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Foto: img.directindustry.es
Anodizado:
para extender la vida útil del aluminio
Jose Luis Ordóñez Jiménez
Periodista
Cuándo
el óxido
es bueno.
Para que las estructuras de
aluminio cuenten con las
características necesarias
que les permita tener un
óptimo desempeño en
espacios tanto interiores
como exteriores, conviene
que el metal posea un
revestimiento anódico que
fortalezca las propiedades
físicas del aluminio y que
además impida la aparición
de elementos corrosivos
que disminuyan la calidad y
la vida útil del aluminio.
El aluminio, el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, es utilizado para la fabricación de estructuras, piezas y partes de máquinas, automóviles, herramientas de trabajo, muebles y diferentes productos, en
diversas aplicaciones y sectores industriales, gracias a sus
excelentes características mecánicas y físicas, tales como
su baja densidad y alta resistencia a la corrosión.
En los últimos años se ha incrementado el uso de este
metal en el sector de la construcción, específicamente en
los marcos para las puertas y las ventanas; las escaleras;
los paneles y marcos divisores para fabricar mamparas;
las marquesinas; los perfiles y las láminas para cerramiento. Componentes que se pueden usar tanto en interiores como en exteriores, debido a que las cargas generadas por el aluminio sobre la estructura de soporte son
menores que al utilizar otros materiales como el acero.
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Además, su maleabilidad y versatilidad permiten a los arquitectos y diseñadores crear estructuras livianas y
a la vez resistentes, además estéticamente viables.
Adicional a lo anterior, el aluminio
posee una gran ventaja sobre el hierro y el acero: es capaz de autoprotegerse contra la corrosión. De manera
sorprendente, la oxidación natural
del material es una capa resistente
que lo aísla de los nocivos factores
ambientales. El óxido de aluminio
(Al2O3), conocido como alúmina, no
es rojizo o carmín como el del hierro,
es una fina película transparente de
micras (µ) que químicamente es similar al corindón, el rubí o el zafiro,
algunos de los minerales más duros
conocidos por el hombre.
La alúmina aparece en segundos al
momento que el aluminio entra en
contacto con el oxígeno del aire,
además es capaz de autoregenerarse, por lo que es correcto decir que
el material siempre está cubierto
de este óxido benefactor. Lo cual
le permite ser utilizado estructuralmente sin que se note los efectos del
tiempo.
No obstante, el fenómeno de oxidación protector del aluminio (pasivación) no quiere decir que este
La característica del proceso del anodizado radica en que
las piezas deben ser sumergidas, en cada uno de los pasos
que requiere esta técnica.
material sea indestructible o incorruptible a los factores externos.
El aluminio tiende a ser atacado
en medios que contienen cloruros
(agua de mar); también las pequeñas trazas de hierro, en las construcciones, o el yeso empleado en los
recubrimientos para mampostería lo
pueden afectar, al igual que si le cae
agua con metales pesados, disolventes, detergentes fuertes, alcoholes y
a temperaturas elevadas.
De hecho, el metal de alta pureza
es más resistente a la corrosión que
las versiones comerciales y, a su vez,
más resistente que las aleaciones de
aluminio.
En este sentido, en los casos en los
que se necesita aún mayor protección y para que los diseños estructurales de aluminio cumplan a cabalidad con su propósito y soporten las
aplicaciones constructivas, existe un
proceso llamado anodizado, el cual
permite al material crear una capa
más gruesa de óxido, para una mejor protección.
En general el anodizado de aluminio
es un proceso de oxidación basado
en la electrólisis (proceso que separa
los elementos de un compuesto por
medio de la electricidad), que evita el deterioro del metal, debido a
que aumenta su dureza superficial e
incrementa su resistencia a la corrosión, por medio de una nueva capa
de óxido creada artificialmente por
reacción química.
