Actualmente ya es común el hecho de que en algunas industrias se protege el equipamiento electrónico ante los posibles peligros de la corrosividad ambiental al igual que lo hacen frente al fuego, vibraciones, interferencias, subidas de tensión y por supuesto de la temperatura y la humedad.

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Si en el proceso productivo se generan gases ácidos y/o corrosivos, como ácido sulfhídrico (H2S), dióxido de azufre (SO2), ozono (O3), óxidos nitrosos (NOx), amoniaco (NH3) y derivados, cloro (Cl2) y derivados, ácido fluorhídrico (HF) u otro similares, pueden penetrar en las salas eléctricas a través de puertas, ventanas, orificios de ventilación, pasacables, creando un ambiente en el interior altamente corrosivo que afecta a la instrumentación instalada.

La corrosión ataca a los terminales de conexión, conectores pin, zócalos de los IC y a las propios pins de los circuitos integrados, lo que lleva a aumentar la resistencia al paso de la corriente por dichos elementos, falseando las lecturas reales y produciendo un efecto de sobrecalentamiento en los diversos elementos, que terminan en averías. Estas averías generan gastos considerables en mantenimiento y pérdidas de producción todavía más costosas.

Como efecto añadido la corrosión también ataca los sistemas de aire acondicionado, tanto a los tubos de cobre, como a las soldaduras de plata entre ellos, produciéndose fallos en el sistema de acondicionamiento de aire que es una causa indirecta de averías por corrosión.

La presurización de las salas eléctricas con aire filtrado químicamente se ha mostrado como la solución más eficaz para estos problemas.

Causas de la corrosión

La corrosión se produce por la reacción química de compuestos gaseosos sobre algunos metales, que provocan el deterioro del propio metal y la pérdida de sus propiedades físicas iniciales. Este ataque se produce en su primera etapa en la capa exterior del metal, debido a que la humedad existente disuelve los gases del ambiente y recubre el metal. La situación todavía es más nociva, cuando por el metal recubierto de dicha humedad ácida, la recorre una corriente eléctrica. Entonces, además de la propia corrosión química, se establece una especie de célula electrolítica, que descompone literalmente el metal en forma de sales conductoras de electricidad. Dichas sales cristalizan formando pequeños y frágiles hilos conductores, que van creciendo paulatinamente, por efecto de la corrosión, llegando a producir cortocircuitos entre dos pistas, conectores o pins de los chips, adyacentes, provocando fallos.

Clasificación y Monitorización de la corrosión

La concentración de gases en el ambiente, se mide normalmente en ppb (partes por billón americano, es decir 1 ppb= 0,001 ppm). El efecto de la corrosividad ambiental, dependerá de los gases presentes y de la concentración de los mismos. El sulfhídrico es tal vez el más peligroso, dado que es un compuesto común en el ámbito del papel y celulosa, con una concentración normal en el ambiente de unos 100 ppb, mientras que su acción nociva hacia la electrónica empieza a partir de los 3 ppb.

La Instrument Society of America (ISA) elaboró en el año 1985 los Standards que definen la corrosividad del ambiente, en función de los Angstroms de corrosión, que se acumulan en una placa de cobre, durante el plazo de 30 días y la relacionan con el efecto producido sobre la electrónica. Así mismo correlacionó cada clase ambiental, con la concentración presente de cada gas corrosivo, de entre los más comunes en la industria. Estos standards son los S71.04-1985 que se representan en la tabla adjunta.

Actualmente la normativa europea RoHS (Restriction of Hazardous Substances), según la directiva 2002/95/CE, restringe el uso de sustancias consideradas pelligrosas como es el caso del plomo, lo que ha llevado a muchos fabricantes de componentes electrónicos a reemplazar el plomo por la plata, mucho más sensible al ataque de la corrosión ambiental.

Eliminación de los gases corrosivos

La mejor tecnología actual para la eliminación de compuestos gaseosos corrosivos, en este rango de concentraciones, es la filtración química en unidades de tratamiento de aire, donde el material filtrante son esferas de adsorbente con impregnación de reactivos químicos.

El proceso de filtrado consta de tres fases, que se encadenan de forma casi instantánea en los poros del adsorbente: adsorción de los contaminantes, disolución de los mismos en las pequeñas gotas de agua y reacción química instantánea e irreversible con el impregnante químico. Esta reacción química cambia la naturaleza del compuesto corrosivo convirtiéndolo en una sal inocua que queda retenida en la estructura porosa del adsorbente.

alphasorb-adsorbentes-quimicosEl adsorbente químico más apreciado en esta tecnología es la alúmina activada impregnada, bien caústicamente o bien con permanganato potásico (ver imagen). Según la mezcla total de gases a eliminar en cada caso será necesario colocar varias etapas en serie, cada una de las cuales con un adsorbente químico, con el fin de eliminar selectivamente las diferentes especies de compuestos corrosivos.

Los equipos utilizados incorporan al mismo tiempo varias etapas de filtración de partículas para asegurar que el polvo por una parte no obture los poros del adsorbente químico, y al mismo tiempo no llegue al interior de la sala eléctrica que se está protegiendo.

En cada caso se requiere un estudio pormenorizado, para conocer o estimar qué gases y concentraciones intervienen, y poder así determinar el caudal de aire que es necesario tratar, escoger el tipo de adsorbentes químicos a instalar y el número de lechos necesarios, para obtener, a la salida del equipo de filtración gaseosa, un aire que cumpla con las especificaciones G1 de la ISA.

Estas especificaciones G1, ya están reconocidas y recomendadas por todas las casas de fabricación de Sistemas de Control Distribuido.

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El grado de corrosividad ambiental se puede determinar fácilmente con la ayuda de cupones de corrosión (ver imagen), que en su versión más habitual incorporan de una lámina de cobre y otra de plata. Dichos cupones después de una exposición de 30 días en la sala eléctrica son analizados, y el espesor de la capa de corrosión formada sobre la lámina cobre nos permitirá clasificar la corrosión según la norma referida.

Alphachem le puede ayudar a evitar los fallos en los equipos electrónicos causados por la corrosividad ambiental que se presenta en algunos sectores industriales como el papel y celulosa, refino y petroquímica, siderometalurgia, aguas residuales, agroalimentaria…

Alphachem SPV1000En Alphachem, empresa especializada en filtración química de gases y ampliamente implantada en el sector, le ofrecemos la solución óptima con los equipos de filtración de gases más adecuados según las características de las salas eléctricas y su grado de corrosividad ambiental.

En el diseño de la nueva gama de equipos de filtración Alphachem se ha tenido especial cuidado en evitar bypass de aire no filtrado, con el objeto de conseguir rendimientos de filtración cercanos al 100% que garantice de esta manera el aporte de aire totalmente exento de gases corrosivos. Esto unido a un adecuado dimensionado del propio equipo, control de temperatura y humedad relativa, así como una cierta estanqueidad de la sala, nos llevará a conseguir ambiente clase G1 en el que la fiabilidad de los equipos electrónicos no se verá afectada por la corrosividad ambiental.