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Cosas sobre la galvanización

Galvanizing metallic structures in a zinc bath

Posiblemente hayas escuchado en más de una ocasión que algo está fabricado con acero galvanizado. Suena muy bien, tanto como los artículos u objetos fabricados con acero inoxidable. Pero, realmente ¿sabemos que es eso de galvanizado? Con toda probabilidad, seguramente, la respuesta sea no. El algo elaborado con acero galvanizado es algo que tenemos asumido que es así, aunque desconozcamos de que se trata. Como sucede con el acero inoxidable, las perlas de cultivo o la leche que sale del brik y no de la ubre de una vaca o los huevos que están en su cartón y no en el nido de la gallina.

Hay cosas que asumimos que son así y no nos planteamos nada más. Tampoco es que sea necesario planteárselas ni ir en búsqueda de las respuestas. Del mismo modo que muchas personas no entendemos cómo funciona la conexión de internet o como los aviones se mantienen en el aire o los barcos, flotan en el mar.

Sin embargo, desde la ATEG, Asociación Técnica Española de Galvanizado, han sabido explicarnos en que consiste esta técnica y para que sirve su aplicación. Entendemos que se trata de algo importante a la vez que interesante, por lo que vamos a tratar de explicar de que se trata la galvanización y que aporta a las estructuras en las que se utiliza.

Este proceso, consiste en una técnica que se utiliza para proteger el acero frente a la corrosión. Se aplica desde hace más de doscientos cincuenta años y su finalidad es, proteger el acero y hacerlo más resistente. Dado que la corrosión es algo inherente a los metales que se hayan sometidos o expuestos al aire y la humedad, protegerlos es fundamental para prolongar su vida útil.

El efecto que produce la corrosión es el de retornar a los metales a su forma terrenal natural, es decir a un estado mineral, a través de una reacción química o electroquímica con el medio ambiente. Mediante el proceso de galvanizado se pretende proteger el metal de la corrosión y potenciar su fortaleza mecánica frente a los golpes y la abrasión.

Dicho proceso, consiste en la inmersión de piezas de acero en zinc fundido. Aunque es fácil confundir este proceso con el de zincado, se trata de técnicas diferentes que van determinadas en función del uso que se le va a dar al material.

El resultado del proceso es un material ampliamente utilizado en industrias como la construcción, el sector ferroviario, las telecomunicaciones y los tendidos eléctricos.

En que consiste el proceso de galvanizado

El proceso de galvanizado más habitual es el conocido como galvanización en caliente. Este proceso, consiste en sumergir el acero en un baño de zinc fundido a una temperatura de 450ºC. Durante la inmersión, se produce una reacción de difusión entre el acero y el zinc que hace que se formen diferentes capas de aleación, finalmente cubiertas por una de zinc.

Por otro lado, existe también el galvanizado en frio, cuyo proceso implica la aplicación de pinturas ricas en zinc mediante pistolas y brochas, siendo el resultado menos duradero que el galvanizado en caliente.

Adquirir o utilizar metales galvanizados es una excelente manera de procurar durabilidad a los elementos que se fabriquen con cualquier tipo de metal galvanizado. Algunas de las propiedades que adquiere el acero tras este procedimiento son:

  • Mayor resistencia frente a la corrosión. Las diferentes capas de aleación que se forman durante la galvanización, ejercen de barrera impermeable que protege el acero frente a la corrosión atmosférica y los golpes.
  • Mayor durabilidad, puesto que el zinc se corroe con mucha mayor lentitud que el acero, proporcionando al metal una vida útil más prolongada que el acero simple. Su durabilidad puede llegar a alcanzar los cien años en ambientes propiamente rurales.
  • No requiere mantenimiento. Los metales que se someten a un proceso de galvanización, no necesitan un mantenimiento posterior para garantizar sus propiedades. Este factor lo convierte en una opción más rentable en comparación con los tratamientos superficiales.
  • Mejor relación entre el coste y el beneficio. El tratamiento de galvanizado no es mucho más costoso que pintar el material y, además no necesita mantenimiento posterior.
  • Aun galvanizado, el acero conserva su flexibilidad pudiendo ser soldado, atornillado, pintado y combinado con todo tipo de piezas y materiales.

Si todo esto no fuera suficiente, tras el galvanizado, puede darse un recubrimiento extra de calidad mediante la aplicación de sulfato de cobre.

Zincado o electrozincado vs. galvanización en caliente

Veamos con más detenimiento estos dos procesos para entender sus diferencias y los beneficios o ventajas que ofrece cada uno.

