La química que da vida a los metales

Entre los numerosos metales y aleaciones que utiliza la industria metalúrgica, el acero destaca por ser el material más empleado en edificios, puentes, equipos industriales y grandes obras públicas. En 2025 se produjeron en todo el mundo alrededor de 1.900 millones de toneladas de acero, según la World Steel Association. Por ello, es un buen ejemplo para comprender cómo la química influye en el rendimiento de los materiales metálicos.

Pero, antes de que exista el acero, hay que obtener el hierro. Dado que este metal suele encontrarse combinado con otros elementos en las rocas de las que se extrae, su producción implica reacciones químicas que permiten separarlo de dichas sustancias.

A partir de ese hierro se produce el acero. Sin embargo, «acero» no designa una sustancia única. Es una aleación compuesta principalmente por hierro y menos del 2 % de carbono, a la que se pueden añadir otros elementos en proporciones rigurosamente controladas.

Es esa composición química la que determina las propiedades del material. Pequeñas variaciones en la cantidad o en el tipo de elementos presentes alteran la forma en que los átomos se organizan e interactúan entre sí, modificando características como la dureza, la resistencia mecánica o la resistencia a la corrosión.

Por ello, en función de la aplicación prevista (por ejemplo, vías férreas, herramientas, edificios, puentes o equipos industriales), se añaden diferentes elementos. Por ejemplo, el carbono aumenta la dureza y la resistencia; el cromo mejora la resistencia a la corrosión; el níquel contribuye a la tenacidad; y el molibdeno refuerza el rendimiento en entornos agresivos o a altas temperaturas.

Una superficie lista para ser protegida

La química vuelve a entrar en escena antes de la pintura, la galvanización o la aplicación de otros recubrimientos, fases en las que la superficie del metal debe estar completamente limpia. Durante la fabricación, se forman óxidos y otros residuos que dificultan la adherencia de los tratamientos posteriores.

Una de las técnicas más utilizadas para eliminar estas impurezas es el decapado ácido. En la industria siderúrgica, este proceso suele recurrir al ácido clorhídrico, uno de los productos fabricados por Bondalti en Portugal. El compuesto reacciona con los óxidos de hierro y los transforma en sales solubles, que pueden eliminarse, dejando la superficie preparada para la siguiente etapa.

El proceso exige un control de la concentración, la temperatura y el tiempo de contacto. Un decapado insuficiente deja óxidos en la superficie; una exposición excesiva puede atacar el metal base. El ácido no funciona, por lo tanto, como un simple producto de limpieza: forma parte de una operación química calibrada, decisiva para la calidad del recubrimiento que se aplicará posteriormente.

Controlar reacciones que no cesan

Una vez puesto en servicio, el metal sigue reaccionando con el entorno. Y cuando entra en contacto con el agua, el oxígeno o las sales presentes en el ambiente, pueden producirse reacciones químicas y electroquímicas que provocan su degradación. Este fenómeno es lo que conocemos como corrosión.

Aunque se trata de un proceso natural, su impacto económico dista mucho de ser insignificante. Según el estudio más exhaustivo realizado sobre este tema —que aún hoy sirve de referencia—, denominado IMPACT y promovido por NACE International (actualmente integrada en la Association for Materials Protection and Performance, AMPP), la corrosión representa un coste global estimado de 2,5 billones de dólares al año, cifra que, en el año en que se obtuvieron los datos (2013), correspondía al 3,4 % del PIB mundial.

También en este caso la solución se basa en la química. Una de las estrategias para prevenir la corrosión consiste en impedir que el metal entre en contacto con el agua y el oxígeno, mediante pinturas u otros recubrimientos protectores.

En otros casos, la propia composición del material proporciona esa protección. En el acero inoxidable, por ejemplo, el cromo forma en la superficie una película extremadamente fina que dificulta el avance de la corrosión.

La galvanización sigue un principio diferente: el acero se recubre con zinc, un metal que reacciona más fácilmente con el entorno y, de este modo, protege el hierro presente en el acero, incluso cuando el recubrimiento sufre pequeños daños.

En algunas estructuras, como las tuberías subterráneas o las plataformas marítimas, se utiliza además la protección catódica, un sistema que hace que otro metal se corroa, preservando así la estructura principal.

Todas estas soluciones se basan en el mismo principio: comprender cómo reaccionan los materiales ante el entorno y utilizar ese conocimiento para controlar las reacciones.

Desde la composición de una aleación hasta la última capa protectora, la durabilidad de las estructuras metálicas depende de una sucesión de decisiones químicas que las preparan para resistir el paso del tiempo, el entorno y las exigencias de su uso. Cuando cruzamos un puente o entramos en un edificio, no solo confiamos en la resistencia del metal, sino también en la ciencia que la ha hecho posible.