Griferías domésticas y contaminación por plomo (página 2)

El Decreto del Ministerio de la Salud italiano del 6 de
abril 2004, Nº 174 sobre los materiales y
elementos que pueden ser utilizados en las instalaciones fijas de
captación, tratamiento, conducción y distribución del agua destinada
al consumo
humano, que entró en vigor el 17.07.2007, prescribe los
materiales que pueden ser utilizados, indicando, respecto al
latón, que la aleación debe responder a (párrafo
1.5.4.1): Cu 55-64 %, Pb igual o menor a 3,5 %, Zn el resto, con
un contenido máximo de impurezas arsénico+antimonio
del 0,15 %, Cadmio 0,01 % y níquel 0,3 %
composición que substancialmente se corresponden a lo
previsto en la normativa europea EN. En Francia se
dispone de la Arrêté du 29/05/97 "relatif
aux matériaux et objets utilisés dans les
installations fixes de production, de traitement et de
distribution d'eau destinée à la consommation
humaine" (modificado) que indica en su apéndice
II :

Los componentes de latón para la
fabricación de accesorios de tubería, válvulas y
otros dispositivos deberán cumplir con los siguientes
límites
máximos:

Plomo (Pb): 5%

Arsénico (As) y antimonio (Sb): 0,2%

Níquel (Ni): 1%

El contenido total de impurezas consideradas
tóxicas, con exclusión de las sustancias definidas
en el párrafo anterior, seguirán siendo menos del
0,5%.

Los componentes de bronce para la fabricación de
accesorios de tubería, válvulas y otros
dispositivos deberán cumplir con los límites
máximos que figuran a continuación: Plomo (Pb):
6%

Níquel (Ni): 3%

Antimonio (Sb): 0,5%

El contenido total de impurezas consideradas
tóxicas, con exclusión de las sustancias definidas
en el párrafo anterior, seguirán siendo menos del
0,5%.

Además dispone del "système de
l"Attestation de conformité sanitaire" (ACS) que
evalúa la aptitud de un producto para
su instalación en contacto con el agua para
el consumo humano.

En Alemania la
DIN-EN 50930, sobre la protección del agua potable
en la distribución y en las instalaciones interiores, en
su apartado 3 hace referencia al acero
galvanizado, la parte 5 al cobre y la
parte 6 (2001) a los "Efectos sobre la calidad del agua
potable", proporcionando información sobre la influencia, por
migración de los iones metálicos, en
la composición del agua (sin especificar la resistencia a la
corrosión del material)

En definitiva las normas respecto a
estos artículos, aunque preferenciando para su
fabricación los bronces y los latones, no excluyen en
absoluto la utilización de ningún otro material,
por lo que los proyectistas y diseñadores disponen, en
teoría,
de un extenso campo de posibilidades en lo que afecta a los
materiales a emplear, con las limitaciones que imponen los
procesos
industriales y las inherentes a los costes, pudiéndose
utilizar, además de la gama de las citadas aleaciones de
cobre para fundir por gravedad, por baja presión o
mediante prensado, los plásticos
o los aceros inoxidables, estos últimos sin demasiado
éxito,
hasta ahora, debido a sus limitaciones técnicas o
económicas, siendo en la práctica el latón
la aleación mas utilizada y sobre la que me
extenderé en las próximas líneas

Mucho mas amplio todavía es el criterio de las
normas para aquellos otros elementos y componentes que no
permanecen en contacto con el flujo del agua potable o no
estén sometidos a esfuerzos derivados de la presión
en la red de
distribución, como pueden ser, por ejemplo, en los casos
de las griferías y válvulas domesticas, los
dispositivos de maniobra y piezas de accionamiento (crucetas,
manecillas, tiradores, pomos, etc.) donde la cantidad de
materiales que se pueden utilizar es enorme, ya que las
restricciones se limitan a la resistencia a la torsión
y a que la temperatura de
la superficie, en las condiciones fijadas en la norma, no exceda
de los 45 ºC (excluido el inversor), aunque, al margen de la
literalidad de la norma, es obvio que en estos componentes
también deben contemplarse aspectos como la ausencia de
porosidad, riesgos de
corrosión en el contacto entre metales,
imputrescibilidad, ausencia de tensiones internas, etc. o los
materiales frágiles cuya fractura sea cortante (entre
otros la porcelana, gres, vidrio, piedras
semipreciosas, etc.)

Para estas últimos componentes se ha
generalizado, desde los años 80, la aleación de
cinc "zamak", aplicada con éxito para fabricar muchos
otros productos
permitiendo, por una parte, obtener formas y geometrías no
posibles con otros materiales a excepción de los
plásticos, y por otra conseguir notables mejoras de
acabado superficial debido a su estabilidad dimensional y a la
tersura obtenible en las superficies, suprimiendo procesos de
limado y pulido que fatalmente introducen, en las piezas fundidas
de latón y bronce y en menor proporción en las
prensadas, variaciones poco controlables de las formas
originalmente proyectadas (especialmente en aristas y curvas de
pequeño radio). No
obstante hay que tener en cuenta que las normas especifican que
los materiales que no tengan suficiente resistencia a la
corrosión, como es el caso de algunos metales, deben
protegerse adecuadamente tanto del agua que circule por su
interior como frente a la humedad y agresividad medio ambiental.
Esta protección se obtiene bien con recubrimientos
orgánicos (pinturas, barnices, lacas y esmaltes) o bien
mediante recubrimientos electrolíticos que, en los latones
son generalmente de níquel y cromo o de
cobre-níquel-cromo.

En los plásticos, no afectados por problemas de
corrosión, es la escasa dureza, baja resistencia a la
abrasión, su vulnerabilidad frente a ciertos disolventes
comunes y la estética los que aconsejan, según
los casos, la aplicación de ciertos recubrimientos
orgánicos o bien electrolíticos. Tampoco debe
olvidarse la posibilidad que tiene el zamak, al igual que los
restantes metales y algunos plásticos, de incorporar los
recubrimientos de capas finas resistentes al desgaste, como el
PVD (Physical Vapour Deposition), de CVD (Chemical Vapour
Deposition) o de PECVD (Plasma Enhaced Chemical Vapour
Deposition) o los mas recientes a base de aleaciones de
níquel y tungsteno, que en determinados casos están
substituyendo o substituirán a los recubrimientos
electrolíticos a base de níquel y cromo que si bien
son inocuos para los usuarios finales (sobre el níquel hay
algunas reservas) el proceso
industrial es peligroso para los trabajadores y contaminante
medioambiental.

Productos de
corrosión

Un aspecto poco conocido del proceso de corrosión
que afecta a los elementos metálicos presentes en una red de
distribución de agua potable, es la valoración del
tipo y la cantidad de sustancia que migra o se solubiliza en el
agua, alterando su potabilidad. Habitualmente el problema es
analizado con la óptica
de limitar los daños mecánicos y funcionales por
corrosión en los dispositivos y conducciones,
habiéndose prestado poca atención a las repercusiones que este
proceso tiene sobre la calidad del agua distribuida. Sin embargo
actualmente, como vamos a ver, este aspecto está
adquiriendo relevancia, analizándose aspectos hasta hace
poco descuidados, entre ellos el incremento de las
concentraciones de metales tóxicos ocasionados por la
corrosión electroquímica y mecánica. Los contenidos de algunos de los
iones metálicos en el agua potable hoy están
limitados a 2 mg/l para el Cu, a 50 ?g/l para el Cr, 20 ?g/l para
el Ni, 200 ?g/l para el Fe, 200 ?g/l para el Al y a 25 ?g/l para
el Pb (que en Europa a partir
del 2015 deberá ser de 10 ?g/l).

Aunque en esta ocasión no trataremos del
níquel, si que conviene indicar que es difícil
evitar que el deposito electrolítico de este metal, previo
al cromado de la grifería, penetre en el interior del
conducto donde pasará luego el agua de consumo, con la
consiguiente migración del metal (ingestión que por
otra parte no es acumulativa) y aunque su toxicidad no es bien
conocida, las alergias al metal por contacto directo con la
piel o por
ingestión de alimentos que lo
contienen, están muy extendidas. En el cuadro I y en el
cuadro II se indican algunos de los metales que pueden ocasionar
corrosión en los sistemas de
distribución de agua potable y las condiciones para baja o
nula probabilidad
de que se produzca.