En el país la perfilería en aluminio, utilizada para la fabricación
de puertas y ventanas, es normalmente sometida al anodizado,
con el propósito de tener piezas más resistentes y duraderas.
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Esta capa, con un espesor que varía
entre las cinco y las 20 micras, dependiendo del uso que se le vayan a dar
al aluminio, se caracteriza por ser más
resistente que el metal base y tener
un punto de fusión más alto, comparado al que posee el aluminio crudo.
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Ya que la nueva capa de óxido creada sobre el metal contiene gran cantidad de poros abiertos, que pueden
hacer que el material sea más sensible a la corrosión, el proceso debe
completarse con un correcto procedimiento de sellado para obtener
un anodizado resistente y duradero.
Actualmente, la porosidad creada en
el proceso de anodización es aprovechada para cambiar la tonalidad del
metal mediante la exposición a un
baño ácido o por la acción de tintas
orgánicas, con el propósito de mejorar su apariencia estética.
Por ello, un correcto proceso de anodizado de aluminio, además de brindar una mayor resistencia a la abrasión y ayudar a prolongar la vida
útil del material, le entrega valor
agregado con acabados decorativos
y duraderos.
Proceso de anodización
Este procedimiento genera una capa
de oxidación –que no será superficial
como los revestimientos de pinturas,
sino que hará parte del metal–, por
vía electrolítica mediante un baño
químico a base de agua un 20% de
Los tanques utilizados en el proceso
pueden variar de dimensión, lo
que depende directamente de las
dimensiones del metal a tratar.
ácido sulfúrico, y una corriente eléctrica que varía entre los 2.000 y 3.000
amperios, la cual circula a través del
ácido para generar la reacción química dentro de un contenedor, y con
ello dar paso a la formación de la
capa anódica en el aluminio.
Antes de dar inicio al proceso de
anodizado, es necesario realizar un
pretratamiento de desengrase superficial de la pieza, con el objetivo
de limpiar el metal de toda la impureza que pueda contener.
Generalmente, el desengrase o decapado, se realiza en dos etapas:
en la primera es necesario sumergir
el aluminio en un baño de ácido
nítrico (agua y ácido nítrico en un
20%); posteriormente, un baño en
soda caústica (agua y soda caústica)
a una temperaturas de entre 60ºC
y 70ºC, permite obtener una pieza
libre de manchas y contaminantes
inorgánicos. El proceso de decapado, que dura un promedio de 20 minutos, además de limpiar, permite
que el aluminio adquiera una tonalidad mate natural, la cual se puede mantener o antes de finalizar el
proceso de anodizado, cambiar su
tonalidad.
Luego de obtener una pieza perfectamente libre de impurezas, se inicia con el proceso de anodizado en
el cual se sumerge el aluminio en
un baño electrolítico y se obtiene
la capa anódica que hará parte del
metal. –El grosor y calidad de dicha
capa anódica depende directamente
de la corriente eléctrica aplicada, de
la temperatura del baño y de la duración de la pieza sumergida en el
baño ácido–.
El procedimiento requiere sumergir
la pieza en un tanque que, dependiendo de las medidas del metal,
varía en sus dimensiones, por lo que
pueden existir contenedores de 50
cm de altura, para sumergir piezas
como tornillos o carcasas de celulares, hasta tanques con una capacidad de 5.000 litros o más, en los que
se pueden sumergir fácilmente perfiles de aluminio para la elaboración
de marcos para ventanas o puertas.
Los tanques, además de contener una
mezcla de agua con ácido sulfúrico
en un 20%, deben resistir la corriente
eléctrica proporcionada por rectificadores de 3.000 a 4.000 amperios, con
el objetivo de obtener una corriente
alterna dentro de todo el baño, el
cual debe mantener una temperatura constante de unos 18ºC, con el
propósito de que el aluminio no presente una capa blanca de sulfato, lo
cual indica que el procedimiento fue
defectuoso y el anodizado final no
es parte integral del metal sino una
simple capa superficial inestable, que
se desprenderá rápidamente y dejará
expuesto el aluminio.