El zincado, para muchos, galvanización en frio, consiste simplemente en pintar las piezas de acero con pintura de polvo de zinc y resinas especiales mediante una pistola, la brocha o el rodillo. Como es lógico, este método, no conferirá la durabilidad que otorga el galvanizado en caliente, en los que, a términos de resistencia o abrasión, protección catódica y vida útil, respecta. La protección catódica que ofrece la pintura rica en zinc es inferior a la que produce la galvanización por inmersión por la existencia de aglutinantes y elementos presentes en la pintura que, limitan la conectividad entre las partículas de zinc.

Para que el resultado final posea una resistencia a la corrosión equivalente al galvanizado en caliente, es necesario que la película seca, contenga un noventa y cinco por cien de zinc. Además, la capa debe ser necesariamente conductora de la electricidad, pues con estas dos características, se protege el acero mediante galvanizado (protección catódica). Estos requisitos se encuentran regulados por la norma ISO 8501.1, razón por la que las pinturas ricas en zinc no pueden ser consideradas para la protección por galvanizado, por su incumplimiento.

El galvanizado en caliente, consiste en un proceso algo más complejo pero igualmente sencillo de llevar a la práctica. Se trata en este caso de llevar a cabo un proceso de inmersión del acero o hierro, en un baño de zinc fundido. Este proceso es inherentemente simple en la práctica, algo que brinda una ventaja distintiva en claro contraste con otros métodos de protección frente a la corrosión. Se regula mediante la norma ISO UNE EN ISO 1461, estándar internacional para recubrimientos de galvanizado por inmersión en caliente.

Los pasos básicos o fases por las que debe pasar el material para ser galvanizado en caliente son tres: preparación de la superficie, galvanizado e inspección.

Siendo la primera fase de preparación, un paso crítico en la aplicación de cualquier tipo de recubrimiento, sea galvanizado, zincado, cromado, etc. En la mayoría de los casos en los que falla el revestimiento antes de que termine su vida útil, se debe a una inadecuada preparación de la superficie del material. Para el galvanizado en particular, se requiere un control de calidad superior, puesto que el zinc no se alea en superficies sucias. En el momento en el que se observa una superficie sin revestir en el acero, se sabe que no esta convenientemente preparada, pudiendo corregir el error en el momento.

A su vez, la fase de preparación se compone de tres etapas: desengrase o limpieza caustica; decapado y fluxado.

Terminada la fase de preparación, se procede al galvanizado propiamente dicho. En este paso, se produce la inmersión del acero en un baño de zinc fundido que requiere al menos un noventa y ocho por cien de zinc puro a 435 – 455º C.

Durante el tiempo que este sumergido en la caldera, el zinc reacciona con el hierro del acero formando una serie de capas de aleación intermetálica de zinc y hierro unidas metalúrgicamente, finalmente terminadas por una capa de zinc puro, resistente a impactos.

La reacción, finaliza cuando se detiene el burbujeo del zinc fundido. En este punto, se entiende como completado el galvanizado y se retira el acero para que se enfríe. Una vez se ha completado el recubrimiento de la pieza, ser retira del baño de galvanización y se elimina el exceso de zinc, mediante drenaje, vibración o centrifugación.

La última fase del proceso, consiste en la inspección del acero galvanizado. En caliente, se trata de una inspección simple y rápida. Las propiedades del revestimiento galvanizado por inmersión en caliente que se analizan con un mayor detenimiento, son el espesor y el aspecto de la superficie. Pueden llevarse a cabo una serie de pruebas simples para determinar el grosor, la uniformidad, la adherencia y el aspecto de cada  pieza.

Los materiales que se galvanizan en conformidad con los estándares establecidos, están regulados en todos los aspectos: espesor mínimo de revestimiento, composición del zinc, etc.

Son muchos los beneficios que ofrece el galvanizado a los materiales. De entre ellos, vamos a destacar los siguientes: gran durabilidad; coste de mantenimiento cero; excelente relación precio-beneficio; enorme versatilidad; máxima fiabilidad; gran resistencia; mayor compatibilidad que otros acabados; absoluta manejabilidad; uso inmediato; máxima profesionalidad en todo lo referente al galvanizado.

No es de extrañar que las aplicaciones de este proceso sean tan variadas y utilizadas en muchos ámbitos. Es fácil encontrar chapas y tubos galvanizados en todo tipo de estructuras, tornillos y tuercas, esculturas… aunque pasemos por alto su presencia, siempre está presente.