Respecto al Cuadro II hay que señalar
que:

TOC= Carbono
Orgánico Total

La ya citada normativa española R.D. 140/2003,
que traspone la directiva europea correspondiente, en su Anexo 1
C: "Parámetros indicadores
del pH", indica
que "el agua en ningún momento podrá ser ni
agresiva ni incrustante y que el resultado de calcular el
Índice de Langelier debería estar comprendido entre
± 0,5. Por su parte el Código
Técnico de la

Edificación español
indica que, para el caso de tuberías de cobre, el
Índice de Langelier (IS) debe ser positivo.

Cuadro I. Algunos de los materiales
utilizados en contacto con el agua potable

El incremento del número de plantas
desalinizadoras y desalobradoras mediante procesos de osmosis
inversa, ha llevado a considerar también el Índice
de Langelier (IS) = ± 0,5 como el criterio básico
para la remineralización adecuada de las aguas desaladas.
Es sabido, que para conseguir un Langelier estable y
próximo a cero a partir de agua osmotizada hay que
dosificar el CO2 y a continuación añadir cal,
dolomita, o calcita, hasta conseguir una alcalinidad del orden de
60 mg/l CaCO3. Sin embargo el contenido en cloruros de las aguas
osmotizadas oscila entre 60 y 200 mg/l Cl– y por lo tanto,
el cociente, en moles entre los cloruros y bicarbonatos
oscilará entre 1,4 y 4,7 mol/mol. Analizando los criterios
expuestos en el cuadro II, se comprueba que a partir de una
relación mayor de 0,5 Cloruros/Bicarbonatos comienzan los
problemas de corrosión, especialmente en las instalaciones
de hierro y galvanizadas. A partir de una relación mayor
de 3 el problema es más que probable. La
utilización de ácido sulfúrico en lugar de
CO2 para acidificar el agua osmotizada, previamente a la
remineralización, puede resultar aún más
perjudicial desde el punto de vista de la corrosión, ya
que los sulfatos contribuyen junto con los cloruros a aumentar la
capacidad corrosiva de las aguas remineralizadas.

Por ello parece correcto afirmar que las aguas desaladas
y remineralizadas hasta una alcalinidad alrededor de 60-80 mg/l
CaCO3= siguen siendo aguas potencialmente corrosivas para ciertas
aleaciones cuando el contenido en cloruros supera los 50 mg/l
Cl– Esta situación puede llevar a dificultades a
largo plazo en algunos abastecimientos, puesto que introduce un
criterio adicional de calidad de difícil cumplimiento,
atendiendo a que muchas de las plantas de osmosis inversa
actuales no están diseñadas para producir aguas con
menos de 100 mg/l C–.

Finalmente otros procesos específicos de los
latones amarillos que pueden afectar a la calidad del agua de
consumo son, entre otros, la corrosión intergranular en su
doble aspecto de descinficación y agrietamiento, aspectos
que trataremos mas adelante.

Latones

El latón es la aleación más
común para la fabricación de grifos y
válvulas, conteniendo Cu como disolvente y Zn como soluto.
Sus propiedades mecánicas varían enormemente en
función de su composición y la forma de trabajo.
Existen alrededor de 70 aleaciones distintas de latón,
cada una con características específicas.
Aclararemos para evitar equívocos que en muchos
países las aleaciones de cobre con un 10 % de cinc se las
suele denominar también como "bronces" comerciales. A los
latones se les puede añadir otros metales para mejorar las
propiedades mecánicas como Pb, Al o Ni.

3.1.- DESIGNACIONES

La designación del cobre y las aleaciones de
cobre forman parte del "Unified Numbering System" (UNS) para
metales y aleaciones, normalizado por "American Society for
Testing and Materials" (ASTM) y la "Society of Automotive
Engineers" (SAE). Pero el sistema de
denominación más antiguo es el desarrollado por
"Copper Development Association" (CDA), actualmente
todavía utilizado por la
Administración Norteamericana, y en la que las
aleaciones numeradas del 100 al 190 son mayormente de cobre con
menos del 2 % de aleantes. Los números del 200 al 799
comprenden otras aleaciones para forja y las series 800 y 900
incluyen todas las aleaciones para moldeo, así por ejemplo
las series del 200 al 299 son latones Cu-Zn y las del 300 al 399
latones al plomo ambos para forja. Del numero 833 al 838 latones
rojos y latones rojos al plomo para moldeo, etc.

Sistema UNS:

Designa el cobre y las aleaciones de cobre mediante 5
dígitos precedidos de la letra "C". En realidad este
sistema añade dos dígitos a la designación
de CDA. Por ejemplo el latón libre de mecanizado en CDA se
denomina con el número: 360, y en sistema UNS:
C36000.

El sistema UNS clasifica el cobre en dos grandes
grupos.
Aleaciones para forja, denominadas entre C10000 y C79999, y
aleaciones para colada que abarcan entre C80000 y C99999. En los
dos casos se clasifican en familias como: cobres, aleaciones de
alto contenido en cobre, latones, bronces, cupro-níqueles
y níquel-plata. Las aleaciones que no se encuentran en
estos casos se clasifican como "otras aleaciones de cobre-cinc"
en aleaciones para forja y "aleaciones especiales" en aleaciones
para colada

Sistema ISO:

La
Organización Internacional de Normalización (ISO) describe el sistema
composicional en ISO 1190 Part 1. Se basa en los símbolos de los elementos de
aleación puestos en orden decreciente del porcentaje. Por
ejemplo: CuZn39

Sistema CEN:

El sistema ISO es difícil de manejar cuando se
tratan de aleaciones complejas, por eso en Europa en el
"Comité Européen de Normalisation" (CEN), el
grupo de
trabajo CEN/TC 132 ha formulado un nuevo sistema de
numeración, desarrollando un sistema de seis
dígitos alfa-numéricos. La primera letra es: "C",
que indica aleación de cobre. La segunda letra indica
el estado del
material: "W" para material de forja, "C" para colada, "B" en
forma de lingotes y "M" para aleación madre. Los tres
números siguientes se usan para identificar el material,
el rango va de 001 a 999, y finalmente la última letra se
usa para identificar la clasificación individual del
grupo.

3.2.- CLASES Y FAMILIAS

Estas aleaciones se dividen en dos clases y tres
familias. Las clases de latón se basan, según
veremos mas adelante al analizar el diagrama de
fases, en el principal constituyente que los forma
tipificándolos en latones "?" y latones "?+?". Las tres
principales familias son los ordinarios (binarios), los latones
al plomo y los latones especiales. Los binarios son los formados
únicamente por cobre y cinc, y pueden dividirse en dos
grupos: latones para fundir y latones para forja. Los latones
para fundir requieren de pequeñas cantidades de otros
elementos que faciliten su moldeabilidad. Por su parte, los
latones para forja se dividen a su vez en latones rojos y en
latones amarillos.

Los latones al plomo son actualmente, en la mayor parte
del mundo, los materiales base para la fabricación de los
cuerpos fundidos y estampados (prensados) de muchos de los
dispositivos y componentes de las redes de agua potable y
entre ellos de las griferías y válvulas domesticas
e industriales (ver cuadro III), utilizándose
también para piezas de decoletaje y micromecánica,
siendo habitualmente empleados, entre la amplia gama existente,
las aleaciones de 35 % a 42 % de cinc, es decir de latones "(+?"
(ver diagrama de fases Cu-Zn de la figura 4), en los que se
consideran buenas las impurezas que benefician las propiedades
mecánicas (aluminio,
estaño,
el hierro y el níquel) o favorecen la resistencia a la
corrosión como el aluminio, el estaño y el
níquel, siendo por el contrario perjudiciales el antimonio
el arsénico, azufre, bismuto, cadmio, fósforo,
magnesio y silicio. El hierro y el manganeso producen
partículas que aceleran el desgaste de las

herramientas de mecanizado por lo que no deben de
exceder de ciertas proporciones, no obstante la influencia de
estos elementos depende esencialmente de los porcentajes en la
aleación y de la presencia de otros elementos con los que
interactúan modificando su influencia.

