¿Por qué no se oxida el acero inoxidable?

Química

El óxido es una amenaza constante para el hierro que nos rodea, que se oxida fácilmente tanto en el aire como en el agua. Incluso el acero, una aleación dura de hierro con trazas de carbono, se oxida fácilmente, lo que significa que la oxidación daña el acero de los edificios, los automóviles y los electrodomésticos.

Pero, como sugiere su nombre, el acero inoxidable no parece oxidarse. Entonces, ¿cuál es su secreto?

En pocas palabras, la química del acero inoxidable evita que el oxígeno del aire y del medio ambiente llegue al hierro del acero, lo que evita la reacción de oxidación dañina. El acero normal se oxida cuando el hierro reacciona químicamente con el oxígeno para formar óxido de hierro. Aunque el óxido generalmente no es dañino para los humanos, puede corroer drásticamente el hierro y hacerlo inseguro y feo.

El acero normal es una aleación de 99% de hierro y entre 0,2% y 1% de carbono, mientras que el acero inoxidable generalmente contiene entre 62% y 75% de hierro, hasta 1% de carbono y más de 10,5% de cromo. El acero inoxidable también suele contener un pequeño porcentaje de níquel, lo que puede hacerlo más resistente y más fácil de trabajar. El cromo es clave para la resistencia al óxido del acero inoxidable, dijo a Live Science el científico de materiales Tim Collins, secretario general de Worldstainless, una organización sin fines de lucro con sede en Bélgica aliada con el grupo industrial World Steel Association.

El cromo reacciona con el oxígeno en el medio ambiente, generalmente en el aire, pero también bajo el agua, para crear una “capa pasiva” de óxido de cromo (Cr2O3) en la superficie del metal. Esta capa evita que el oxígeno llegue al hierro en el acero para crear óxido, explicó Collins.

La capa pasiva en el acero inoxidable tiene solo unos pocos nanómetros de espesor y, por lo tanto, es invisible, dijo. La capa de óxido de cromo también puede autocurarse si se daña; es inerte, lo que significa que no reacciona químicamente con otras sustancias; y no se filtra más allá de la superficie del metal, lo que hace que el acero inoxidable sea adecuado para la producción de alimentos, la cirugía y otras aplicaciones, agregó Collins.

Descubrimiento accidental
El acero inoxidable moderno fue desarrollado en 1912 por el metalúrgico inglés Harry Brearley, que estaba estudiando aleaciones de acero para evitar la corrosión en los cañones de las armas. Brearley creó una aleación de hierro, carbono, cromo y níquel. Pero no era adecuada para un cañón de arma, así que la tiró en su patio trasero, dijo Collins. Unas semanas más tarde, Brearley se dio cuenta de que la aleación brillante en su patio no se había oxidado, así que desarrolló el material y lo presentó al mundo en 1915.

Collins dijo que el acero inoxidable a prueba de óxido ahora representa aproximadamente el 4% del acero que se usa en todo el mundo cada año, casi 2 mil millones de toneladas. Pero el acero inoxidable es complejo y costoso de fabricar, generalmente entre tres y cinco veces el costo de producción del acero regular, y la inclusión de elementos metálicos especiales en las aleaciones (como el molibdeno para aplicaciones submarinas) puede hacerlo aún más caro.

Como resultado, la mayoría de las aplicaciones que necesitan acero utilizan acero normal o de carbono, ya sea en condiciones en las que no se oxida o donde está protegido por una capa exterior de pintura o algún otro revestimiento. Sin embargo, el acero inoxidable se utiliza ahora para más aplicaciones que nunca, dijo Collins, incluso en la producción de alimentos y la seguridad alimentaria.

La científica de alimentos de la Universidad Johns Hopkins Kantha Shelke dijo a Live Science que el acero inoxidable tiene muchas ventajas sobre las alternativas: es resistente a la corrosión de los ácidos alimentarios y los productos químicos de limpieza, a diferencia del aluminio y el cobre, y no contamina ni mancha ningún alimento que toca. El acero inoxidable también es duradero, más fuerte que el aluminio e higiénico, con una superficie no porosa que se puede limpiar y desinfectar fácilmente, escribió en un correo electrónico.

Fuente: Live Science.

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