El zinc

By | 30 mayo, 2014

El zinc ocupa el puesto número 23 como elemento más abundante en la corteza terrestre y es un metal fundamental para la fabricación de innumerables piezas en diversas industrias. Desde el revestimientode metales hasta el uso farmacéutico, el zinc se ha convertido a través de los años, en un material esencial para la vida del hombre.

El zinc es un mineral blanco ligeramente azulado y brillante que puede ser quebradizo cuando esta frío pero se vuelve maleable y dúctil entre 100 y 150°C, se funde a 420ºC y tiene su punto de ebullición a los 907ºC. De él se obtiene el metal de zinc en estado puro, por lo que esmenos vulnerable a los factores ambientales corrosivos, cuando entra en contacto con humedad, se oxida y se cubre con una capa de oxido o carbonato básico de color gris que lo aísla, protegiéndolo de la corrosión. Tiene buena resistencia mecánica por lo que puede ser empleado en la industria de la construcción, sin embargo, su cualidad más importante es su capacidad de protección, por lo que se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para otros metales. Según la publicación Promozinc de la Asociación Latinoamericana de Zinc LATIZA,cada año la industria mundial del zinc produce 9.8 millones de toneladas de este metal. La mitad de esta cantidad se destina a la protección del acero frente a la corrosión.

La galvanización en caliente es uno de los sistemas más efi caces de proteccióndel hierro y el acero frente a la corrosión que experimentan estos materiales cuando se exponen a la atmósfera, las aguas y los suelos. Consiste en la formación de un recubrimiento de zinc sobre las piezas y productos de hierro o acero mediante inmersión de los mismos en un baño de zinc fundido a 450ºC. Durante la inmersión en el zinc fundido, se produce una reacción de difusión entre el zinc y el acero, que tiene como resultado la formación de diferentes capas de aleaciones zinc-hierro. Al extraer los materiales del baño de zinc, estas capas de aleación quedan cubiertas por una capa externa de zinc puro. El resultado es un recubrimiento dezinc unido metalúrgicamente al acero base mediante diferentes capas de aleaciones zinc-hierro.

 

El ciclo de vida del acero, sin ningún tipo de protección, es de dos años aproximadamente antes de que sean afectadas sus propiedades y funcionalidad, mientras que gracias a los recubrimientos galvanizados de zinc aumenta su resistencia y logra prolongar su duración mínimo 10 años, sin necesidad de mantenimiento, incluso en las peores condiciones atmosféricas.

El zinc es un elemento químico metálico que está presente en el agua, el suelo y el aire y aunque no representa más del 0,012 por ciento de la corteza terrestre, es un material altamente extraído. Está generalmente asociado a otros metales como el cobre o el plomo. Este elemento se encuentra principalmente comosulfuro mineral denominado blenda o escalerita de color caramelo, y marmitita de color negruzco. También se encuentra como óxido de zinc en el mineral cincita; como silicato de zinc en la hemimorfi ta; como carbonato de zinc en la esmitsonita; y como óxido mixto de hierro y zinc en la franklinita. Las menas1 más utilizadas como fuente de zinc son la esmitsonita y la esfalerita.

 

Usos y Aplicaciones del Zinc

El zinc en las industrias metalmecánica y metalúrgica se usa principalmente como elemento protector o anticorrosivo para otros metales –especialmente el hierro y el acero– a través de diferentes procedimientos:

• El galvanizado o zincado en caliente por inmersión, es un proceso en el que el recubrimiento de metales ferrosos se hace por medio de la inmersión de las piezas en un baño de zinc fundido. La galvanización tiene como principal objetivo crear una película resistente a la corrosión entre el metal base y el medio ambiente. Esta técnica es utilizada principalmente en la industria de la construcción en materiales para techado, piezas para fachadas, canales de desagüe, etc.; en la industria automotriz en la fabricación de algunas partes de vehículos, baterías, etc.; y en el caso de los electrodomésticos se usa en productos como neveras o lavaplatos.

• La galvanoplastia, o electrogalvanizado, consiste en el traslado de iones metálicos desde un ánodo (carga -) a un cátodo (carga +) en un medio líquido compuesto fundamentalmente por sales metálicas. Se realiza en piezas pequeñas que requieran recubrimientos muy finos. El grosor de este revestimiento es el más delgado y fácil de pintar por lo cual, los fabricantes automóviles compran el 90% de acero electro galvanizado.

• Sherardización, se utiliza para recubrir piezas pequeñas que son calentadas y mezcladas con polvo de zinc a una temperatura por debajo de su punto de fusión hasta que se forma un recubrimiento gris mate sobre la pieza. La aleación con otros metales es otro uso general del zinc. Las aleaciones más comunes son:

• El latón, es una aleación de cobre con un porcentaje de zinc que varía entre el 5 y el 50 por ciento y que en algunas ocasiones puede tener la adición de otros elementos como el níquel o el estaño. En frío, los lingotes obtenidos pueden transformarse en láminas de diferentes espesores, varillas, o cortarse en tiras quepueden estirarse para fabricar alambres. Además, en muchas ocasiones es un sustituto del bronce, usado para decoración, plomería, aplicaciones eléctricas o productos como cerraduras, válvulas, instrumentos musicales, etc.
• Zamak, nombre comercial que recibe la aleación compuesta de zinc como metal base con porcentajes de 3.5 hasta 6% de aluminio, de 0.75 a 1.6% de cobre y de 0.0 hasta 0.065% de magnesio. Puede tener tasas máximas de elementos como el hierro en un 0.1%, plomo 0.005%, estaño 0.003% y cadmio 0.004%. Tiene dureza, resistencia a la tracción y posee buena resistencia mecánica y deformabilidad plástica. En muchos casos es un sustituto económico del latón y se utiliza en sectores como el de la construcción, electrónica, automotriz, eléctrico, juguetería, joyería, decoración, artículos deportivos y telefonía, entre otros. (Consulte la edición 08 de Metal Actual, página 15, artículo: Zamak, una aleación muy versátil).
Por otro lado, los derivados del zinc también tienen diferentes aplicaciones en varios sectores industriales: el óxido de zinc, conocido como zinc blanco, se usa en la fabricación de pinturas, como base de caucho, tintas para impresión, cosméticos, productos farmacéuticos, etc.; el sulfuro de zinc es utilizado en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, luces fl uorescentes, pantallas para televisores y cuadrantes luminosos; y el cloruro de zinc es usado para preservar la madera y como fl uido soldador.

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