Su peso especifico es del orden de 8,3 y la dureza
Brinell viene a estar comprendida entre 82 y 65 (a mayor
porcentaje de cobre mayor dureza, aunque a partir del 75 % de
cobre la dureza vuelve a disminuir). Este material no es
inyectable con lo que no son obtenibles o fácilmente
ejecutables determinados diseños y formas que en el caso
de los órganos de maniobra diferencian en gran forma a
fabricantes y modelos. En el
caso de estas piezas específicas son dos las
jerarquías de materiales particularmente adecuados para
hacer piezas por inyección: por una parte la extensa gama
de los plásticos técnicos y composites y por otra,
entre los metales, las aleaciones de cinc-aluminio
(zamak).

3.3.- PROPIEDADES

En general, poseen las esenciales del cobre
(dúctiles, maleables, buenos conductores, etc.), pero con
un menor coste, mayor facilidad para ser trabajados y algo
más de resistencia mecánica. Su color
varía entre un gris oscuro hasta un amarillo a medida que
disminuye el contenido en cinc. La película superficial
sobre el latón en agua potable está compuesta
mayoritariamente por Cu2O y por oxihidróxidos de Zn siendo
difícilmente reducible. Con la exposición
al aire libre se puede crear una fina película protectora,
no muy estética, de carbonato cúprico. Tienen
excelente resistencia a la corrosión, siendo
económicamente la primera opción para muchas
aplicaciones. Para ambientes salinos hay que procurar escoger
aleaciones con adiciones de estaño (admiralty brasses) y
en los latones con un contenido en cinc superior al 15%, debe
contemplarse la eventualidad de un proceso de
descinficación evitable, haciéndolas mas
resistentes a este tipo de corrosión, adicionando
pequeñas cantidades de arsénico a las aleaciones
alfa (ver diagrama de fases).

La conductividad eléctrica y térmica son,
para el caso que nos ocupa, propiedades secundarias, siendo el
objetivo
principal de las aleaciones de cobre conseguir buenas propiedades
mecánicas, facilidad de conformado, tanto por forja como
por moldeo, y alta resistencia a la corrosión. Esta
última propiedad
quizás sea la más importante, puesto que, al igual
que los aceros inoxidables especiales, el cobre es el
único metal apto para ambientes agresivos con un costo
considerablemente más bajo que el de los aceros. Estas
aleaciones poseen un contenido en cinc máximo de 50%, pues
a porcentajes superiores las aleaciones resultantes son muy
frágiles; también el peso específico depende
del porcentaje de aleación así como las
demás propiedades físicas entre ellas las
mecánicas en las que además influye el proceso que
se haya utilizado en ellos, así por ejemplo los deformados
en frío, igual que ocurre con el cobre, son mucho mas
resistentes que los latones recocidos.

El latón es menos resistente que el cobre a la
acción
de los agentes atmosféricos, pero resiste perfectamente el
agua y el vapor recalentado, sobre todo el latón con
constituyente "?", así como bastante bien la acción
del agua del mar, sin embargo resiste mal la acción de los
ácidos
sulfúrico y clorhídrico.

Figura 1. Influencia del incremento
de Zn en las propiedades de los latones

3.4.- DIAGRAMA DE FASES

Diferenciaremos, como hemos dicho, entre los latones
ordinarios o binarios constituidos por cobre y cinc y los aleados
o ternarios en los que además esta presente un tercer
elemento significativo característico de la
aleación.

Figura 2. Diagrama de fases
Cu-Zn

Considerando el latón binario, en el diagrama de
fase Cu-Zn (ver Figura 4) están presentes las siguientes
fases principales:

Solución sólido "?" de cinc en el cobre de
carácter metálico, que cristaliza en
el sistema cúbico centrado en las caras. Es
maleable.

Solución sólida "?" de cinc en el cobre de
carácter metálico, que cristaliza en el sistema
cúbico centrado. Es maleable, pero más duro que la
"?"

La fase "?", de carácter no metálico,
posee una estructura de
cristales gigantes multiatómicos formados por 52
átomos. Este constituyente es frágil y muy
duro.

Los latones industriales con porcentajes de cinc
inferiores al 40 % presentan las propiedades esenciales del
cobre, con un precio
inferior y una mayor facilidad para su trabajo, puesto que el
cinc aumenta su fusibilidad, su facilidad de moldeo y su
resistencia mecánica.

Las aleaciones de porcentajes de cinc comprendido entre
0 y 33 % aproximadamente son monofásicos,
denominándose también como latones de trabajo en
frío, iniciando su solidificación al descender su
temperatura de la línea de líquido, con la
formación de cristales "?" hasta que, al llegar a la
línea de sólido, toda la aleación queda
solidificada en forma de solución "?", no habiendo
variación de la fase "?" a partir de estas temperaturas.
Las de un 5 % de cinc se denominan metal para dorar (su color
imita al oro y se
utiliza para bisutería), las de un 10 % de cinc es el
llamado "bronce" comercial, las de menos de un 20 % de cinc son
denominados latones rojos y los comprendidos entre el 20 y el 35
% de cinc se les llama latones amarillos. La
característica de los latones rojos es su gran resistencia
a la mayoría de los tipos de corrosión y en
oposición a los latones amarillos, prácticamente no
sufren la descinficacion ni la corrosión intergranular en
ciertos ambientes. Son más caros y su aplicación se
basa en el color y en la resistencia a la
corrosión.

Las de porcentaje de cinc comprendidas entre el 33 y el
37 % aproximadamente al descender su temperatura a los 902
ºC se produce una reacción entre el líquido y
los cristales "?", formándose cristales "?", cuya
presencia es deseable cuando se buscan buenas propiedades para el
mecanizado, quedando finalmente la aleación duplex de
constitución "?+?". Estos latones tiene una
excelente comportamiento
en frío (embutición y estampación) y buena
en caliente.

Las de porcentaje de cinc comprendidas entre el 37 y el
57 % aproximadamente, indican la solidificación con la
formación de cristales "?"; pero al descender la
temperatura, una parte de ellos se van transformando en "?",
quedando finalmente constituidas, en las aleaciones de
porcentajes comprendidos entre el 35 al 45.7 % de cinc, por
cristales "?+?", trabajándose fácilmente en
caliente. Al seguir enfriando estas aleaciones hasta la
temperatura de 454 ºC, se observa que la fase "?" se
transforma en la fase "?´" que se diferencia de la anterior
en que tiene todos los átomos colocados ordenadamente en
la estructura atómica de los átomos del disolvente
frente a los "?" que los tiene colocados
desordenadamente.

En las aleaciones de mas del 50 % de cinc, se forma el
constituyente "?" que es muy duro y frágil, por lo que
estas aleaciones, como ya he dicho, no tienen interés
desde el punto de vista industrial. Todas estas particularidades
deben ser tenidas en cuenta para comprender el fundamento de los
tratamientos térmicos de los latones que están
basados en las transformaciones que experimentan los
contribuyentes citados en los calentamientos y
enfriamientos.

Como ya se ha indicado, de una forma simplista, los
latones comunes también pueden dividirse en dos grupos:
latones para fundir, que contienen pequeños porcentajes de
otros elementos para facilitar su fusibilidad y moldeabilidad, y
los latones de forja, que a su vez se suelen clasificar
técnicamente en otras dos clases: latones "?" y latones
"?+?", según el principal constituyente que la forma. Para
la obtención de piezas coladas por gravedad o procedentes
de barra por estampado en caliente o por decoletaje, se parte de
latones bifásicos (?+ÃY) al plomo, ya que el
latón en fase ? resulta frágil y no se puede colar
por gravedad ni mecanizar en frío.

En el caso de que se parta de tocho sufre una etapa de
laminación o extrusión hasta obtener un producto en
forma de barra o redondo, en función de la
aplicación posterior. Sobre trozos de esta barra o
producto semiacabado ("pellet") se pueden realizar procesos de
mecanizado por arranque de viruta, procesos de estampación
en caliente o procesos por deformación en frío.
Cualquiera de estos tres procesos puede ser necesario para
obtener el producto final terminado y, en función de la
geometría final del componente que se
quiera obtener, se puede aplicar un proceso u otro.

