Comprendiendo los Metales No Ferrosos: Guía Completa

¿Qué son los Metales No Ferrosos?

Los metales no ferrosos son aleaciones o metales que no contienen cantidades apreciables de hierro. Todos los metales puros son elementos no ferrosos, excepto el hierro (Fe), que también se llama ferrita del latín 'Ferrum', que significa "hierro".

Los metales no ferrosos tienden a ser más caros que los ferrosos, pero se usan por sus propiedades deseables, incluyendo ligereza (aluminio), alta conductividad (cobre), propiedades no magnéticas o resistencia a la corrosión (zinc).

Algunos materiales no ferrosos se usan en las industrias del hierro y acero, como la bauxita, que se usa como fundente en altos hornos. Otros metales no ferrosos, incluyendo cromita, pirolusita y wolframita, se usan para hacer aleaciones ferrosas. Sin embargo, muchos metales no ferrosos tienen puntos de fusión bajos, lo que los hace menos adecuados para aplicaciones a altas temperaturas.

Hay una gran cantidad de materiales no ferrosos, cubriendo cada metal y aleación que no contiene hierro. Los metales no ferrosos importantes incluyen aluminio, cobre, plomo, níquel, estaño, titanio y zinc, y aleaciones como el latón.

Los metales preciosos como oro, plata y platino, y metales exóticos o raros como cobalto, mercurio, tungsteno, berilio, bismuto, cerio, cadmio, niobio, indio, galio, germanio, litio, selenio, tantalio, telurio, vanadio y circonio también son no ferrosos. Generalmente se obtienen a través de minerales como sulfuros, carbonatos y silicatos. Los metales no ferrosos generalmente se refinan mediante electrólisis.

La diferencia entre metales ferrosos y no ferrosos es que los ferrosos contienen hierro. Los metales ferrosos, como hierros fundidos o acero al carbono, tienen alto contenido de carbono, lo que generalmente los hace vulnerables al óxido cuando se exponen a la humedad. Sin embargo, este no es el caso del hierro forjado, que resiste el óxido debido a su pureza, y del acero inoxidable, que está protegido de la corrosión por la presencia de cromo.

Historia Antigua

Los metales no ferrosos fueron los primeros metales utilizados por los humanos para la metalurgia. El oro, la plata y el cobre existían en su forma cristalina nativa pero metálica. Estos metales, aunque raros, podían encontrarse en cantidades suficientes para atraer la atención de los humanos.

Menos susceptibles al oxígeno que la mayoría de los otros metales, pueden encontrarse incluso en afloramientos meteorizados. El cobre fue el primer metal forjado; era lo suficientemente blando para ser moldeado en varios objetos mediante forjado en frío y podía fundirse en un crisol. El oro, la plata y el cobre reemplazaron algunas funciones de otros recursos, como madera y piedra, debido a su capacidad para moldearse en diversas formas para diferentes usos.

Debido a su rareza, estos artefactos de oro, plata y cobre se trataban como artículos de lujo y se manejaban con gran cuidado. El uso del cobre también marcó la transición de la Edad de Piedra a la Edad del Cobre. La Edad del Bronce, que sucedió a la Edad del Cobre, fue anunciada nuevamente por la invención del bronce, una aleación de cobre con el metal no ferroso estaño.

Reciclaje y Control de Contaminación

Debido a su uso extensivo, los metales no ferrosos de desecho generalmente se reciclan. Los materiales secundarios en la chatarra son vitales para la industria metalúrgica, ya que la producción de nuevos metales a menudo los necesita. Algunas instalaciones de reciclaje refunden y recolan materiales no ferrosos; la escoria se recoge y almacena in situ mientras que los humos metálicos se filtran y recogen.

Los metales no ferrosos de desecho provienen de materiales de desecho industrial, emisiones de partículas y tecnología obsoleta (por ejemplo, cables de cobre) de desecho.

Usos y Propiedades

Los metales no ferrosos se usan para una amplia gama de aplicaciones comerciales, industriales y residenciales. Esto puede requerir una cuidadosa selección del material según sus propiedades mecánicas, incluyendo qué tan fácilmente se puede moldear el metal y si estas propiedades se alterarán en el proceso.

Muchas de las propiedades de los metales ferrosos pueden encontrarse en materiales no ferrosos; por ejemplo, aleaciones de aluminio o titanio pueden reemplazar al acero en algunos casos, y las propiedades magnéticas del hierro pueden emularse con cobalto, níquel o elementos de tierras raras que han sido aleados.

Sin embargo, como los metales no ferrosos son a menudo más caros, tienden a usarse por sus atributos únicos en lugar de simplemente como reemplazo del acero. Estos atributos incluyen pesos más ligeros, conductividad, resistencia a la corrosión y propiedades no magnéticas. Los metales no ferrosos también tienden a ser más blandos y maleables que los ferrosos, lo que significa que también pueden proporcionar aplicaciones estéticas, como con el oro y la plata.

Las propiedades de los metales no ferrosos incluyen:

• Fáciles de fabricar (incluyendo mecanizabilidad, fundición y soldadura)
• Alta resistencia a la corrosión
• Buena conductividad térmica y eléctrica
• Baja densidad
• No magnéticos
• Coloridos

Metales y Aleaciones No Ferrosos Comunes

Como incluyen cualquier metal que no contenga hierro, hay muchos metales y aleaciones no ferrosos diferentes.

