¿Acero inoxidable o cromo-vanadio?

Tabla 1

Tabla 2

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Materiales en comparación: Las herramientas utilizadas en salas limpias no solo deben soportar cargas mecánicas, sino también ofrecer un nivel máximo de seguridad en cuanto a esterilidad y libertad de gérmenes, o bien reducir los riesgos del producto. Y en este aspecto, existen diferencias notables entre acero inoxidable y cromo-vanadio.

La experiencia demuestra una y otra vez: en cuanto a herramientas, todavía muchas empresas de la industria farmacéutica y alimentaria trabajan, incluso en salas limpias o áreas higiénicamente sensibles, con aleaciones de cromo-vanadio, mientras que una proporción mucho menor utiliza herramientas de acero inoxidable. Pero, ¿realmente importa eso? ¿Son los materiales tan diferentes? Respuesta clara: sí. Por ejemplo, en relación con la dureza de la herramienta y, por ende, la capacidad de torsión, así como la resistencia al desgaste y al roce. En el contexto de la protección del producto, así como de la desinfección y esterilización, el cromo-vanadio y el acero inoxidable también difieren en su resistencia térmica, corrosión y resistencia frente al estrés mecánico.

“Por supuesto, no solo existen diferencias entre las aleaciones de cromo-vanadio y acero inoxidable, sino también dentro de la clase de los aceros inoxidables”, dice Steffen Hild, director general de CAT Clean Air Technology GmbH en Stuttgart, especializada en salas limpias. En el acero inoxidable, o mejor dicho, en el acero no oxidante, existen cinco estructuras de aleación, que a su vez dependen de los componentes del acero como cromo, carbono, níquel y molibdeno:

- acero inoxidable austenítico,
- acero inoxidable martensítico,
- acero inoxidable ferrítico,
- acero duplex no oxidante, y
- acero resistente a precipitados no oxidante.

La comparación que sigue se centra, además del cromo-vanadio, en la martensita y la austenita. Además de componentes de aleación similares a los presentes en la austenita, la martensita tiene una propiedad excelente que la hace especialmente adecuada como material para herramientas: puede templarse térmicamente, lo cual no es posible en la austenita.

Dureza del acero

La dureza de una herramienta es relevante por dos motivos. Por ejemplo, en relación con lo que una herramienta debe realizar. En la mayoría de los casos, su función es transmitir un momento de torsión o una fuerza a otra pieza. Si la herramienta se deforma porque no soporta las fuerzas requeridas, puede ser descartada incluso durante su uso, como por ejemplo las herramientas de uso frecuente como llaves de anillo o destornilladores. Además, es importante la resistencia al desgaste y al roce. Porque en un entorno de producción crítico, no deben generarse partículas metálicas desgastadas ni que entren en contacto con el producto final. Esto es especialmente esencial en los sectores farmacéutico y alimentario, así como en la microelectrónica, tanto desde el punto de vista de la seguridad de la calidad como en el análisis del riesgo del proceso (ver Tabla 1).

Limpieza, desinfección y esterilización

El requisito industrial para la limpieza de las herramientas es, al menos, una limpieza basada en la impresión visual. Las contaminaciones y adherencias en la superficie deben eliminarse en aras de la protección del producto. Cuando los requisitos microbiológicos son más estrictos, como en los sectores alimentario y farmacéutico, no se puede evitar la desinfección y esterilización de las herramientas (ver Tabla 2).

Corrosión y autoclave

Lo que provoca la corrosión en las herramientas de cromo-vanadio es una reacción electroquímica o un líquido que actúa como intercambiador de iones. La capa superficial del material tiene una protección contra la corrosión moderada, siempre que no esté dañada. Pero ya la carga mecánica de las herramientas puede generar microgrietas en la superficie, que pueden corroerse rápidamente. Además, suele ocurrir que la superficie se desprende parcialmente. La desinfección con medios más agresivos favorece aún más el proceso de corrosión, ya que los medios habituales son “mejores” intercambiadores de iones.

Los aceros no oxidantes, como la martensita y la austenita, tienen ventaja aquí debido a la capa pasiva inherente del material, que rodea el material como una capa protectora que se regenera. Similar al aluminio, esta protección es una capa de óxido, concretamente, una capa de óxido de cromo. Cuando se daña esta capa protectora, el material subyacente oxida con el oxígeno y la vuelve a formar. La capa pasiva es relativamente inerte y proporciona una protección eficaz contra la corrosión.

Finalmente, si se considera el proceso de autoclave, surge otra desventaja del cromo-vanadio. Este material solo soporta temperaturas cercanas a los 100 grados Celsius. A temperaturas más altas, la superficie del material se desprende, lo que inevitablemente conduce a la corrosión.

Conclusión

La protección del producto y la durabilidad de las herramientas en salas limpias dependen en gran medida del material elegido. Aunque el material debe cumplir principalmente con los requisitos mecánicos de una herramienta, en entornos críticos de producción también son fundamentales los requisitos de limpieza e higiene. “Dado que las herramientas utilizadas en salas limpias deben desinfectarse y esterilizarse regularmente, se recomienda preferir herramientas de aleaciones martensíticas en lugar de austeníticas y, aún más, frente al cromo-vanadio”, es la recomendación de Steffen Hild, director general de CAT.