Aleación
Una aleación es una mezcla homogénea de metales, o de un metal con otros elementos, con propiedades mejoradas respecto a las de sus componentes.
Una aleación es un material metálico formado por la combinación de dos o más elementos, de los cuales al menos uno es un metal y es el componente mayoritario. Al mezclar los elementos se obtienen propiedades que ninguno de ellos tiene por separado: más dureza, mayor resistencia a la corrosión, un punto de fusión más bajo o mejor comportamiento mecánico. Gracias a ellas existen el acero de los puentes, el bronce de las campanas o el latón de los instrumentos musicales.
¿Qué es una aleación?
Desde el punto de vista químico, una aleación es una mezcla homogénea de composición variable en la que predomina el enlace metálico. No es un compuesto: los elementos no se combinan en proporciones fijas, y por eso una misma aleación puede prepararse con más o menos cantidad de cada componente. El elemento mayoritario se denomina metal base, y los demás, elementos de aleación.
La palabra procede del verbo latino alligare, «ligar» o «unir», porque los metales se funden juntos y quedan ligados al solidificar. Lo habitual es fundir los componentes, mezclarlos en estado líquido y dejar que la mezcla se enfríe y solidifique. También se pueden obtener por pulvimetalurgia (compactando y sinterizando polvos metálicos) o por deposición de capas finas.
Características de las aleaciones
- Conservan el carácter metálico: brillo, conductividad térmica y eléctrica, maleabilidad y ductilidad, aunque a menudo en menor grado que el metal puro.
- Son más duras y resistentes que los metales puros, porque los átomos de distinto tamaño dificultan el deslizamiento de los planos cristalinos.
- Funden en un intervalo de temperaturas y, por lo general, a una temperatura inferior a la del componente más refractario. Un caso extremo es la aleación eutéctica, que funde a una temperatura fija y mínima.
- Resisten mejor la corrosión si se eligen los elementos adecuados, como el cromo en los aceros inoxidables.
- Su composición es ajustable, lo que permite diseñar el material para cada uso.
Cómo se estructuran
Según cómo se colocan los átomos del elemento de aleación en la red del metal base, se distinguen dos tipos principales de disolución sólida:
- Sustitucionales: los átomos del segundo elemento ocupan posiciones de la red del metal base. Requieren radios atómicos parecidos (según la regla de Hume-Rothery, una diferencia inferior al 15 %) y estructuras cristalinas compatibles. Ejemplo: el latón.
- Intersticiales: átomos pequeños, como el carbono, el nitrógeno o el hidrógeno, se alojan en los huecos de la red del metal grande. Ejemplo: el acero.
Cuando los elementos no son solubles entre sí, la aleación queda formada por varias fases o por compuestos intermetálicos, como el que originan el níquel y el titanio en el nitinol.
Tipos de aleaciones
Pueden clasificarse por el metal base (ferrosas y no ferrosas), por el número de componentes (binarias, ternarias…) o por su uso. Estas son las más conocidas:
| Aleación | Componentes principales | Rasgos y usos |
|---|---|---|
| Acero | Hierro y carbono (menos del 2,1 % de C) | Resistente y tenaz; estructuras, herramientas, automoción |
| Acero inoxidable | Hierro, cromo (más del 10,5 %) y a menudo níquel | No se oxida con facilidad; cubertería, industria alimentaria, cirugía |
| Fundición | Hierro y más de un 2,1 % de carbono | Dura y frágil, fácil de moldear; bloques de motor, tuberías |
| Bronce | Cobre y estaño | Dura y resistente al desgaste; campanas, cojinetes, esculturas |
| Latón | Cobre y zinc | Dúctil, de color dorado; grifería, instrumentos musicales |
| Duraluminio | Aluminio con cobre, magnesio y manganeso | Ligera y resistente; aeronáutica |
| Soldadura blanda | Estaño con plata y cobre (antes, con plomo) | Funde a baja temperatura; electrónica |
| Amalgama | Mercurio con otros metales | Se utilizó en empastes dentales |
| Oro de 18 quilates | Oro (75 %) con cobre o plata | Más duro que el oro puro; joyería |
Una nota histórica
El bronce da nombre a un periodo entero de la prehistoria, la Edad del Bronce, que en Oriente Próximo comenzó hacia el 3300 a. C. Fue la primera gran aleación de la humanidad: añadir estaño al cobre producía un metal mucho más duro que el cobre puro y más fácil de fundir en moldes. El hierro y el acero llegaron después, ya con técnicas de fundición más avanzadas.
Aplicaciones
- Construcción y transporte: aceros para estructuras, raíles, carrocerías y barcos; aleaciones de aluminio para aviones y trenes.
- Electrónica y energía: soldaduras, contactos eléctricos y aleaciones de níquel en baterías y turbinas.
- Medicina: aceros inoxidables y aleaciones de titanio en prótesis e implantes, o el nitinol, que «recuerda» su forma, en stents.
- Joyería y acuñación: plata de ley (92,5 % de plata, el resto cobre) y oros de distintos quilates.
Ejercicios resueltos
1. Un anillo de oro de 18 quilates pesa 8 g. ¿Cuántos gramos de oro puro contiene?
18 quilates equivale a 18/24 = 0,75, es decir, un 75 % de oro. Masa de oro = 8 g × 0,75 = 6 g de oro (los 2 g restantes son otros metales).
2. Se funden 350 g de cobre con 150 g de zinc. ¿Cuál es el porcentaje en masa de cada metal en el latón obtenido?
Masa total = 350 + 150 = 500 g. Cobre: 350/500 × 100 = 70 %. Zinc: 150/500 × 100 = 30 %. Resultado: 70 % de Cu y 30 % de Zn.
3. Una joya de 20 g contiene 15 g de oro. ¿De cuántos quilates es?
Fracción de oro = 15/20 = 0,75. Quilates = 0,75 × 24 = 18 quilates.
Preguntas frecuentes
¿Una aleación es un compuesto químico?
No. Es una mezcla homogénea de composición variable, mientras que un compuesto tiene una proporción fija entre sus elementos. Algunas aleaciones contienen fases intermetálicas que sí se comportan como compuestos, pero el material en conjunto es una mezcla.
¿Por qué las aleaciones son más duras que los metales puros?
Los átomos del elemento de aleación tienen un tamaño distinto y deforman la red cristalina. Esa distorsión dificulta que los planos de átomos se deslicen unos sobre otros, que es lo que permite deformar un metal puro con facilidad.
¿Qué diferencia hay entre bronce y latón?
El bronce es una aleación de cobre y estaño; el latón, de cobre y zinc. El bronce es más duro y resiste mejor el desgaste y el agua marina, y el latón es más fácil de mecanizar y tiene un color más amarillo.
¿Puede haber aleaciones sin ningún metal?
En sentido estricto, una aleación tiene siempre un metal como base. Pueden incluir elementos no metálicos como el carbono en el acero o el silicio en algunas aleaciones de aluminio, pero el conjunto conserva el carácter metálico.
¿Cómo se separan los metales de una aleación?
Con dificultad, porque están mezclados a escala atómica. Se recurre a procesos de refinado, como la fusión selectiva, la electrólisis o la destilación de los componentes volátiles, y por eso el reciclaje de aleaciones exige clasificar bien los residuos.
Referencias
- Callister, W. D. y Rethwisch, D. G. Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales. Reverté.
- Askeland, D. R. Ciencia e ingeniería de los materiales. Cengage Learning.
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Aleación». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/aleacion/