3.5.- COEFICIENTE DE GUILLET

La importancia de las impurezas no son siempre "si o no"
dependiendo mas bien, como he indicado, de los porcentajes en la
aleación y de la presencia de otros elementos que
modifiquen su influencia. Por ejemplo, el arsénico en
proporciones inferiores al 0.1 y 0.02 % favorece la
corrosión sin embargo, en mayores proporciones impide el
descinficado del latón y por lo tanto contribuye a evitar
la corrosión.

• El manganeso y el estaño
  aumentan la resistencia a la corrosión;

• El azufre colabora junto al plomo en
  fracturar las virutas durante la
  mecanización;

• El hierro aumenta la carga de
  rotura;

• El aluminio aumenta la resistencia a la
  corrosión y a la abrasión;

• El antimonio y el arsénico
  inhiben la descinficación.

• El níquel mejora las
  características mecánicas y la resistencia a la
  corrosión;

• El silicio sirve para disociar y
  favorecer la creación de la fase ÃY.

Por su interés recalcamos que el azufre y el
plomo mejoran la aptitud para el mecanizado, y que tanto el uno
como el otro tienen muy baja solubilidad en el cobre,
separándose como plomo, en el primer caso, o como Cu2S, en
el segundo.

El valor de los diversos elementos sobre las propiedades
de las fases presentes o la modificación de las
proporciones entre las fases de la aleación puede ser
estudiada a través del coeficiente de Guillet que nos dice
que todas las adiciones hechas a los latones binarios pueden
evaluarse en un "equivalente en Zn" pasándose así a
un porcentaje equivalente (ficticio) de cinc (Cu %):

donde:

x es el porcentaje del elemento de
aleación

k es el coeficiente de equivalencia en
Zn.

Algunos coeficientes k son los
siguientes:

Ni = -1.2, Co = -1, Pb = 0, Mn = 0.5,
Cd = 0.7, Fe =
0.9, Sn = 2, Al = 6, Si = 10

De esta fórmula resulta que los elementos con k
< 1 aumentan la proporción de fase ?, mejorando la
maleabilidad en frío, en cambio, aquellos con k > 1
aumentan la proporción de ?´, mejorando la aptitud
al conformado en caliente.

Corrosión
selectiva e intergranular

a) Corrosión selectiva (selective
leaching)

Es la eliminación de un elemento de
aleación sólida por medios
corrosivos. El ejemplo más común es la
sustracción selectiva del cinc en el latón
(descincificación). La pieza queda porosa y pierde gran
parte de su resistencia mecánica. En este caso, puede
observarse un giro de color del latón hacia un tono rojizo
al quedar más rico en cobre. Procesos similares ocurren en
otras aleaciones donde, aluminio, acero, cobalto, cromo y otros
elementos, son extraídos. El término "Selective
Leaching" es el nombre general con que se describen estos
procesos, que abarcan además de la descinficación,
a la descobaltificación, desaluminización,
etcétera

b) Corrosion intergranular

Es causada cuando se encuentra/n:

( Impurezas en los bordes del grano de metal,

( Uno de los elementos de la aleación
enriquecido, o

( Alguno de los elementos, en las áreas de borde
granular, agotado o empobrecido.

4.1.- DESCINFICACION

Como he indicado, las piezas y accesorios
fabricados con latones con un contenido en cinc superior al 15%
tienen cierto grado de predisposición a la
corrosión selectiva o descinficación, que consiste
en la disolución de la aleación
produciéndose una precipitación de cobre y de
óxido de cobre, mientras el cinc es eliminado disuelto en
el electrolito, formándose con ello una estructura
esponjosa y sin resistencia. Ocurre en agua aireada que contiene
dióxido de carbono y cloruros, habiéndose
comprobado que con contenidos de este último del orden de
80 mg/l. se inician ya los fenómenos de corrosión
local, agravándose al decrecer el pH, aumentar la
temperatura. Además la presencia de partículas de
cobre junto al latón tiene también un efecto
agresivo, mientras que por el contrario la presencia de
partículas de hierro o acero puede mitigar o bloquear la
descinficación del latón. Las instalaciones de
fontanería efectuadas con tubería de acero
galvanizado tienen menos problemas en cuanto a la
descinficación de los latones, mientras que por el
contrario las instalaciones con tubería de cobre pueden
aumentar este tipo de problemas en los dispositivos y
griferías convencionales.

Resumiendo, las condiciones que propician la
descinficación son:

– Agua con alto contenido de oxígeno o
dióxido de carbono (ataque uniforme).

– Agua estancada o con poco movimiento
(ataque uniforme).

– Agua ligeramente ácida y con bajo contenido de
sales a temperatura ambiente
(ataque uniforme).

– Bajo PH y agua con bajos contenidos minerales
combinada con oxígeno, lo cual forma oxido de cinc (ataque
uniforme).

– Aguas con alto cometido de iones cloruros (ataque
uniforme).

– Aguas alcalinas o neutras, con alto contenido de sales
a temperatura igual o mayor a la del medio ambiente
(ataque concentrado).

Para este proceso que comienza con un cambio en la
composición local se han propuesto dos mecanismos (figura
3):

a) El Zn se disuelve y deja una estructura frágil
y porosa de Cu.

b) Tanto el Zn como el Cu se disuelven y el Cu se
redeposita como una capa porosa.

El proceso principal es el b) a juzgar por las
velocidades de corrosión observadas; el caso a)
implicaría la difusión de Zn en el sólido,
que debe ser bastante lenta.

En el caso de un latón "?", constituido por una
sola fase, que contiene un 70 % de cobre y un 30 % de cinc, la
aleación se despoja gradualmente del cinc y ya que el
ataque progresa en profundidad, siendo probable que el mecanismo
incluya la disolución de la aleación y la posterior
redeposición del cobre. Tan pronto como se disuelve alguno
de los átomos superficiales de cinc, los átomos
restantes de cobre proporcionan una eficaz superficie
catódica que estimula el ataque del latón. El
fenómeno produce una "esponja" de cobre sobre la
superficie, que puede ser fácilmente desprendida por no
tener prácticamente ninguna resistencia mecánica.
Los tubos de latón pueden deteriorarse rápidamente
al fluir por ellos medios acuosos, particularmente agua de mar.
Este inconveniente se evita en gran parte con los latones de una
sola fase con la adición de pequeñas cantidades de
arsénico (0.02-0.06 %).

En la descinficación siempre es atacado en primer
lugar el latón ÃY, mientras se elimina el cinc a
través del agua, produciéndose una
separación del cobre esponjoso, siendo posteriormente
atacados también algunos componentes ?, de manera que en
los puntos de corrosión sólo queda una esponja de
cobre sin resistencia alguna a los esfuerzos
mecánicos.

Figura 3. Esquema de las
reacciones durante el inicio de la
descinficación

Con porcentajes de Cu muy bajos la fase ÃY es muy
abundante y por lo tanto la resistencia a la
descinficación será baja. Con porcentajes de Cu muy
altos, la fase ÃY puede ser baja, pero en tal caso la
solidificación comienza con dentritas ? primarias, con lo
cual toda la fase ÃY se localiza entre las dentritas ? en
bandas continuas, formando una red tridimensional donde la
descinficación puede producirse a pesar de la
pequeña cantidad total de fase ÃY existente en la
microestructura. La resistencia a la descinficación es
buena si la fase ? es inhibida mediante arsénico (u otro
inhibidor) y la fase ÃY se distribuye de forma no continua
entre la fase ?.

En los latones de dos fases, la fase "?", que es la mas
rica en cinc, esta expuesta a sufrir la descinficación aun
cuando se haya añadido arsénico. El ataque por
choque sucede en el interior de los tubos de condensadores
marinos que contienen fluidos en movimiento. Aparece dondequiera
que grandes burbujas en el agua turbulenta estallan sobre la
superficie del tubo y produce extensas picaduras en forma de
herradura. Es considerable la despolarización de las
reacciones anódica y catódica en los puntos de
choque de las burbujas, puesto que estas alejan los productos de
la corrosión y hacen que exista un abundante suministro de
oxigeno. El
martilleo de la película de oxido por un chorro constante
de burbujas incrementa asimismo el ataque.

