Anodizado del aluminio

Aitor Iriarte Miranda »

El aluminio (Al) es el tercer elemento químico más abundante en la corteza terrestre. Se trata de un metal ligero utilizado ampliamente en la industria y en múltiples aplicaciones y objetos de la vida cotidiana. Es el metal después del acero que se utiliza con mayor frecuencia.

El aluminio es un metal de baja densidad (2,7 g/cm³) con una elevada resistencia mecánica y a la corrosión. Presenta una elevada conductividad térmica y eléctrica, una neutralidad magnética y tiene un coste relativamente bajo, además de su posibilidad de reciclaje.

En estado puro es un metal relativamente blando por eso las propiedades de los materiales de aluminio utilizados vienen determinadas por los diferentes contenidos de otros elementos de aleación: cobre (Cu), silicio (Si), magnesio (Mg), cinc (Zn) y manganeso (Mn).

En contacto con la atmósfera se produce una oxidación natural del aluminio y se forma una capa de óxido de aluminio o alúmina (Al₂O₃) que supone una forma de defensa del metal frente a los agentes atmosféricos.

El proceso de anodizado consiste en conseguir artificialmente y de forma controlada esta capa de óxido de mayor espesor que el producido de manera natural y así reducir o eliminar los problemas de corrosión, proporcionar color u otros acabados decorativos y mejorar las propiedades intrínsecas del material base.

Esta capa de óxido de aluminio se caracteriza por su gran resistencia a los agentes químicos, dureza, baja conductividad eléctrica y estructura molecular porosa.

Los espesores de óxido tienen diferentes espesores dependiendo del uso a que va a ser destinado ese aluminio. Así, se pueden obtener espesores de 25-30 µm en el tratamiento de protección y decoración, y hasta 100 µm en los procedimientos de endurecimiento superficial.

Previamente al proceso de anodizado, las piezas de aluminio son sometidas a un decapado para limpiar y activar la superficie del metal antes del anodizado propiamente dicho. El decapado consiste en la inmersión durante unos segundos en una disolución alcalina y posteriormente en una solución ácida.

El proceso de anodizado consiste en un tratamiento electrolítico en el que la pieza de aluminio se coloca como ánodo y aplicando una corriente eléctrica continua se produce la oxidación. Como baño electrolítico se utilizan diferentes soluciones ácidas (crómica, sulfúrica, oxálica y fosfórica) consiguiéndose diferentes anodizados. Asimismo, la temperatura y el tiempo de anodizados son factores que influyen en la oxidación anódica.

El crecimiento de la capa de óxido se realiza desde la capa más superficial hacia el interior del metal y tiene una morfología porosa y uniforme en forma de hexágonos, como lo ilustra la siguiente figura:

Si en el proceso de anodizado se utilizan temperaturas muy bajas, elevadas densidades de corriente y electrolitos especiales se denomina anodizado duro. Este anodizado duro permite obtener capas espesas y muy compactas de elevada dureza y resistencia al desgaste y a la corrosión. Así se consigue una capa de aislante térmico y eléctrico y muy resistente a elevadas temperaturas (hasta 2000 ºC). A diferencia de otros tratamientos superficiales del aluminio, la anodización pasa a formar parte de la propia estructura del metal.

Otra ventaja de las capas de anodizado es la posibilidad de coloración obteniéndose diferentes acabados de alto valor estético. La estructura porosa de la capa permite el coloreado utilizando pigmentos (complejos metálicos orgánicos e inorgánicos) o por deposición electrolítica de óxidos e hidróxidos metálicos en el fondo de los poros.

El último paso del proceso es el sellado de la estructura porosa del óxido mediante inmersión del aluminio en soluciones calientes de sales inorgánicas hidrolizables.

El aluminio anodizado tiene múltiples aplicaciones:

• Estructuras arquitectónicas: ventanas, puertas, accesorios de baño…
• Electrodomésticos
• Exteriores e interiores de edificios
• Elementos de electrónica
• Elementos deportivos
• Industria aeronáutica

Bibliografía

Manual del aluminio. W. Hufnagel. Ed. Reverté, S.A.