En este punto y para evitar algún
desperfecto y obtener capas resistentes, la pieza debe sumergirse en
el tanque por un periodo aproximado de 45 minutos, con lo que se
obtendrá una capa anódica de entre
siete y nueve micras.
Actualmente en la industria nacional se pueden obtener piezas recubiertas con capas de diferentes espesores. Los anodizados de entre ocho
y 12 micras son considerados de alta
resistencia, y son los más utilizados
en el país. Los anodizados entre las
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Esta técnica de tinte orgánico, no se
utiliza para el anodizado de perfiles
de aluminio de grandes dimensiones, puesto que los tanques para
el tratamiento de, por ejemplo, un
perfil de aluminio de seis metros,
contienen mayores volúmenes de
baño ácido y requeriría de grandes
cantidades de colorantes, en comparación a las pequeñas cantidades de
colorante necesarias para el cambio
de color de piezas pequeñas como
chapas, llaves o tornillos.
Si bien las piezas de
aluminio anodizado pueden
tener diversos colores
gracias al proceso con
tintas orgánicas, también
podrían obtenerlo por el
proceso de absorción de
estaño apoyado de corriente
eléctrica.
15µ a 18µ son conocidos como “anodizados en duro” los cuales difícilmente pueden ser rayados. Por su
parte, aquellos de menos de cinco
micras pueden llegar a presentar variaciones en el color, se rayarán de
manera más fácil y la capa de anodizado se caerá con facilidad, ya sea
por fricción o exposición.
Colores como el champaña arena, se
obtienen al sumergir la pieza en un
periodo de tiempo de entre 30 y 40
segundos. Una tonalidad conocida
como champaña comercial, requerirá un promedio de un minuto. Mientras que para un acabado negro, es
necesario sumergir la pieza por un
tiempo promedio de cinco minutos.
Posterior al proceso de anodizado, de
ser requerido, a la pieza se le puede
dar un tono de color diferente al gris
opaco del aluminio tradicional. Las diferentes tonalidades, al igual que en
todo el procedimiento de anodizado,
se obtienen al sumergir la pieza en un
tanque conocido como electro color,
el cual tiene como característica, almacenar un baño de ácido sulfúrico,
agua y sulfato de estaño.
Otro proceso que permite dar diferentes tonalidades al aluminio es el
uso de tintas orgánicas, las cuales son
vertidas en el tanque para que sean
absorbidas por los poros abiertos de
la capa anódica, en un lapso de tiempo de ente dos a cinco minutos.
La diferencia en la tonalidad del aluminio se da por el tiempo que permanece sumergida la pieza puesto
que entre más tiempo permanece el
metal en el baño ácido, este absorbe
una mayor cantidad de sulfato de
estaño, componente que permite el
cambio de tonalidad.
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Finalmente, para un correcto anodizado, se realiza el proceso de sellado
que permite cerrar los poros superficiales generados en el anodizado,
para brindar una mayor hermeticidad a la capa anódica del aluminio, proteger el metal de factores
externos y mantenga la tonalidad
obtenida.
Este procedimiento de sellado se
puede adelantar de tres maneras
distintas: la primera requiere sumergir la pieza en tanques con temperaturas frías, a un promedio de 28ºC
a 30ºC con sales de flúor y níquel;
la segunda, a temperatura caliente,
entre 80ºC a 90ºC, y finalmente, el
sello a temperatura media, el cual es
el más común en el país.
La duración de la apariencia estética de los aluminios anodizados
expuestos a la intemperie, con una
capa anódica de ocho a 11µ, se estima que puede durar un promedio de ocho años sin que el material presente pérdida en el brillo o
cambio de color. Mientras que al
ser usado en interiores, su durabilidad no tiene un límite de tiempo
determinado.
Ventajas del aluminio anodizado
 Las características de resistencia del metal se ven mejoradas.