En el caso de las válvulas y griferías
simples y mezcladoras bimando con sistema de apertura y cierre
tradicional (asiento y soleta de compresión) (2), se ha
tratado de substituir, sin resultado satisfactorio, el asiento de
latón, que es la parte mas sensible por efecto de la
velocidad y turbulencia del agua, por otros materiales tales como
resinas y composites, así como por latones cromados,
aceros inoxidables. Las formas de actuar para evitar o reducir
este fenómeno son varias y abarcan desde el diseño
adecuado de la geometría y perfil de los asientos para
evitar las turbulencias locales y la utilización de
latones resistentes a la descinficación tales (DZR)
como:

( Latón rojo bajo en cinc: <15% de Zn: inmune
a la corrosión ya que se trata de latón en fase
??pura. Sin embargo este tipo de latón es frágil,
no pudiéndose colar por gravedad ni mecanizar en
frío.

( Latón a+ÃY: adición
de Sn ? resistencia buena a ambientes marinos, la
corrosión de la fase ÃY, rica en Zn no puede
evitarse.

( Latón a (Cu-28Zn-1Sn): la
corrosión se inhibe por pequeñas adiciones de P,
As, Sb.

Vemos en estos dos últimos casos como se mejora
la resistencia añadiendo a la aleación
pequeñas cantidades de inhibidores, entre ellos el
arsénico pero también se pueden utilizar antimonio
y el fósforo (una buena aleación experimentada ha
sido Cu + Ni = 62 % y Sb = 0.05 %), cada uno con un conjunto de
ventajas pero también de inconvenientes de la que no es la
menor el precio.

En el caso de que las válvulas de apertura,
cierre y regulación de caudal estén constituidas
por cerámicas técnicas (alúmina
sinterizada) el problema queda resuelto desde el punto de vista
mecánico al no producirse pérdidas de agua, no
así el de la corrosión con la consiguiente
migración de sus residuos. Este es el caso de las
griferías monomando de cartucho cerámico y las
griferías bimando con monturas cerámicas en las que
en mas de 20 años que se vienen aplicando no se han
producido deficiencias funcionales significativas (perdidas de
agua) por fenómenos de corrosión (incluida la
descinficación) incluso en las condiciones extremas de
aguas altamente agresivas (TH menor de 8 ºF) y corrosivas
(cloruros del orden 700 mg/l).

Para la obtención de piezas coladas por gravedad
o procedentes del estampado en caliente de barra o por
decoletaje, se parte como hemos dicho de latones bifásicos
(?+ÃY) al plomo.

La estampación en caliente consiste en dar forma
a un trozo de barra o "pellet" de metal llevado previamente a una
temperatura adecuada y deformarlo plásticamente entre dos
matrices en
las que se ha realizado en huecograbado el molde de la pieza
deseada. El metal de partida requiere una más alta
proporción de material en fase ( a la temperatura del
estampado puesto que la fase ( es más fácil de
estampar en caliente. Se parte pues de una barra de
sección redonda u otro perfil, cortado de modo que tenga
el volumen exacto de
la pieza en el caso de la matriz
cerrada, o añadiéndole un excedente para crear una
rebaba, en el caso de la abierta. Este exceso de metal asegura el
relleno completo de todos los detalles del molde y tiene en
cuenta la dificultad de obtener con exactitud pesos constantes en
los "pellets" de partida. La estampación en caliente se
realiza a una temperatura muy superior a la temperatura de
recristalización, por fluidez viscosa del metal. Esta
transformación permite deformaciones muy importantes del
metal sin endurecimiento apreciable; afina el grano de partida,
resultando una estructura metálica densa y de grano fino
(libre de porosidad) en la pieza obtenida, mejorando sus
características mecánicas. Estas beneficiosas
características aportadas por el proceso de
estampación en caliente se combinan con las cualidades
inherentes del cobre y sus aleaciones.

El tratamiento térmico de recocido para evitar la
descinficación se efectúa a una temperatura
próxima a 600 ºC (dependiente de la
composición) durante un tiempo no superior a 4h, de
acuerdo con el Standard Europeo BS EN ISO 6509 manteniendo una
isotérmica de ± 5 ºC durante todo el
tratamiento térmico. Tras el tratamiento térmico de
maduración es conveniente, sobretodo si las piezas
están mecanizadas, aplicar un segundo tratamiento para
relajar tensiones superficiales a una temperatura próxima
a los 300 ºC. Este procedimiento es muy habitual en
países del norte de Europa así como también
en Australia, Nueva Zelanda o Singapur, y lleva
utilizándose desde hace ya décadas, con unos
excelentes resultados a largo plazo

En algunos países como Australia y Gran
Bretaña existen estrictas normas antidescinficación
para los dispositivos y elementos objeto de este
estudio.

4.2.- AGRIETAMIENTO

En la corrosión intergranular las grietas
aparecen en los objetos que se han fabricado con material sano y
siguiendo todas las especificaciones proyectadas,
pudiéndose presentar el trastorno con el tiempo estando
las piezas en servicio o
antes de ello. Debe observarse que las aleaciones susceptibles al
agrietamiento espontáneo por esfuerzos producidos en la
elaboración, aún cuando estén exentas de
deformaciones internas, son los latones de alto contenido de cinc
pero raras veces en los de menos del 15% de cinc, siendo este un
agrietamiento espontáneo, que se produce por la
exposición a la corrosión atmosférica en
objetos con grandes tensiones superficiales residuales. Puede
evitarse por medio del recocido de eliminación de
tensiones de de 0,5 a 2 horas a una temperatura 246 a 276 grados
centígrados, sin que pierda dureza la pieza, recocido que
no modifica de manera apreciable las características
mecánicas conferidas por la forja. Este tratamiento en
horno evita la fisuración de los tubos y conductos de
pequeño diámetro utilizados por ejemplo para
alimentar tanques o griferías

Latones al
plomo

La mayoría de los productos de latón para
fundir o estampar en caliente necesitan ser fácilmente
mecanizados (aleación para tornos
automáticos) lo que se consigue con la adición de
plomo (1 a 3 %) a los latones (?+ÃY), siendo este uno de
los requisitos, por razones económicas y de procesos de
fabricación, para poder ser
mecanizados de forma rápida y automática. Tengamos
en cuenta que el precio de un material depende cada vez menos de
su coste de adquisición y cada vez más de los de
tratamientos y postratamientos industriales.

Cuadro IV. Denominaciones de algunos
latones al plomo según distintas normas

5.1.- RAZONES PARA SU UTILIZACIÓN

El rango de maquinabilidad de los latones se determina a
partir del latón de fácil mecanizado
"free-machining brass" CW614N (Cuadro V), cuya composición
típica es 57-59 % de Cu, 2,5 – 3,5 % de Pb y resto
cinc (Cuadro VI). Este latón tiene el 100% de
maquinabilidad frente a 30 o 40 para los latones sin plomo,
utilizándose a veces también como aleación
base de comparación para determinar el grado de
maquinabilidad relativa el latón que habitualmente se
utilizada en USA para la grifería, es decir el C36000
(CuZn36Pb3)

Esta propiedad hace disminuir directamente los costes
del mecanizado al obtenerse alta velocidad y bajo consumo de
herramienta. Las tolerancias se mantienen durante la producción y el acabado superficial es
excelente. De hecho desde el punto de vista de la maquinabilidad,
los latones con plomo están a la cabeza de todas las
demás aleaciones. La solubilidad del plomo en los latones,
muy débil a alta temperatura (0.2 a 0.7 % a 750 ºC en
el Cu-Zn40 y es prácticamente nula en frío
(máximo 0.01 %), segregándose en los intersticios
del grano como partículas discretas o inclusiones
ovoidales que provocan la fragmentación de las virutas que
saltan de la herramienta actuando como rompevirutas durante el
mecanizado, interviniendo también, debido a su bajo punto
de fusión,
como lubrificante, disminuyendo así el coeficiente de
fricción entre la pieza y la herramienta, con un
calentamiento menor (aumenta la vida en servicio)
reduciéndose el desgaste del utillaje de corte y la
consiguiente mejora de la calidad y de la velocidad del proceso,
aunque puede dar lugar al agrietamiento en el trabajo en
caliente por corrosión intergranular o
tensocorrosión (particularmente en los latones que
contienen entre de 20 a 40 % de cinc) y a la corrosión por
descinficación.

