En búsqueda de recubrimientos metálicos amigables con el medio ambiente

Muchas de los objetos que utilizamos en nuestras actividades diarias se desgastan por el uso, pero específicamente los objetos metálicos que empleamos también pueden oxidarse, lo que puede acelerar su deterioro. En este sentido es común que a éstos últimos los protejamos colocando encima de ellos una capa de pintura, o bien capas delgadas de un metal distinto que lo protegen de la corrosión o de posibles ralladuras.

Dependiendo de la capa de metal con que recubramos, estaremos hablando de galvanizado, anodizado, cromado y chapado, entre otros. El galvanizado es un proceso en el cual recubrimos un metal con zinc para prevenir su corrosión. Una vez recubierto se utiliza para producir, alambres, tubos e incluso mobiliario resistente como estanterías metálicas (como los que se utilizan en las ferreterías, en las empresas, el centro comercial, entre otros).

Por otro lado, el anodizado es un tratamiento que consiste en la formación de una capa controlada de óxido sobre el aluminio, misma que lo protege de la corrosión. El grosor de esta capa dependerá de varios factores; como ejemplo de este tipo de recubrimientos podemos mencionar: la cancelería de aluminio que utilizamos para fabricar puertas y ventanas e incluso el ipod mini de la marca Apple esta recubierto de aluminio anodizado de diferentes colores.

El cromado es una técnica en la cual incrustamos una capa fina de cromo metálico sobre objetos metálicos y hasta sobre material de plástico, lo encontramos en productos domésticos como los accesorios de baño, piezas de automóvil para prolongar su vida útil. Todos estos procesos tienen en común que son recubrimientos metálicos.

A) Galvanizado*

B) Anodizado*

C) Cromado*

D) Chapado*

Figura 1. Ejemplos de aplicación de las técnicas de recubrimiento metálico

¿Pero que es un recubrimiento metálico?

Un recubrimiento metálico es una capa fina de otro metal, que puede ser níquel, cobre, oro, cromo u otro metal para mejorar la apariencia, evitar el desgaste o la corrosión del metal base. Lo anterior incrementa la utilidad de la pieza, así como el valor agregado del mismo. Ver Figura 1a, b, c y d. El espesor típico de estos recubrimientos puede variar, pero puede tener dimensiones 10 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano, ver figura 2.

Figura 2. Esquema que representa un recubrimiento metálico en la que resalta el enorme tamaño del cabello humano.

Aunque existen varias formas de generar recubrimientos metálicos sobre piezas específicas, probablemente una de las más económicas, es aquella que se realiza empleando la técnica conocida como electrodeposición. En esta técnica la pieza a recubrir se sumerge en una solución que contiene los iones del metal que va a recubrir; por lo general a esta solución se le llama “baño electrolítico”, debido a que literalmente la pieza “se baña” en esta solución. Una vez hecho esto, se aplica una corriente eléctrica y entonces es posible intercambiar cargas eléctricas con los iones para que estos últimos se adhieran como metal a la superficie de la pieza, ver Figura 3.

Este mismo proceso se emplea para realizar el chapado de joyas en oro o plata; pero, cuando cambiamos el oro o la plata por zinc, tenemos el galvanizado; si es níquel, entonces el proceso se llama niquelado.

Figura 3. Esquema que representa se lleva a cabo el recubrimiento metálico de Au sobre una superficie metálica de Fe.

Si bien los procesos para realizar recubrimientos metálicos sobre piezas empleando baños electrolíticos es bastante conocido, desafortunadamente muchos de ellos se encuentran catalogados como altamente contaminantes.

En este sentido, desde hace varias décadas hay una preocupación constante a nivel mundial por desarrollar nuevos baños electrolíticos, que sean menos contaminantes y biodegradables en comparación con los que se emplean actualmente a nivel industrial. Lo anterior con la intención de poder mantener el desarrollo tecnológico que nos permite proteger a los objetos metálicos que usamos diariamente, pero desarrollando procesos menos contaminantes.

Es por esto que actualmente nuestro grupo de investigación desarrolla baños electrolíticos para obtener recubrimientos metálicos que permitan proteger de la oxidación a las piezas que usamos regularmente, pero empleando métodos cuya composición sea sostenible y amigable con el ambiente.