El riesgo químico en la metalurgia

Para dar una definición exacta de la metalurgia, es necesario antes de todo distinguirla de la mineralurgia, relacionada con la industria minera.

• La mineralurgia: : conjunto de métodos mecánicos, físicos o químicos que permiten separar los minerales de su ganga y purificarles parcialmente por concentración. Se puede hacer por gravimetría, por separación magnética o por flotación, esta última técnica basándose en procedimientos que llevan las partículas minerales o metálicas a flotar en la superficie de un líquido por medio de diversos coadyuvantes tales como agentes tensoactivos o solventes. Diversos componentes están así usados para modificar las propiedades de los minerales con el fin de favorecer su concentración.
• La metalurgia: se ha organizado en tres principales especialidades: cada una de las tres requiere una especialización diferente de las dos otras. Por una parte, hay la metalurgia del hierro (acero), y por otra parte, la de los metales no ferrosos, que se dividen en metales preciosos, como el oro, y no preciosos, como el aluminio:
  La metalurgia abarca un amplio abanico de actividades industriales entre las cuales el reciclaje de metales, la fundición (en las industrias de la fundición, las acerías y las alumineras), la fabricación de productos brutos por los laminadores, la transformación de productos brutos en productos semiterminados, y por último, la elaboración de material y productos terminados para la industria (automóvil, aeroespacial, sistemas de informaciones y telecomunicaciones, envases alimentarios, microelectrónica, imprenta, construcción y transporte). Por último, un rápido panorama de la industria metalúrgica mundial permite actualizar los principales líderes mundiales del sector: Alcoa, Rio Tinto (compra del grupo Alcan a final de 2007 después de una primera tentativa de OPA por Alcoa), Hydro y BHP Billiton (propuesta de oferta de compra de Rio Tinto al final rechazada por el grupo en febrero 2008).

Riesgo químico

El sector de la metalurgia utiliza a menudo numerosos productos químicos en sus procedimientos diarios de fabricación: pinturas, solventes, resinas, poliuretanos, aceites, y principalmente todos los agentes utilizados durante los tratamientos de superficie (operaciones mecánicas, químicas, electroquímicas o físicas con el fin de modificar/mejorar el aspecto o la función de la superficie de los materiales de manera a adaptarlo a condiciones de uso determinadas: protección contra la corrosión o mejora de las características físicas por ejemplo) y operaciones de limpieza. Los metales tratados siendo muy diversificados, estas operaciones son variadas, lo que explica la presencia de numerosos productos (surfactantes; agentes complejantes como el EDTA; ácidos; clorhídrico, nítrico, fosfórico, sulfúrico, fluorhídrico, acético, bases; hidróxidos de sodio y potasio, cal, solventes; colorantes y residuos) y de un riesgo químico significativo.

Algunos ejemplos

• El electropulido: método electroquímico habitualmente utilizado para alisar, pulir, limar y limpiar diversos metales. El electropulido quita una fina capa de superficie por electrólisis. Diferentes electrólisis se utilizan para estos procedimientos de electropulido. Se componen generalmente de mezclas de diferentes ácidos (sulfúrico, crómico, y/o fosfórico) a los cuales se añaden compuestos orgánicos.
• La limpieza acuosa: las piezas están metidas en esta solución de procedimiento durante algunos minutos. Es generalmente alcalina o neutra, pero puede también ser ácida y llevada a altas temperaturas (40º – 90ºC) para la mejora del efecto de limpieza.
• El decapado: es un procedimiento químico utilizado para adornar y/o suprimir los óxidos de la superficie metálica antes de la aplicación de otros procedimientos de tratamiento de superficie. Durante el proceso de decapado, las capas adherentes, las capas de óxido y otros productos de corrosión se eliminan por reacción química con un agente de decapado ácido. El ácido clorhídrico (18-22%) o el ácido sulfúrico (25%) están generalmente utilizados.
  En algunos casos particulares, el ácido nítrico, el ácido fluorhídrico (20-25%), el ácido fosfórico o mezclas de ácidos pueden emplearse. Soluciones conteniendo fluoruros son necesarias para el decapado fiable de algunas aleaciones.
• La anodización: la anodización de los metales es un proceso de oxidación electrolítica de la superficie que mejora la aptitud natural del metal para oxidarse; los revestimientos pueden ser 1000 veces mas espesos que la capa natural.
  El aluminio es el material más importante en ser anodizado, con la alúmina (Al2O3) formada en su superficie. El aluminio es generalmente (en el 90% de los casos) anodizado en electrólito de ácido sulfúrico. Para aplicaciones especificas, el aluminio puede ser anodizado en muchos otros tipos de solución de proceso: el ácido fosfórico, los ácidos sulfúrico / oxálico, los ácidos sulfúrico / salicílico y electrólitos de ácido crómico.
• La fosfatación: es una reacción química realizada mediante un agente fosforado. El tratamiento de una superficie con una solución diluida y caliente de ácido fosfórico permite su pasivación (estado de los metales o aleaciones en cuales la velocidad de corrosión es obviamente disminuida por la presencia de una capa pasiva natural o artificial), y mejora la resistencia a la corrosión de los revestimientos de pintura. La pasivación artificial se realiza sobre un metal previamente desoxidado (pickling: disolución de óxidos indeseables) con un ácido (el ácido clorhídrico o sulfúrico son frecuentemente los más utilizados) o una mezcla ácida (presencia complementaria de ácido nítrico o fluorhídrico).

NB: un desafío primordial para la industria de la metalurgia es reemplazar a corto plazo el cromo VI (Cr6+ – hexavalente), bajo la presión de la legislación, por razones de higiene, de seguridad y medioambientales (si hoy todavía no se prohíbe totalmente, este agente permanece altamente tóxico).