Figura 4. Nivel de maquinabilidad de
los latones según contenido de
plomo

La influencia del plomo o de impurezas de bajo punto de
fusión, como el bismuto, depende de la estructura del
metal a la temperatura de trabajo. En los latones de fase ?
(>63,5% de cobre), cuando se trabaja en caliente, es
determinante y está limitada a contenidos menores del
0,01% de Pb, pues a esas temperaturas el plomo estaría en
forma de partículas fundidas dando lugar a fisuras
intergranulares características. Esto no ocurre en los
latones bifásicos porque el plomo es soluble en la fase
beta hasta aproximadamente un 2%.

En la figura 4 se representa la facilidad de mecanizado
en función del contenido en plomo en porcentaje de peso
considerando la maquinabilidad relativa igual a 100 para el
latón mecanizado con un 3,2 % de plomo. El plomo es
insoluble en las fases a y ÃY, pero está en forma
de finas partículas ovoidales (menos de 5 µm) y
distribuidas en forma discontinua y dispersa,
presentándose en las micrografías ópticas en
forma de esferas oscuras y esferas brillantes en la microscopia
electrónica de barrido (SEM). El plomo
precipita en las primitivas regiones interdendríticas
concentrándose básicamente en la fase ÃY" y
en los límites de la fase a. En las imágenes
de SEM (figura 5) se observan las mismas partículas
ovoidales (0,7-4,0 µm) de tonalidad clara y brillante
(figura 5). En el pulido de las probetas las partículas de
plomo se desprenden y dejan, en su lugar, un poro de tono
más oscuro. La barra de aleación Cu-Zn utilizada en
la fabricación de componentes de grifería y
valvulería debe resistir el ensayo de
inmersión en una disolución de nitrato de mercurio,
según Norma UNE 37148, 24 horas, como mínimo, no
debiendo después de la inmersión constatarse
ninguna grieta o fisura tanto en la parte sumergida como en el
resto.

En Europa la composición del material
constituyente de los cuerpos de la mayoría de los
dispositivos de la red de distribución del agua potable, y
entre ellos los de los grifos y válvulas, suele ser
latón del tipo CuZn40, designación europea
CuZn40Pb2, código CW617N, cuyo equivalente en U.S.A. es el
C37710 y en lo que afecta a las piezas procedentes de barra, la
aleación frecuentemente utilizada se corresponde con la
Norma EN 12164/5/6/7, CuZn39 Pb3, código CW614N , cuyo
equivalente en U.S.A. es C38500.

Sin embargo en U.S.A el latón utilizado para la
fabricación de grifos y válvulas es la CuZn36Pb3) o
C36000, mientras que el bronce utilizado para el mismo fin tiene
una composición típica del 5 % de Sn, 5 % de Zn y 5
% de Pb

Las Normativas respecto al plomo en el agua potable
destinada al consumo humano abarca dos aspectos distintos aunque
interrelacionados entre si:

• a) Normativas sobre el contenido máximo
  de plomo admisible en el agua potable para el consumo
  humano.

• b) Normativas limitando el contenido de plomo
  en las conducciones y dispositivos en contacto con el agua
  potable para que la migración del plomo al agua
  potable no sobrepase determinados límites, para cuya
  comprobación se han establecido procedimientos de
  certificación que obligatoriamente deben
  superarse.

Plomo en el agua
potable. Normativas

La creciente preocupación sobre el medio ambiente
y las exigencias de calidad del agua potable han hecho aumentar
la inquietud por los elevados niveles de plomo existentes en el
agua de las redes de distribución y, en particular la
provocada por la acción contaminante de los dispositivos
de medición, control e
interceptación como válvulas, grifos
domésticos y accesorios para instalaciones fabricados con
latones y bronces al plomo.

Figura 5. Imagen SEM del
latón con plomo

6.1.- NORMATIVA USA Y RECOMENDACIONES DE LA OMS

Cuadro VI. Composición
Química de
algunas aleaciones de latones al plomo

La migración del plomo de ambas aleaciones, que
son los materiales más utilizados para su
fabricación, se viene estudiando desde principios de los
80 y la mitad de los 90, apareciendo en la legislación de
los Estados Unidos y
Canadá, limitando los niveles de esta
contaminación. También disponen de normas
restrictivas Australia y Nueva Zelanda

La promulgación en 1991 en Estados Unidos de la
"Lead and Copper Rule" (Ley para el plomo
y el cobre) en la que se limitaba por primera vez los contenidos
de plomo (15 ?g/l), así como los del cobre (1300 ?g/l) en
el agua potable en el grifo del consumidor,
ejerció un efecto dominó llevando a lo largo de una
decena de años a los gobiernos de los países mas
desarrollados a dotarse de nuevas normativas para el agua potable
en las que el problema de la corrosión de las conducciones
y dispositivos era especialmente considerada en evidente ruptura
con respecto al pasado. Por primera vez fueron determinantes, a
la hora de establecer las características de calidad del
agua potable, todas las vicisitudes que se producen en el agua
durante su transcurrir en el interior de las conducciones y
componentes intercalados en la red incluidas las soldaduras,
adquiriendo importancia aspectos hasta entonces no tenidos en
cuenta, estando entre ellos el incremento de las concentraciones
de metales procedentes de la migración y la
corrosión electroquímica y mecánica,
centrándose en aquéllos que son comúnmente
empleado en su fabricación entre los que se encuentran el
cromo, hierro, níquel, cobre, cinc, cadmio, estaño
y plomo.

Según la Organización Mundial de la Salud, el plomo
es un contaminante que se acumula en el cuerpo y manifiesta su
toxicidad ya en concentraciones mínimas de 80-100
microgramos por litro de sangre. Puede
pasar a la placenta y por lo tanto ser transmitido por la madre
al hijo. El plomo se absorbe en forma diferencial, según
la edad del individuo. El
sistema
digestivo de un adulto generalmente absorbe entre 10-15 por
ciento del plomo ingerido, mientras que el sistema de las mujeres
embarazadas y los niños
puede llegar a absorber hasta el 50%. Se acumula después
de la ingestión en los tejidos blandos,
tales como los riñones, hígado y médula
ósea, persistiendo en los tejidos de los adultos durante
un tiempo de vida biológico no inferior a los 40
días, que pasan a ser de 30÷40 años
si el plomo se ha fijado en los huesos. Puede
impedir la biosíntesis de la hemoglobina, provoca
daños al sistema nervioso
y a los riñones, disminuyendo la fertilidad masculina,
compromete el desarrollo
físico y psicológico de los niños y provoca
alteraciones mentales y según los estudios realizados por
la International Agency for Research on Cancer (IARC) es
sospechoso de ser cancerigeno. En lo que respecta a la
exposición al cobre puede causar malestar y problemas
intestinales, daño
hepático o renal y complicaciones de Wilson en las
personas genéticamente predispuestas. La enfermedad de
Wilson es un trastorno hereditario poco común que hace que
el cuerpo absorba y conserve demasiado cobre el cual se deposita
en el hígado, cerebro,
riñones y ojos dañando a los tejidos.

En realidad la situación actual de los
reglamentos sobre el agua potable son el resultado de los
estudios e intervenciones iniciadas por la OMS y la
Norteamericana Environment Protection Agency (EPA), habiendo
desempeñado los norteamericanos un papel clave tanto en el
ámbito de la legislación sobre la contaminación del agua potable como en los
reglamentos y normas para la evaluación
y conformidad de los dispositivos y materiales destinados al
contacto con el agua de consumo, con una atención
creciente a la protección de la salud humana. Los metales
en contacto con el agua potable que se han tenido en cuenta son
el plomo, cinc, cobre, níquel, cromo y cadmio, y en lo que
afecta al plomo lideraron la aplicación y desarrollo de
las pautas que recomendaba la OMS en 1963 procediendo a una
primera reducción del valor limite de 100 ?g/l permitido
hasta 1958 a 50 ?g/l volviendo de nuevo a los 100 ?g/l en 1971,
valor utilizado en muchos países sin efectos aparentes de
toxicidad. Nuevos estudios e investigaciones
sobre los efectos del plomo determinaron que se volviera en 1984
al valor de 50 ?g/l y en 1993 tras nuevos estudios, en particular
sobre los niños y los recién nacidos, la OMS
recomendó descender el limite del contenido del plomo en
el agua potable a los 10 ?g/l actuales teniendo en cuenta que el
plomo es un tóxico acumulativo que debe evitarse en la
medida de lo posible. A raíz de establecerse este nuevo
umbral de contaminación admisible por plomo aparecen
normativas en diversos países y en particular en USA para
regular la posible contaminación por materiales y
dispositivos en contacto con el agua potable.

