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Premian trabajo realizado por egresados y director de la Maestría del Instituto

PREMIO JOSÉ GALVELE

Mejor trabajo de investigación en degradación de materiales presentado en el 18º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, llevado a cabo entre el 1 y el 5 de octubre de 2018 en la ciudad de San Carlos de Bariloche

El trabajo titulado: "Repasivación por enfriamiento de la corrosión en rendijas de aleaciones Ni-Cr-Mo", formó parte de la tesis doctoral de Edgar C. Hornus, dirigida por el Dr. Ricardo M. Carranza y el Dr. Martín A. Rodríguez.

• Edgar C. Hornus es egresado de la Maestría en Ciencia y Teconolgía de Materiales del Instituto Sabato (2012) y del Doctorado en Ciencia y Tecnología, mención Materiales (2018). Actualmente se encuentra realizando su estadía posdoctoral en Curtin University (Australia) bajo la supervisión del Dr. Mariano Iannuzzi, egresado de Ingeniería en Materiales del Instituto Sabato (2002).  Es investigador de la Gerencia Materiales de CNEA.
• Martín A. Rodríguez es egresado de la Maestría en Ciencia y Teconolgía de Materiales del Instituto Sabato (2004) y del Doctorado en Ciencia y Tecnología, mención Materiales (2008). Es investigador adjunto de CONICET e investigador de la Gerencia Materiales de CNEA. Es docente de la cátedra de Degradación de Materiales I del Instituto Sabato.
• El Dr. Ricardo Carranza es el director de la Maestría en Ciencia y Tecnología y coordinador de los posgrados del Instituto Sabato.

Desde hace más de 15 años el Departamento Corrosión de la CNEA comenzó a estudiar las aleaciones Ni-Cr-Mo debido a su potencial uso como barreras ingenieriles en repositorios geológicos de residuos nucleares.  Estas aleaciones poseen una resistencia a la corrosión extremadamente elevada en los ambientes típicamente asociados con la disposición final de residuos nucleares.  De allí que se espera una vida útil muy prolongada si el contenedor de residuos nucleares posee una barrera resistente a la corrosión fabricada con aleaciones Ni-Cr-Mo.  No obstante, se debe garantizar un periodo de contención de los residuos que, de acuerdo a los requisitos de diseño, puede llegar hasta los 10.000 años.  Para ello se recurre a datos experimentales (obtenidos en laboratorio o in situ), análogos naturales y modelado.

Uno de los posibles modos de falla de las aleaciones Ni-Cr-Mo es la corrosión en rendijas en presencia de cloruros. La corrosión en rendijas puede ocurrir en superficies metálicas ocluidas donde el flujo de especies químicas se halla muy restringido. Los cloruros son iones presentes en prácticamente todas las aguas subterráneas.  Si bien existe una gran base de datos experimentales que permite inferir las condiciones en las cuales estos materiales se hallarán libres de daño por corrosión en rendijas, la totalidad de los datos se han obtenido en forma isotérmica, es decir, a temperatura constante.  Los residuos nucleares de nivel alto almacenados en los contendores son emisores de calor.  Se estima que las paredes de los contenedores estarán expuestas a una temperatura que se incrementará en el tiempo hasta alcanzar un máximo, luego del cual disminuirá muy lentamente.  La pregunta que surge inmediatamente es qué sucedería si, por algún motivo, la corrosión en rendijas se inicia a alta temperatura y luego se propaga a temperaturas menores.  El objetivo de este trabajo fue determinar si los límites de condiciones ambientales que se habían fijado previamente, mediante ensayos a temperatura constante, son aplicables en condiciones de enfriamiento.

Las aleaciones Ni-Cr-Mo, tal como sucede con los aceros inoxidables, se hallan protegidas de la corrosión por una película de óxidos muy delgada que se forma espontáneamente, denominada película pasiva.  Los ensayos electroquímicos aplicados consisten en provocar la ruptura localizada de esta película para luego reestablecerla en un proceso denominado repasivación.  Esto permite determinar en forma conservadora los límites de las condiciones ambientales en las cuales se produce, o no se produce, la corrosión en rendijas.

Se desarrolló un método de cinco etapas para estudiar la repasivación por enfriamiento de las aleaciones Ni-Cr-Mo.  Aplicando este método, se concluyó que para velocidades de enfriamiento extremadamente lentas, como las que se anticipan en los repositorios geológicos, las condiciones establecidas previamente en ensayos isotérmicos son aplicables, con un buen margen de seguridad, en condiciones de enfriamiento.  Estos resultados indican que podemos utilizar la base de datos de ensayos experimentales obtenidos a temperatura constante.