CONTAMINANTES QUÍMICOS E EL TRATAMIENTO Y ACABADO SUPERFICIAL DE METALES

Pilas:

Es un proceso que convierte energía química en energía eléctrica. Está compuesta por el cátodo y el ánodo sumergidos en un medio electrolito (conductor de iones)

El ánodo es negativo y se oxida se producen electrones que viajan hacia el cátodo que es positivo que se reduce.

Dibujo de pila de metal

PREPARACIÓN DE SUPERFICIE

Preparación mecánica Preparación química Preparación de la superficie por recubrimiento

Membrana que permite el paso

ÁNODO

CÁTODO

Preparación mecánica: se da rugosidad y estado superficial adecuado

Desbarbado Pulido Chorreado Cepillado

Desbarbado: las piezas se introducen en un recipiente revestido de goma junto con unos cuerpos abrasivos (normalmente cerámicos) agua y una solución detergente. Hay rotación y se obtiene la abrasión del metal.

Pulido: es el debaste de piezas mediantea abrasivos y tiene 2 etapas:

1. Alisado (desbaste grueso) se hace con lijas de mayor a menor grano2. Pulido o abrillantado: se hace con diamante industrial en polvo fino

Chorreado: Se usa un chorro d aire o agua para incidir en la superficie, eliminando contaminantes por la fuerza de su impacto

Cepillado: se cortan piezas en forma plana o curva.

Riesgos Salud:

Se producen dióxidos de silicio SiO2 que causan silicosis que es una neumoconiosis producida por inhalación de partículas de sílice que se depositan en los pulmones

Riesgos ambiente: no se contemplan (Silica Gel)

Preparación Química: se hace de 2 formas:

a) Decapado químico: se eliminan óxidos por disolución química o electrolítica.Se usa en aleaciones ferrosas (hierro, acero no aleado, cobre y aluminio) con baños en solución de H2SO4

Se puede formar hidrógeno al reaccionar con el metal. Los efectos de la absorción del hidrógeno se manifiestan en la fragilidad del acero.Para cobre y acero inoxidable se usan baños de ácido nítrico HNO3, que desprende vapores de NO2

Fe203 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H20 Feo + 2HCl = FeCl2 + H20 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Riesgos formación de nieblas ácidas:

2 NO + O2 → 2NO2 + 2OH- →2HNO3

Salud: efectos adversos en poblaciones sensibles a las enfermedades respiratorias agudas, así como en personas de edad avanzada con problemas cardíacos y/o circulatorios.

Medioambiente: acidificación de ecosistemas, abrasión en plantas.

Formación de NO2

Salud: Inhalación: sensación quemazón, dolor de garganta, tos, vértigo, jadeos, etc.Contacto piel: enrojecimiento, dolor y quemadurasContacto ojos: enrojecimiento, dolor y quemaduras graves

Medioambiente: Formación de lluvia ácida en combinación con el agua de la atmósfera.

b) Desengrase:Es la eliminación del aceite y grasa minerales y vegetales, para ello se usan disolventes como el tetracloruro de carbono (CCl4) el Tricloroetileno (CCl2=CHCl) o el percloroetileno (CCl2=CCl2)El Tricloroetileno y el percloroetileno se descomponen por acción solar, en contacto con metales finamente divididos y por temperaturas elevadas produciendo HCl y Fosgeno

Fosgeno: hidrocarburo cloradoSalud: Bajos niveles provoca irritación de los ojos y garganta (tos y jadeos). En altos niveles dilata los pulmones, dificultando la respiraciónUn nivel excesivamente alto provoca la muerte por fallos pulmonares.Contacto con la piel u ojos se sufrirán quemaduras químicas. Ingerido provocará daños (no necesariamente leves) en la boca, la garganta, el esófago, y el estómago.

Medioambiente: es un ácido por tanto puede producir cambios en el pH de los sistemas ecológicos.

También se puede hacer el desengrase con soluciones alcalinas a base de fosfato trisódico y carbonato sódico lo que producirá nieblas alcalinas.

Nieblas alcalinasSalud: El hidróxido de sodio es tóxico por inhalación de nieblas, ingestión o contacto directo con ojos o piel.

Ingestión: quemadura inmediata de boca, esófago y estómago; pulsaciones rápidas, piel fría y pegajosa. La muerte ocurre generalmente debido a shock, asfixia, falta de respiración o neumonía, a los 2 ó 3 días de la ingestión.

La inhalación: quemaduras, pérdidas de cabello (el hidróxido de sodio rompe la queratina por pasaje a través de la raíz) y posiblemente edema pulmonar.

