifos de fondo, los tipos de materiales más usados y de su comportamiento frente a la corrosión en el ambiente marino.
Durante los años trabajando embarcado y realizando inspecciones a todo tipo de embarcaciones de recreo, me he dado cuenta de que los pasacascos y grifos de fondo no reciben el cuidado y mantenimiento adecuados, y ello se debe al desconocimiento generalizado del comportamiento que tienen estos frente a la corrosión.
Es por esto que vamos a desgranar de la forma más teórico-práctica posible estos componentes tan importantes en el día a día de las embarcaciones.
Ilustración 1 Entronque de latón observado en el microscopio.
MATERIALES
Por muy difícil que cueste creer, muchos astilleros siguen usando pasacascos o grifos de fondo de materiales no resistentes a la corrosión que provoca el agua de mar. Los principales materiales usados son el latón, aleaciones de bronce, bronce, acero inoxidable y materiales plásticos.
Los materiales más usados para grifos de fondo y pasacascos que he observado en la actualidad son los siguientes:
LIXIVIACIÓN SELECTIVA O CORROSIÓN SELECTIVA
La lixiviación selectiva o la corrosión selectiva es la eliminación de un elemento de una aleación sólida mediante un proceso de corrosión. El ejemplo más común es la deszincificación del latón, en la que el zinc se lixivia selectivamente de una aleación de latón de cobre y zinc. La eliminación del zinc produce una estructura de cobre porosa debilitada con la consecuente pérdida de sus propiedades de resistencia y ductilidad. La eliminación selectiva de zinc puede ser de manera uniforme o localizada dependiendo del ambiente en el que se encuentre.
En una aleación cobre-zinc el componente más noble es el Cobre, actuando el zinc como ánodo. El elemento menos noble es atacado en este caso creando la pérdida de zinc. Cuanto mayor es el contenido en zinc en las piezas de latón, mayor es la posibilidad de que se dé lugar la lixiviación del zinc.
Las regiones que han sufrido pérdida de zinc se caracterizan por su color rojo/naranja característico del cobre en contraste a su color amarillo original del latón como se puede ver en la ilustración 2.
Ilustración 2 Entronque de material disimilar sufriendo lixivicación del zinc.
Ilustración 3 Observación al microscopio con aumentos x10.
En el laboratorio hemos examinado una muestra de latón usado en una embarcación y hemos raspado para llegar a la capa de material sin corrosión (ilustración 2 Izq.). Se observan dos capas diferenciadas. La superficie naranja/rojiza de óxido de cobre recubierta por una capa exterior de “cardenillo” (color turquesa) que veremos a continuación de qué está compuesta. En la imagen de la derecha observamos la superficie porosa color naranja proveniente de la primera capa de óxido de cobre. Como veremos si al rascar esta capa obtenemos un color diferente (anaranjado) al propio del latón (amarillo/dorado) tendremos una pieza que está sufriendo la lixiviación del cinc.
Otra forma de aparición de esta dezincificación, es la denominada en inglés “meringe decincification”. Son zonas muy puntuales en forma de picadura donde se concentra la pérdida de zinc creándose una sustancia blanca que recuerda al merengue por su tonalidad.
Ilustración 4 Unión de metales disimilares en ramales de agua caliente con presencia de corrosión por deszincificación.
Ilustración 5 Entronque y válvula antiretorno de latón en un ramal de agua caliente sufriendo deszincificación.
Varios factores provocan el incremento de este tipo de corrosión. Uno de ellos es la temperatura, los ramales de agua caliente son más susceptibles de sufrir este tipo de corrosión como podemos observar en ambas ilustraciones.
Otro factor a tener en cuenta y de fácil medición es el PH del agua puesto que en sistemas con agua de PH ácido o básico son susceptibles de recibir este tipo de corrosión.
Para finalizar el último factor a tener en cuenta es el nivel de cloro en el agua que también agiliza el proceso de corrosión.
TIPOS DE ÓXIDOS
En grifos de fondo o pasacascos nos podemos encontrar una gran variedad de colores debido a la creación de óxidos, acetatos, sulfatos, carbonatos, etc. Los diferentes colores y texturas más predominantes que nos podemos observar son los siguientes:
- Cardenillo, verdín o pátina (Hidróxido de Cobre/Acetato de cobre/Sulfato de cobre/Carbonato de cobre).