 No requiere la aplicación de pinturas para propósitos estéticos.
 Posee una apariencia natural, sin importar el color del anodizado.
 Puertas, ventanas, chapas, entre otras, puede ser limpiadas de manera rápida, sin presentar problemas de decoloración.
 Una pieza de aluminio anodizado puede ser usada en interiores y exteriores, sin presentar descoloramiento, corrosión, oxidación,ni moho, durante largos periodos de tiempo.
 Posee una capa de sellado uniforme, por lo que no requiere de un tratamiento de superficieporterior,
lo que reduce costos y ciclos de producción.
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Usos del aluminio anodizado
Importaciones anuales de aluminio a Colombia por país de origen
Gracias al fortalecimiento de las propiedades físicas del aluminio en el
proceso de anodizado, este materia
es utilizado en la fabricación de diferentes piezas como electrodomésticos; computadores; dispositivos
móviles, y en el diseño de muebles,
lámparas y otros artículos decorativos, que pueden mantener sin problema, contacto directo y permanente con el medio ambiente.
País
Peso neto (Kgm)
Valor Cif (US$)
Año
Brasil
19,582,190.75
60,061,257
2014
Además, y debido a que año tras año
las importaciones de aluminio al país
no han tenido un descenso notorio
(véase tabla 1), las empresas dedicadas al anodizado en Colombia han
visto en la fabricación de puertas;
ventanas; divisiones modulares; iluminación; carrocerías; refrigeración;
aire acondicionado y avisos publicitarios, una constante demanda para
adelantar dicho proceso.
Por parte de las constructoras, el uso
de perfilería en aluminio también
se encuentra en niveles que van en
crecimiento, puesto que la tendencia en el desarrollo de estructuras
con marcos que cumplan con los
requerimientos de construcción y
los estándares de seguridad requeridos, que además generen menores
pesos en las estructuras, son cumplidos a cabalidad por el aluminio
anodizado.
Por otra parte, en el mundo, el sector del transporte se apoya en el aluminio anodizado para el desarrollo
de parrillas; rines; acondicionadores
de aire; transmisiones automáticas; radiadores; bloques de motor
Tabla 1. Importaciones anuales
de aluminio a Colombia
Peso neto (Kgm)
Valor Cif (US$)
Año
118,900,494.18
417,633,337
2014
108,719,056.80
374,062,474
2013
105,308,963.96
373,988,357
2012
Fuente: DIAN
Las importaciones de aluminio para en los
últimos cuatro años, sin contar lo corrido
del 2015, superaron las 300.000 toneladas.
China
24,314,463.37
97,785,971
2014
Venezuela
9,336,952.61
18,922,042
2014
Estados Unidos
5,774,586.39
38,034,347
2014
Brasil
23,008,873.66
69,833,565
2013
China
23,122,367.77
87,870,619
2013
Venezuela
18,027,741.81
27,329,126
2013
Estados Unidos
13,312,634.40
54,044,124
2013
Brasil
29,781,231.62
87,191,711
2012
China
20,943,953.58
83,980,399
2012
Venezuela
26,377,224.50
56,708,598
2012
Estados Unidos
3,586,500.37
28,904,805
2012
Fuente: DIAN
Brasil y Venezuela han registrado una disminución en la venta de aluminio hacia
Colombia. Estados Unidos incrementó sus exportaciones al país en 2013, para descender
drásticamente en 2014. Mientras China registra un incremento años tras año.
y paneles de carrocería, puesto que
permite un mejor desempeño con
la fricción y la relación de peso que
manejan estos sistemas.
En la industria aeroespacial, este
material también se encuentra en
motores de aeroplanos, trenes de
aterrizaje, y en satélites para protegerlos de los desechos espaciales.
Por lo que el uso del aluminio anodizado, tiene un puesto asegurado
dentro de los materiales ideales para
el desarrollo de estructuras confiables y duraderas en diferentes sectores industriales.