Diversos factores contribuyen a que exista una
considerable variabilidad en los niveles de plomo entre los
sistemas de distribución de agua e incluso entre los
distintos edificios o viviendas que dependen de un mismo sistema.
Teniendo en consideración esta variabilidad, en 1996 una
enmienda de la EPA a la "Safe Drinking Water Act" (SDWA),
principal Ley Federal de USA que garantiza el agua potable, se
propone establecer una Norma Nacional Básica "National
Primary Drinking Water Regulation" (NPDWR) para el agua potable
que, en cuanto al contenido de plomo, lo fija en 15 ?g/l,
estableciendo la obligación de controlar su presencia en
el agua de los grifos de las casas identificadas como "de alto
riesgo".

Actualmente el valor recomendado por la OMS de 10
µg/l, se mantiene en la mayoría de los países
americanos, en total en el 63.15% de ellos. La Republica
Dominicana, Argentina, Brasil, Chile y
Uruguay por su
parte permiten un límite máximo de 50 ?g/l.,
excediendo la recomendación de la OMS. México y
los Estados Unidos también admiten valores
superiores a los recomendados por la OMS con un 25 ?g/l y un 15
?g/l respectivamente. Estos países conforman el 36.84% del
total. Ningún país establece su límite con
niveles inferiores a los recomendados.

6.2.- NORMATIVA UE

Como veremos Europa a este respecto se sitúa
detrás de muchos de los países americanos, teniendo
la UE publicada la Directiva 98/83/EC sobre la calidad del agua
para el consumo humano, adoptada por el Consejo el 3 de Noviembre
de 1998, modificando algunos de los valores de
los parámetros de la antigua Directiva del Agua Potable de
1980, haciéndolos más estrictos en los casos en que
fue necesario de acuerdo con los últimos conocimientos
científicos disponibles en aquel entonces (directrices de
la OMS y del Comité Científico de Toxicología y
Ecotoxicología).

Esta nueva Directiva constituye una guía tanto
para los consumidores de la UE como para los proveedores de
agua potable, estableciendo como valor paramétrico para el
plomo la cantidad de 10 ?g/l., que se cumplirá a lo sumo a
los quince años de entrada en vigor de la directiva,
siendo el valor para el periodo comprendido entre el quinto y el
decimoquinto año de 25 ?g/l. En España la
incorporación al derecho interno de esta directiva se
realiza por R.D. 140/2003 de 7 de febrero (entró en vigor
el 22 de febrero del 2003) y en el que, en consecuencia, los
valores paramétricos del plomo fueron, hasta el
31/12/2003, de 50 ?g/l., del 01/01/2004 a 31/12/2013 es de 25
?g/l., es decir dos veces y media el límite recomendado
por la OMS, y a partir del 31/12/2014 se fijará en 10
?g/l. Por otra parte la Comisión Europea tiene la
intención de revisar, entre otros, este valor en
función del progreso científico y técnico,
así como de las recomendaciones formuladas por el grupo de
trabajo creado al efecto en la reunión de Bruselas el
23/10/2007 con la participación de expertos en microbiología (ENG) y de la
Federación Europea de Asociaciones Nacionales de
proveedores de agua potable (EUREAU).

Plomo en grifos y
válvulas

El contenido de este metal en el agua potable se debe
básicamente a la contaminación por los componentes
del sistema de distribución y de las conducciones y no al
origen del agua en si misma. El plomo se ha utilizado en las
tuberías, manguitos, soldaduras, en las aleaciones para
fabricar griferías y dispositivos de las instalaciones y
en los accesorios e incluso en algunos componentes de plástico.
Cuando aspectos como las características
fisicoquímicas del agua, la antigüedad de los
materiales y otros factores dan lugar a una reacción
corrosiva, el plomo puede migrar al agua en diversos puntos
comprendidos entre la fuente (por ejemplo la
compañía distribuidora del agua potable) y el
destino final (por ejemplo el grifo del agua de la cocina).
También hay que tener en cuenta que la cantidad de plomo
migrado de un producto al agua potable esta influido en gran
medida, aunque no exclusivamente, por los procesos de
fabricación, así por ejemplo los dispositivos
fabricados mediante latón fundido colado en coquilla
contaminan el agua en mayor grado que los fabricados mediante
prensado lo que puede ser debido a la mayor rugosidad interior
que se obtienen mediante el primer procedimiento.

7.1.- CONTAMINACIÓN DEL AGUA POR LOS GRIFOS

Figura 6. Niveles de
contaminación de plomo por grifos de latón y
bronce

Además de los aspectos medio ambientales
derivados de los procesos de fabricación, tales como la
formación de polvo con contenido de plomo durante los
procesos de fundición, prensado, mecanizado, limado y
pulido o la contaminación de la arena y resinas
aglutinantes de los noyos después de la colada hay que
considerar que estos procesos comunes efectuados sobre las
aleaciones de cobre/cinc alteran el material incrementando la
presencia de plomo superficial. El incremento localizado de la
temperatura junto con la alteración de la superficie
cristalina del grano, provocan una migración del plomo
hacia la superficie externa de la pieza elaborada. El exceso de
plomo que migra hacia el exterior de la pieza se oxida
transformándose en oxido estable que solidifica sobre la
misma superficie. Sin embargo el riesgo mas importante es la
contaminación del agua potable para la que como hemos
visto se han elaborado normas que describen las pruebas de
migración al agua del material de los productos acabados o
que efectúan simulaciones de cómo se comportan los
diversos materiales en contacto con el agua potable a lo largo
del tiempo de utilización. También se han
establecido especificaciones para los materiales a emplear sobre
la base de migración a largo término en el agua
potable o simplemente prohibiendo algunos materiales o alguna
substancia química. El esquema de la certificación
puede variar de una normativa a otra, basándose las
más comunes en el test de
migración de materiales tóxicos o nocivos del
propio producto terminado. Por ultimo algunos reglamentos
simplemente imponen restricciones específicas sobre la
composición de los materiales. En general la normativa
abarca a todos los materiales que entran en contacto con el agua
potable pero algunas son especificas para los elementos
metálicos como las aleaciones de latón y otras para
los materiales orgánicos. Las diversas normas y procedimientos
existentes actualmente en el mundo están resumidas en el
cuadro VII

Hay que indicar que las consideraciones anteriores son
completamente desconocidas para la mayoría de los
consumidores. Recientes investigaciones han determinado que
más del 90% de los usuarios piensan que el grifo
está fabricado en acero inoxidable, debido a la
"apariencia brillante", existiendo no solo un desconocimiento
sobre el problema del plomo proveniente del grifo en el agua
potable (algunos grifos de latón o de bronce instalados en
los hogares contienen plomo a un porcentaje comprendido entre el
0,5 y 8 por ciento), sino que también es un problema de
falta de conocimientos básicos por parte de los
ciudadanos, lo que es tanto más notable, cuanto que estos
dispositivos están presentes en un número superior
a dos unidades en cada hogar, oficina o
edificios públicos (escuelas, hospitales,
comedores).

Se ha demostrado en el laboratorio
que el agua que se vierte por el grifo durante los primeros
días de uso contienen cantidades de plomo que pueden ser
muy superiores a los 10 ?g/l, el máximo recomendado por la
OMS, pudiendo llegar a ser de 100-120 ?g/l para los grifos
fabricados con latón y cuatro veces mas para los de
bronce, cantidades que disminuye lentamente a medida que se
utiliza el grifo (figura 6).