El color turquesa tan característico que se muestra en las aleaciones de cobre se debe a la acción de una serie de componentes químicos provenientes del agua. Esta capa superficial no es dañina para el material. Aparece tanto en bronce como en latón.
Ilustración 6 Instalación en una embarcación de filtro de agua salada y bonding system.
Ilustración 7 Superficie de entronque de latón con corrosión superficial. Microscopio aumento 4 /0.10.
- Óxido de Cobre (I) y (II)
El óxido de cobre (I) tiene un color marrón claro y es usado para pinturas antifouling, no obstante, se ha demostrado el efecto nocivo que tiene sobre vida acuática y se está usando cada vez menos.
El óxido de cobre (II) presenta un color oscuro cercano al negro.
En esta ocasión hemos realizado un rascado superficial apenas llegando a la capa de latón sin corrosión. Se observan varios colores:
Naranja y rojo oscuro: Proveniente del óxido de cobre (I). No debemos confundir esta capa superficial con el descincado que es una capa de material poroso. Si al rascar la superficie no obtenemos el tono amarillo característico del latón y obtenemos un tono rojizo anaranjado más bien poroso, esto es la capa de material que ha sufrido lixiviación del zinc como hemos indicado anteriormente.
Azul, verde y blanco: Capa que se forma encima de los óxidos de cobre y proviene de los sulfatos y carbonatos de cobre (Pátina/cardenillo).
Ilustración 9 Rascado superficial en capas de óxido. Microscopio aumento 4 /0.10.
- Óxido de Cromo
Puede darse el caso de que exista una gran variedad de piezas cromadas instaladas a bordo. Es por ello que debemos tener presente que en ocasiones estaremos ante un latón o bronce cromado con un acabado superficial brillante color metalizado.
El cromado mejora las propiedades mecánicas del latón aumentando su resistencia a la corrosión y mayor resistencia estructural. Sin embargo, no queda exento de sufrir corrosión.
Ilustración 10 (Izq.) Óxido de cromo. Fuente: Wikipedia (Der.) Grifo cromado (fuente desconocida).
- Óxido de Níquel
El niquelado se aplica al latón y al bronce para darle unas propiedades de resistencia a la corrosión muy superior que las que tendría la aleación en cuestión. Muchos filtros de agua salada de marcas italianas suelen niquelar sus componentes.
Ilustración 11 (Izq.) Óxido de níquel. Fuente: ecured.cu (Der.) Filtro de agua salada niquelado.
NORMATIVA APLICABLE
Normativa aplicable para embarcaciones sujetas a marcado CE.
- ISO 9093:2020 Grifos de fondo y pasacascos.
Si se usa latón, este debe ser resistente al descincado (DZR, Dezincification resistant). La combinación de distintos materiales, incluyendo los elementos de fijación debe tener en cuenta la posibilidad de la acción galvánica. Se pueden utilizar materiales que actúan galvánicamente con otros materiales utilizados en el sistema, si están aislados galvánicamente.
Anexo A: Ensayo de resistencia.
Anexo B: Ensayo de resistencia a la corrosión.
Anexo C: Ensayo de estabilización a los rayos UV.
- ISO 9093-2 Grifos de fondo y pasacascos – no metálicos.
- ISO 6509 Parte 1 y 2 Descincado del latón.
ABRAZADERAS METÁLICAS
Las abrazaderas metálicas según la normativa ISO 9093 deben ser reutilizables y ser en su TOTALIDAD de acero inoxidable tipo Cr18Ni8 u otro material con igual o mayor resistencia a la corrosión. No se deben utilizar abrazaderas cuyo apriete dependa de la tensión de un resorte.
Las fijaciones de las mangueras con el grifo de fondo deben ser dobles y si su diámetro nominal es mayor a 25,4mm (1 pulgada) esta puede ser una única abrazadera de perno en “T”.
Ilustración 12 Abrazadera tipo "T" usada en un grifo de fondo.
En la ilustración podemos observar una abrazadera tipo “T” utilizada en un grifo de fondo.
-Tornillo: Acero Qst 34-3 (DIN 1.0213) Cincado Cr3.
-Cinta y guía cinta: Acero inoxidable X8Cr17 (DIN 1.4016) (AISI-430).
Esta abrazadera no cumple la norma al estar compuesta de un acero inoxidable con propiedades frente a la corrosión menores a las dispuestas en la normativa y además utilizar materiales disimilares al acero inoxidable (tornillo de acero).
