El factor P.R.E.N.

Existe un valor indicativo para medir la resistencia de los Aceros Inoxidables en medios altamente corrosivos que suelen formar una pátina sobre las piezas metálicas que en inglés recibe el nombre de “pitting” y en español se conoce como “picadura” y suelen ser muy nocivos, ya que a diferencia de la pátina del Cobre y sus aleaciones éstas “picaduras” son agujeros que se producen en el metal, como si un insecto extremadamente poderoso hubiera hecho allí un nido. De ahí “picadura”.

La picadura del metal es, a diferencia de como ocurre cuando una pieza entera se corroe, sólo una minúscula parte de la misma. Esto se aplica ante todo a los Aceros Inoxidables y otros metales o aleaciones altamente resistentes a la corrosión de por sí, nunca al Acero normal, Bronces y Latones, et cétera. 

Las “picaduras” (pitting) son producidas normalmente por la presencia de iones de Cloro con carga. Estos se pueden encontrar de forma muy concentrada en el ácido Clorhídrico (independientemente de su concentración) y en menor medida, aunque igualmente peligroso, en el agua de mar, donde como sabrás se halla disuelta una enorme cantidad de Cloruro de Sodio, NaCl, o lo que es lo mismo, la sal de cocina o sal de mesa. 

El Acero Inoxidable al Cromo y al Cromo – Níquel es muy resistente en la mayoría de medios, pero no en los que contienen iones de Cloro o Flúor. Para contrarrestar esto, se añade a la aleación un % que rara vez supera el 5% en masa del metal Molibdeno que a diferencia del Cromo sí es capaz de formar una capa pasivadora más resistente capaz de aguantar el envite del agua marina. Ésto es muy útil, si lo piensas, a la hora de fabricar piezas que tengan que entrar en contacto con el agua salada por períodos prolongados de tiempo. No obstante, tengo que aclarar algunas cosas antes de continuar. 

El Cromo metálico ES resistente al agua de mar, sin importar cuánto tiempo pase sumergido. Aunque en condiciones normales necesitaría “respirar” (ser expuesto al Oxígeno para renovar la capa pasivadora de óxido) el metal de alta pureza pasivado con Ácido Nítrico es capaz de resistir durante años en medios salinos. Pero estamos hablando del metal Cromo puro, es decir, un % igual o mayor al 99,999%. En un Acero Inoxidable típico, la cantidad mínima es de 10,5% y muy rara vez supera el 35% en masa. Pero incluso un 35% es insuficiente en comparación al metal puro (35 vs 99,999). Creo que, hasta ahora, es fácil de entender. 

Por otra parte, el Cromo es muy resistente al Ácido Nítrico y a la mayoría de agentes oxidantes exceptuando a los que derivan de compuestos de Halógenos, como el ya mencionado ácido Clorhídrico, ni que decir del Fluorhídrico que ataca especialmente bien el óxido protector del Cromo. 

El Molibdeno es un metal de la familia del Cromo (grupo 6 de la Tabla Periódica) con características intermedias entre el mismo y el Wolframio. El Molibdeno no es resistente al Ácido Nítrico, pero sí al Clorhídrico, y dado que la capa de óxido que forma también lo protege de la mayoría de substancias corrosivas, es un metal de gran provecho en el Acero Inoxidable (y también en los normales, aunque por un motivo distinto). 

El Molibdeno es muy bueno, pero como todo en la vida, mientras más bueno más caro, y en efecto así ocurre con éste caso. No es de extrañar, por ende, que las cantidades de Molibdeno en una aleación típica de Acero Inoxidable sean las mínimas necesarias para desempeñar su labor. El funcionamiento del Molibdeno en la mezcla es exactamente el mismo que el del Cromo: forma su propio óxido, que por casualidad o fortuna cumple donde el óxido de Cromo no es suficiente. Esto NO significa que el Molibdeno sea mejor que el Cromo per se, simplemente es más útil en algunas aplicaciones. 