Las investigaciones llevadas a cabo tanto en los EE.UU.
(Universidad de
Carolina del Norte, 1998), con 1.000 muestras de agua de los
grifos y en Italia (Novara
2003) con 100 muestras) indican que aproximadamente el 1,8 % de
los grifos instalados liberan plomo por encima del límite
recomendado por la OMS. El contenido en plomo que la Directiva
Europea establecerá a partir de 2015 es coincidente pues
con los niveles máximos de plomo fijados por la OMS en 10
?g de Pb/l, lo que está llevando al desarrollo de
aleaciones bajas (y en lo posible libres) en plomo y que
juntamente con el empleo de
coquillas y noyos adecuados (tersura, falta de rugosidad) deben
resolver el problema actual del contenido en plomo en
válvulas, griferías y accesorios colados en molde o
prensados en caliente (figuras 7, 8 y 9) . Aunque una gran parte
de los grifos fabricados en el mundo están hechos con
latón al plomo niquelado y cromado más del 95% de
los estudios de substitución del plomo se han llevado a
cabo en griferías fabricadas en bronce, siendo escasos los
estudios para reemplazar el plomo en latones, a pesar del notable
aumento que a nivel mundial se está produciendo en la
fabricación de griferías con latones al
plomo.

7.2.- NORMAS USA SOBRE EL PLOMO EN LOS GRIFOS

La "Safe Drinking Water Act" establece que las
soldaduras, tubos, racores uniones y conexiones comercializados
después del 6 de agosto de 1998 deben estar exentos de
plomo (menos del 0,2 %) y que las aleaciones utilizadas para
fabricar los dispositivos de regulación e
interrupción del agua (válvulas y grifos) no
contendrán mas de un 8 % de plomo. La Sección 1417
describe los procedimientos para los productos de
fontanería afectados por la sección 9 de la Norma
ANSI/NSF 61 (3) con la que deben estar conformes en lo que
respecta a la cantidad de plomo migrada en el agua, lo que
significa que en los productos certificados la migración
de plomo en el agua debe ser inferior a 11 ?g/l, mientras que
para las válvulas debe ser inferior a 15 ?g/l., obligando
a los fabricantes a superar las oportunas pruebas,
condición necesaria para la comercialización del producto. Los
desagües de bañeras, platos de ducha lavabos y
bidés, válvulas antiretorno, grifos de
jardín y lavaderos no tienen que cumplir los requisitos de
esta Norma ya que no son utilizados normalmente para el agua
potable.

NSF es una entidad independiente acreditada por la
American National Standards Institute (ANSI). Las disposiciones
del Senado Both SB 1334 y 1395 establecen los procedimientos para
verificar que los accesorios de fontanería cumplan los
requisitos.

La Norma ANSI/NSF 61 se ha diseñado, como he
indicado, para limitar la cantidad de plomo que migra de los
grifos a 11 ?g/l. aun cuando en la "Lead and Copper
Rule" se establece un nivel de 15 ?g/l lo que es debido a
que se contemplan los citados 11 ?g/l. máximos de plomo
aportados por el dispositivo final del usuario (grifos), al que
se suma el procedente de otras fuentes ajenas
al dispositivo que se supone es de 4 ?g/l.

Un procedimiento para conocer la cantidad de plomo
contenido en un producto de fontanería, es solicitar el
dato al fabricante, importador o distribuidor. Otro procedimiento
consiste en hacerlo analizar por un laboratorio
metalográfico, lo que realmente no es práctico ya
que el costo del análisis puede ser varias veces superior al
precio de adquisición del citado producto.

Por otra parte en el estado de
California existe una reglamentación más
restrictiva regulada por una ley (California Health & Safety
Code, "AB 1953", NSF 61, anexo G, Proposition 65) promulgada en
septiembre de 2006 y que entrará en vigor en enero 2010,
fecha en que el Departamento de Control de Sustancias
Tóxicas (DTSC) empezará a muestrear los productos
de fontanería de diversos distribuidores mayoristas y
minoristas de todo el estado, castigando con fuertes multas el
Incumplimiento.

Existe también legislación al respecto en
el estado de Vermont (State Senate Bill "S.0152") que
entró en vigor el pasado enero de 2009. Estas nuevas
disposiciones exigen una reducción en el contenido de
plomo en los materiales de las instalaciones, productos y
accesorios de fontanería, limitando su contenido al 0,25%,
expresado como la media ponderada del porcentaje de plomo
contenido en los materiales que componen la superficie
bañada de los equipos en contacto con el agua destinada al
consumo humano, lo que ha requerido que la industria de
la grifería, entre otras, hayan emprendido el cambio del
bronce maquinable, así como el latón al plomo
tradicional es decir CuZn36Pb3 (C36000) para adecuarlos a las
nuevas exigencias. Otros países importantes en el mundo
industrializado además de EE.UU. y Canadá, tales
como Australia y Japón
han incorporado en sus normas de "dispositivos de
fontanería" los límites recomendados por la OMS
para el contenido de metales pesados, como el plomo en el agua
del grifo.

Finalmente hay que indicar que existen en Washington
nuevas propuestas legislativas con respecto al plomo en el agua
potable, siendo al menos tres los proyectos de ley
que tratan directamente con el problema:

– Proyecto de ley
del Senado S.1328 para modificar la Ley del agua potable,
reduciendo el contenido máximo de plomo de los materiales
en todo USA a menos del 0,2% en peso, actualmente sometida a la
comisión del senado de Medio Ambiente y Obras
Publicas

– Proyecto de ley HR 3178 también para modificar
la ley del agua potable remitida en Julio 2005 al
subcomité de la Cámara, actualmente en la
subcomisión de medio ambiente y materiales
peligrosos.

– Proyecto de Ley del senado S. 1400 conocida como Ley
de Financiación de infraestructuras, proponiendo la
financiación de un completo estudio sobre los
contaminantes del agua potable.

Alternativas e innovación

Ante el problema de no poder utilizar en varios
países del mundo, especialmente en USA y particularmente
en los estados de California y Vermont, las aleaciones
tradicionales de:

a) bronce al plomo:

Con un conteniendo de 5 % de cinc, 5 % de estaño
y 5 % de plomo (C36000, UNS C83600 o ASTM B62 y ASTM
B584)

Con un contenido de 9% de cinc, 3% de estaño, 7%
de plomo y un 81% de cobre (UNS C84400 o ASTM B584)

b) de latón al plomo CuZn36Pb3

los fundidores de grifería americanos han
respondido adoptando algunas de las aleaciones conocidas sin
plomo o desarrollando otras con propiedades mecánicas y de
maquinabilidad lo más próximas posible a las
tradicionalmente usadas e igualmente, a los fabricantes europeos
exportadores a dichos países, tales como Italia o Alemania
o en Asia a China a
aplicar alguna de las alternativas tecnológicas que
permiten evitar la contaminación por plomo y alcanzar los
estándares requeridos por las normas, pensando
además en que a medio plazo también en la
Unión Europa se exigirán algunos requisitos sobre
este aspecto problemático de la industria de la
grifería.

Estas alternativas pueden dividirse en las siguientes
categorías.

– Utilización de aleaciones sin plomo

– Utilización de latones "verdes" o latones con
muy bajo contenido de plomo

– Utilización de otros materiales

– Eliminación del plomo de la superficie en
contacto con el agua en los dispositivos fabricados con los
materiales tradicionales

– Recubrir la superficie en contacto con el agua para
evitar la disolución o migración del
plomo.

– Utilización de varias aleaciones de
compromiso

• Utilización de aleaciones sin plomo (Cuadro
  VIII):

Una de las alternativas mas empleada es la
utilización de latones con adición de bismuto y
bismuto/selenio. El primero de los elementos, según la
literatura, no
sería toxicológicamente peligroso y el segundo, en
los niveles en que se utiliza, no produciría problemas de
contaminación en el agua potable estando sus niveles por
bajo de lo permisible, sin embargo estas aleaciones no poseen
propiedades mecánicas comparables a las aleaciones con
plomo y también son propensas a agrietarse cuando se
mecanizan, por ello es aconsejable seleccionar adecuadamente las
herramientas
de corte.