Lista Importante de Metales No Ferrosos:

• Aluminio
• Cobre
• Plomo
• Níquel
• Estaño
• Titanio
• Zinc

• Latón
• Oro
• Plata
• Platino
• Cobalto
• Mercurio
• Tungsteno

• Berilio
• Bismuto
• Cerio
• Cadmio
• Niobio
• Indio
• Galio

• Germanio
• Litio
• Selenio
• Tantalio
• Telurio
• Vanadio
• Circonio

Aquí hay algunas de las propiedades y usos comunes de algunos de los metales no ferrosos más comunes:

1. Cobre

Habiendo sido utilizado por humanos durante miles de años, el cobre sigue siendo ampliamente usado por la industria. La adición de aleaciones de cobre, latón (cobre y zinc) y bronce (cobre y estaño) han ampliado los usos de este metal no ferroso (ver detalles sobre estas aleaciones más abajo).

Las propiedades del cobre y sus aleaciones incluyen alta conductividad térmica, alta conductividad eléctrica, buena resistencia a la corrosión y alta ductilidad.

Estas propiedades han permitido que el cobre y sus aleaciones se usen para intercambiadores de calor y recipientes de calefacción, como conductor eléctrico en cableado o motores, como material de techado, para accesorios de fontanería, así como para cacerolas y estatuas. El cobre también se oxida a un color verde.

2. Aluminio

El aluminio es un metal importante que se usa en una amplia gama de aplicaciones debido a su bajo peso y facilidad de mecanizado. A pesar de ser un material relativamente caro, el aluminio también es el metal base para muchas aleaciones.

Al ser resistente a la corrosión y buen conductor de calor y electricidad (aunque menos que el cobre), así como tener buena ductilidad y maleabilidad, el aluminio puede requerir recocido ya que se endurece tras el trabajo en frío.

El aluminio ligero lo hace perfecto para aplicaciones aeroespaciales y automotrices, así como para uso marino en yates. El aluminio también se encuentra en cuadros de bicicletas, cacerolas y latas de bebidas.

3. Plomo

El plomo se ha usado a lo largo de los siglos para una gama de aplicaciones, incluyendo balas, combustibles e incluso pintura. Sin embargo, se descubrió que era perjudicial cuando se liberaba a la atmósfera, mientras que otras aplicaciones también causaban daño a los usuarios.

El plomo es el metal común más pesado y es resistente a la corrosión. Tampoco reacciona con muchos productos químicos y es blando y maleable.

Aunque muchos de sus usos anteriores ya no están permitidos, el plomo sigue usándose ampliamente para baterías, cables de energía y tanques de ácido.

4. Zinc

El zinc se ha usado durante siglos como elemento de aleación, particularmente para alear acero para una variedad de propósitos, así como para alear cobre para crear latón.

Galvanizar materiales con elementos de aleación les ofrece mayor resistencia al óxido, lo que permite su uso en cercas de malla, barreras de seguridad, puentes colgantes, postes de luz, techos metálicos, intercambiadores de calor y carrocerías de coches. El zinc también se usa como ánodo sacrificial en protección catódica (CP) y como material de ánodo para baterías. El óxido de zinc también se usa como pigmento blanco en pinturas y para dispersar calor durante la fabricación de caucho.

5. Plata

La plata se ha usado como metal precioso durante siglos. Con la conductividad eléctrica, térmica y reflectividad más alta de cualquier metal, la plata también es blanda y maleable cuando se calienta y es altamente resistente a la corrosión.

Usada para joyería y moneda, la plata también puede encontrarse en paneles solares, para filtración de agua, en contactos y conductores eléctricos, así como para vidrieras e incluso en confitería especializada.

6. Oro

Otro metal precioso usado para joyería y acuñación, el oro es el más maleable de los metales, así como dúctil y resistente a la corrosión y muchas otras reacciones químicas.

Su conductividad eléctrica ha llevado al uso de oro en dispositivos informáticos, así como para blindaje infrarrojo, producción de vidrio de color, pan de oro y también para restauración dental.

7. Titanio

El titanio fue descubierto por primera vez en 1791 y ofrece buena resistencia a la corrosión y la mayor relación resistencia-densidad de cualquier elemento metálico. Sin alear, es tan fuerte como algunos aceros pero menos denso.

Puede alearse con metales como hierro y aluminio para crear aleaciones fuertes pero ligeras para usos aeroespaciales, automotrices, agrícolas, militares, médicos y deportivos, así como para joyería y teléfonos móviles.

¿Cuál es la Diferencia Entre Metal Ferroso y No Ferroso?

La respuesta simple es que los metales ferrosos contienen hierro y los no ferrosos no. La respuesta más profunda es que los metales ferrosos y no ferrosos tienen cada uno sus propias propiedades distintivas. Estas propiedades determinan las aplicaciones para las que son más adecuados.

Los metales no ferrosos se han usado desde el comienzo de la civilización. El descubrimiento del cobre en 5000 a.C. marcó el final de la Edad de Piedra y el comienzo de la Edad del Cobre. La posterior invención del bronce, una aleación de cobre y estaño, inició la Edad del Bronce.

El uso de metales ferrosos comenzó alrededor del 1200 a.C. cuando la producción de hierro empezó a volverse común. Esto dio paso a la Edad del Hierro.