El factor PREN es el que determina el índice de resistencia al “pitting” (corrosión por picaduras de Cloro) en los Aceros Inoxidables. Su nombre son las siglas en inglés de “Pitting Resistance Equivalent Number” o lo que es lo mismo, Número equivalente a la resistencia a la picadura (aunque lo primero suene más “espectacular”). Se trata de una ecuación matemática harto sencilla donde se calcula el PREN de cada aleación. La ecuación es como sigue:

P.R.E.N = 1 x %Cromo + 3,3 x %Molibdeno + 16 x %Nitrógeno

La versión más completa de la ecuación también incluye el Wolframio, y es la que sigue:

P.R.E.N. = 1 x %Cromo + 3,3 ( %Molibdeno + 0,5 x %Wolframio ) + 16 x %Nitrógeno

Se incluye al Nitrógeno dado que aumenta mucho la resistencia a la corrosión en medios salinos, si bien normalmente no aparece expresado en las tablas de composición química de cada aleación, salvo raras ocasiones. 

Te pondré un ejemplo para que veas por tí mismo un ejemplo típico. 

Para los Aceros 304, 316 y 904 que ya has visto a estas alturas.

Para AISI 304: % Cromo =18, % Molibdeno = 0, % Wolframio = 0, ergo

1 x 18 + 3,3 ( 0 + 0,5 x 0 ) + 16 x 0 = 18 PREN. 

Para AISI 316: % Cromo =16, %Molibdeno =2,5, %Wolframio = 0, ergo

1 x 16 + 3,3 ( 2,5 + 0,5 x 0) + 16 x 0 =  24,25 PREN

Para AISI 904: %Cromo = 20-25 (22,5 media), % Molibdeno = 4,5, % Wolframio = 0, ergo

1 x 22,5 + 3,3 (4,5 + 0.5 x 0 ) + 16 x 0 = 37,35 PREN 

La ecuación es tan fácil que resulta casi insultante. Hasta yo, un matemático en pañales que naufragaba con los números es capaz de entenderlo a la primera, así que tú no tendrás mayor problema. 

En el caso del AISI 904 es posible que la resistencia real sea incluso mayor teniendo en cuenta la presencia de Cobre, que es naturalmente resistente a las soluciones salinas. Nota también como el Molibdeno vale 3,3 veces lo que el Cromo al peso, no obstante, ten en cuenta que éste valor (PREN) sólo se aplica en la resistencia a la corrosión por picaduras. Aceros Inoxidables como los previamente mentados, que contienen Níquel, Molibdeno y en el caso del 904, Cobre, son fácilmente atacados por el ácido Nítrico, aunque no están pensados para eso. 

El valor PREN mínimo para que una aleación se considere estable en ambientes marinos es de 32. 

El valor PREN mínimo para que una aleación se considere absolutamente inerte en agua de mar incluso sumergida y sin fuente de oxígeno es de 40. 

Como puedes ver, el valor aproximado del AISI 316 es de 24,25 PREN, casi 8 por debajo del 32 mínimo para considerarse “resistente a agua de mar”. Esto NO significa que los relojes modernos “de Acero” (Inoxidable, aunque nunca lo dicen) se corroan en mar. De hecho, hasta los fabricantes de relojes para submarinistas usan el 316L. La verdadera diferencia que tienes que entender es que no es lo mismo un reloj que incluso si usaras día a día, en caso de que hagas submarinismo, no es comparable a una pieza que se usa, por ejemplo, en una explotación petrolífera en alta mar o en las palas (aspas) de una hélice de barco (sin importar el tamaño). La hélice permanecerá, en teoría, años y años sumergida en agua marina y aguantará. El reloj es otra historia. Apenas vuelvas a subir a la superficie y le des un “chapuzón” en agua dulce, todo el Cloro se marcha de manera fácil y sin riesgo alguno. Otra cosa sería, claro, si vivieras bajo el agua. Es un chiste, claro, a menos que seas un tritón o sirena. Lo que intento decir, fuera de broma, es que los relojes de alta gama de Acero 316 son perfectamente resistentes al agua dulce y salada.