Con el uso de un imán podemos hacernos una estimación rápida del tipo de acero con el que nos encontramos. Los aceros inoxidables de buena calidad poseen muy poca imantación al contrario de las aleaciones con bajas propiedades frente a la corrosión o aceros no inoxidables.
En la ilustración de la derecha observamos un conjunto de pasacascos-grifo de fondo-entronque que no pasaría el ensayo de conjunto descrito en la ISO 9093:2020 (Anexo 3). Se debe aplicar una fuerza de al menos 1500N para medidas nominales de 25,4 mm (1 pulgada) o menores y de 2224N para medidas nominales superiores a 25,4mm.
Ilustración 13 (Izq.) Grifo de fondo con una sola abrazadera. (Der.) Pasacascos largo con grifo de fondo y entronque.
COMBINACIÓN DE MATERIALES
La combinación de materiales debe realizarse teniendo en cuenta la posibilidad de dilatación y/o agarrotamiento. Además, los materiales en contacto no deben crear pares galvánicos unos con otros o con la embarcación.
Ilustración 14 Raspado de la bola interior del grifo de fondo (latón con protección).
DOS FACTORES DETERMINANTES: PAR DE APRIETE Y CORRIENTES PARÁSITAS
Nos remontamos al año 1999 cuando tuvo lugar el siniestro del pesquero “Random Harvest” en costas inglesas. Este pesquero no se hundió debido a la pericia de la tripulación y del buen funcionamiento del sistema de achique, no obstante la vía de agua no pudo encontrarse al momento y la embarcación tuvo que ser varada al instante.
La causa de la entrada de agua fue el descincado o lixiviación del zinc de un pasacascos de la toma de agua salada del sanitario.
A raíz de este episodio el MAIB (Marine Accident Investigation Branch) realizó un informe (ver bibliografía) para encontrar la causa o causas que provocaron este fenómeno.
Es el mismo caso que me he encontrado en una embarcación a vela la cual sufrió una vía de agua, también por casualidad debido a la descincado del latón en el pasacascos de la toma de agua salada del sanitario. Al investigar la causa raíz del fallo del material, coinciden las causas con las del “Random Harvest”.
En el caso del velero, dos cables con corriente contínua 24 horas procedentes de un interruptor de bomba de sentinas se quedaron desconectados y por gravedad apoyados sobre el conjunto grifo de fondo-pasacascos. El grifo de fondo era de latón (tonval-CW617N) y el pasacascos de aleación parecida (se desconoce con exactitud). Debido a la acción de la corriente parásita de 12V en contínua, el descincado se produjo de forma acelerada debilitando el material y formando una vía de agua.
Ilustración 15 "Velero" conjunto pasacascos y grifo de fondo que provocó la vía de agua.
El par de apriete del grifo de fondo es determinante a la hora de realizar la instalación de los diferentes componentes. Se observa en las imágenes que el pasacascos se fracturó por la misma zona donde se fracturó el pasacascos del “Random Harvest”.
Ilustración 16 "Random Harvest" conjunto pasacascos-grifo de fondo que provocó la vía de agua.
Ilustración 17 Descincado del latón (pasacascos).
Ilustración 18 Ratios de corrosión (pérdida de material) en agua salada de diferentes aleaciones (latón y bronce).
En la ilustración se puede observar el color anaranjado/rojizo del material indicando un claro descincado de la aleación.
El cable que provocó la corriente parásita presenta restos de corrosión. Este cable al portar electricidad las 24 horas estuvo aplicando una corriente parásita al conjunto grifo de fondo-pasacascos desencadenando la pérdida de zinc y la consecuente vía de agua.
Ilustración 19 Cables desconectados con CC 12V / 24h.
BIBLIOGRAFÍA
- Corrosion in through-hull fittings and seacock valves in yachts and boats. Piet Jansen.
- Tema 6. Corrosión. Departamento de química de la (Universidad de Alicante).
- Random Harvest. Report Investigation of the flooding of UK charter Fishing vessel. Report No28/2000
- Rana Afif Majed Anaee and Majid Hameed Abdulmajeed.
- https://inspectapedia.com/
- ISO 9093-2 Grifos de fondo y pasacascos – no metálicos.
- ISO 6509 Parte 1 y 2 Descincado del latón.
- ISO 9093:2020 Grifos de fondo y pasacascos.