Recomendaciones
Si bien el procedimiento de anodizado de aluminio se fundamenta
básicamente en la inmersión del metal en un baño ácido, existen parámetros que deben tenerse en cuenta para obtener piezas de calidad,
como lo resalta Alejandra Gonzalez
de Anódicas y Color S.A.S.
“Anteriormente, cuando se inició
con el proceso de anodizado en el
país, algunas empresas entregaban
piezas anodizadas de dos y tres micras, debido a que realizar un proceso para obtener un mayor micraje
afectaba los tiempos de producción.
Por ejemplo, se daban 25 minutos
al proceso de anodizado, y la regla
general dice que se deben dar 45 minutos con 2.000 amperios, para una
capa de ocho micras; por ende, al
disminuir el tiempo de inmersión de
la pieza, se debe incrementar el amperaje, de lo contario, se disminuye
la capa anódica. Por eso es esencial
desarrollar el proceso con los tiempos y el amperaje requeridos”.
Luego de obtener una pieza anodizada, es posible realizarle un nuevo
proceso de anodizado ya sea por
algún requerimiento de cambio de
color, o por imperfecciones en el
acabado. Pero si bien, un proceso
de anodizado en piezas de aluminio crudo se realiza en un promedio
de tres horas y media, un proceso
de cambio de color de anodizado
puede tardar 12 horas más del proceso tradicional, debido a que dicho
proceso implica que el metal deba
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permanecer más de ocho horas en desengrase, para que
la capa de anodizado ceda y permita realizar el proceso
de anodizado nuevamente.
“Es posible un nuevo proceso de anodizado en una pieza anodizada, pero no se recomienda hacer más de dos
procesos en una misma pieza, puesto que el desengrase
se realiza con ayuda de soda caústica y esta, al ser corrosiva, hace que el metal se adelgace y su calidad se vea
afectada”, resalta González.
Otro de los puntos a tener en cuenta en este proceso con
el aluminio, es verificar su temple. Esta característica permite que el metal no se doble y mantenga su forma a lo
largo del proceso de anodizado, por ello, un aluminio con
un alto grado de calidad puede estar en soda caústica un
promedio de 20 minutos sin que se vea afectado. Por el
contrario una pieza de aluminio con un temple defectuoso, luego de cinco minutos en el proceso de desengrase o
decapado, presentará afectación en su estructura.
Por otra parte, el procedimiento de sellado del aluminio, posterior al anodizado, es parte fundamental del
proceso, puesto que brinda una mayor calidad a la capa
anódica, lo que permite extender la vida útil del metal.
“Anteriormente, hace más de diez años, eran muy pocas las empresas que luego del proceso de anodizado
aplicaban un sello, y un sello es muy importante. Por
ejemplo, en climas cálidos el perfil tiende a sudar mucho, y al no tener un sello la pieza puede comenzar a
mancharse y deteriorarse” añade Gonzalez.
Una de las características que resaltan en un aluminio
con un correcto anodizado, es la uniformidad en su tonalidad, por lo que al encontrar un cambio de color en
una misma pieza, por ejemplo un anodizado blanco que
presente coloración rosada o azulada, será señal de un
anodizado defectuoso, que a corto plazo puede llegar
a cambiar drásticamente de color, o pierda la capa anódica rápidamente, y dejar expuesto el material a una
posible corrosión.
Por ello, es de vital importancia verificar el estado del
anodizado antes de realizar el montaje de una estructura de metal, para evitar realizar un nuevo proceso de
anodizado, o tener que recurrir a la aplicación de recubrimientos superficiales, que inciden directamente en el
incremento de factores económicos y de tiempo, en un
determinado proceso de construcción.
Fuentes
• Alejandra Gonzalez. Gerente Anódicas y Color S.A.S. anodicasycolor@
gmail.com
• www.anometal.com - www.dian.gov.co
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