Por contacto causa quemaduras La cornea se corroe por contacto, en forma inmediata, transformándose en

opaca.

Medioambiente: Puede provocar alteraciones en el pH de un ecosistema. Volverlo muy básico

Tratamiento de la superficie por recubrimiento.

Hay varias formas:

Recubrimiento electrolítico Recubrimiento por inmersión en baños de metal fundido Recubrimientos por oxidación

o Pavonadoo Anonizado

Pintado

a) Recubrimiento electrolítico: Deposición en cátodo de un ión metálico.

Para un revestimiento de cobre:

El Cátodo es la pieza que queremos recubrir, el cátodo es cobre, se sumerge en un medio electrolítico. El cobre se disuelve del ánodo se deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica.

Los riesgos derivan del recubrimiento utilizado, por ejemplo para el cromado.

Salud:

Para el cromado en una solución alcalina cianurada y a velocidad de gasificación alta se produce dermatitis, ulceraciones, perforación tabique nasal.

Medioambiente: Si bien el cianuro reacciona con rapidez en el medio ambiente y se degrada o forma complejos y sales de estabilidades variables, es tóxico para muchos organismos vivientes, incluso en concentraciones muy bajas.

Los peces y los invertebrados marinos son especialmente sensibles a la exposición al cianuro.

Las algas y las macrofitas son capaces de tolerar concentraciones de cianuro aún más altas que las que toleran los peces y los invertebrados

Si bien el cianuro está presente en el medio ambiente y en varias plantas, su toxicidad no se ha extendido debido no persiste por mucho tiempo en el medio ambiente y no se acumula en el organismo de los animales.

b) Recubrimiento por inmersión en baños de metal fundidoSe denomina galvanizado o cincado: se recubre con una capa de Zn al hierro para evitar la corrosión, consta de 2 etapas:

a. Flujado: es la pre- desoxidación sumergiendo la pieza en baño de NaCl, NH4Cl o ZnCl2. Mantiene limpio el baño de metal fundido, la pieza a galvanizar y disminuye el punto de fusión del Zn

b. Inmersión del Zn fundido: se obtiene capa de cinc deseada

Riesgos humos de cinc y gases de los quemadores

Humos de cinc

Salud: El zinc pasará a la corriente sanguínea vía pulmones, de donde irá siendo eliminado por los riñones y excretado en la orina. Mientras se complete la eliminación del exceso de zinc sufrirá “fiebre del zinc”, cuyos síntomas son muy parecidos a los de la gripe.

Medio ambiente: No se recoge

Gases quemadores

gases salud medioambienteCO Formación de

Carboxihemoglobina y muerte anoxia.

Reacciona con O2 formando CO2 (Gas efecto invernadero)

CO2 Desplazamiento del aire provoca, híper ventilación, pudiendo producir hiperoxia.

Gas efecto invernadero

SO2 vías respiratorias destruye las pilosidades o cilios del epitelio del sistema pulmonar, que tienen la función de evacuar partículas de polvo y aerosol de los bronquios. En casos extremos, puede producir la muerte por asfixia.

Forma lluvia ácida

c) Recubrimientos por oxidacióna. Pavonado: se usa en hierro y aceros, se crea una capa protectora de óxido de

hierro Fe3O4

Se emplea ácido nítrico diluido, por tanto se forman nieblas ácidas y vapores de NOx (Explicados anteriormente)

b. Anonizado: oxidación en superficie de piezas de aluminio para evitar la corrosión. La capa de aluminio se desarrolla mediante la inmersión del aluminio en un baño de ácido sulfúrico, y pasando una corriente de aprox. 6000 Amperios a 20 Voltios entre el aluminio (el ánodo) y el cátodo. La capa producida forma parte integrante del aluminio, no siendo una capa aplicada. Esta capa endurece la superficie, la hace más resistente a la abrasión y mejora la resistencia del metal a la corrosión

Nieblas de ácido sulfúrico

Salud: efectos indirectos, ya que las aguas acidificadas pueden disolver metales y sustancias tóxicas de suelos, rocas, conductos y tuberías que son transportados hacia los sistemas de agua potable y acumulación de metales pesados en la cadena trófica.

Medio ambiente: desertificación, acidificación de ecosistemas.

d) Pintado

La pintura es una mezcla de sustancias capaces de recubrir una superficie mediante capas sucesivas. Hay muchos tipos de pinturas y los riesgos son

Vapores, inhalación de polvos, contacto piel de pinturas y disolventes, correspondientes quemaduras.