¿Qué es la galvanización?

En la fabricación moderna, todos los componentes metálicos, desde el acero estructural hasta las piezas de fundición de precisión, se enfrentan al reto fundamental de corrosión. El acero desprotegido se oxida rápidamente en entornos hostiles, lo que provoca el deterioro de la estructura y elevados costes de sustitución.

Para solucionarlo, galvanización se adopta universalmente como tratamiento de superficies robusto y rentable. Crea una barrera protectora duradera, mejorando drásticamente la durabilidad en exteriores del acero y alargando su vida útil durante décadas. Este método reduce significativamente la coste del ciclo de vida de infraestructuras críticas en los sectores de la construcción, el transporte y la energía. Esta guía ofrece a los ingenieros una visión sistemática de de galvanización principios, procesos y aplicaciones para apoyar decisiones óptimas sobre materiales.

¿Qué es la galvanización?

El galvanizado es el proceso de aplicar una capa protectora de zinc al acero o al hierro para evitar la corrosión.
Esta capa de zinc bloquea la humedad y el oxígeno, y también proporciona protección de sacrificio, lo que significa que el zinc se corroe primero para proteger el metal subyacente.

En la práctica de la ingeniería, galvanización es un término amplio que abarca varias tecnologías de revestimiento de zinc, como el galvanizado en caliente, el electrogalvanizado, la difusión térmica y los revestimientos ricos en zinc....

¿Cómo evita el óxido el galvanizado?

La eficacia de galvanización se basa en cuatro mecanismos clave que actúan conjuntamente para proporcionar protección a largo plazo.

La primera es Barrera de protección. La capa de zinc forma una barrera física densa e impermeable que aísla la superficie del acero de elementos corrosivos como la humedad y el oxígeno. Mientras esta capa permanezca intacta, el acero no puede oxidarse.

En segundo lugar, Galvanización utiliza un Ánodo de sacrificio mecanismo. Dado que el zinc es electroquímicamente más activo que el hierro, cuando el revestimiento se raya o se daña, el zinc expuesto se corroe preferentemente (se sacrifica) al tiempo que proporciona protección catódica al acero expuesto. Esto significa que la protección continúa incluso después de un daño superficial.

Con el tiempo, el zinc expuesto a la atmósfera reacciona para formar una capa resistente y estable de carbonato de zinc, conocida como Pátina. Esta capa de pátina es esencial para la protección a largo plazo que proporciona el galvanizaciónya que ralentiza el ritmo de consumo del propio zinc.

Por último, en Galvanización en calienteel proceso crea fuertes Capas de aleación de hierro y zinc que forman una unión metalúrgica entre el zinc y el sustrato de acero. Estas capas de aleación garantizan una excelente adhesión y una gran resistencia a la abrasión, lo que impide que el revestimiento se descascare o pele fácilmente.

Historia de la galvanización

El concepto de proteger el hierro con zinc se conoce desde hace siglos, aunque su aplicación industrial es más reciente.

El primer registro formal del uso de zinc fundido para proteger el hierro se remonta a 1742cuando el químico francés P.J. Malouin presentó sus descubrimientos. Esto marcó la observación inicial de lo que se convertiría en el galvanización en caliente proceso.

El avance industrial se produjo en 1836cuando el ingeniero francés Stanislaus Sorel obtuvo la primera patente del proceso moderno, que incluía el uso de fundente de cloruro amónico para preparar la superficie de hierro.

El proceso no tardó en imponerse durante la Revolución Industrial, cuando la demanda de infraestructuras metálicas duraderas se disparó en Europa y Norteamérica. Galvanización se convirtió en una solución práctica y rentable para proteger el hierro y las primeras estructuras de acero.

Por el Siglo XX, galvanización en caliente se ha convertido en el tratamiento anticorrosión normalizado y obligatorio para el acero estructural y los componentes exteriores en las principales normas de ingeniería (como ASTM e ISO) de todo el mundo.

Proceso de galvanización

En Galvanizado en caliente (HDG) es una operación precisa de varios pasos diseñada para garantizar una unión metalúrgica perfecta y un revestimiento de zinc uniforme.

1.Preparación de la superficie

La limpieza es la base de la calidad galvanización. El proceso comienza con tres pasos de limpieza. Primero, desengrasante utiliza una solución alcalina para eliminar contaminantes orgánicos como el aceite y la suciedad. Segundo, decapado consiste en sumergir el acero en un baño ácido (normalmente ácido clorhídrico) para limpiar químicamente la superficie eliminando el óxido y la cascarilla de laminación. Por último, el acero se sumerge en un solución fundente (cloruro amónico de zinc), que limpia la superficie de óxidos residuales y evita la reoxidación antes de que el componente entre en el baño de zinc.

2.Baño de zinc fundido

El componente preparado se sumerge lentamente en el baño de zinc fundido. La temperatura del zinc se controla estrictamente a aproximadamente $450^{\circ}\text{C}$. A esta temperatura, el hierro del acero reacciona químicamente con el zinc fundido, formando múltiples capas de fuerte aleaciones hierro-zinc. Estas capas de aleación son fundamentales para la resistencia de la unión y la durabilidad del galvanización abrigo.

3.Enfriamiento y pasivación

Una vez alcanzado el espesor de revestimiento requerido, el componente se retira lentamente, dejando escurrir el exceso de zinc. A continuación, se enfría, bien por enfriamiento natural con aire, bien por enfriamiento con agua. A veces pasivación El tratamiento se aplica inmediatamente después del enfriamiento para evitar la formación de "manchas de almacenamiento húmedo" (óxido blanco), sobre todo si el componente va a almacenarse en condiciones de humedad.

4.Inspección

El último paso es inspección. El grosor del galvanización El revestimiento se mide mediante métodos no destructivos (como calibres magnéticos) para confirmar el cumplimiento de normas internacionales como ASTM A123 o ISO 1461.

Los ingenieros deben tener en cuenta los cambios dimensionales en las piezas de precisión debidos al grosor del revestimiento; las roscas y las superficies de acoplamiento deben ser a menudo sobredimensionado antes de galvanización. Además, todas las estructuras cerradas deben estar diseñadas con orificios de ventilación y agujeros de drenaje para garantizar una cobertura completa de zinc y evitar riesgos de seguridad durante la inmersión.

Diferentes métodos de galvanización

En Galvanizado en caliente (HDG) es líder en el sector de la protección de cargas pesadas, otras galvanización responden a necesidades específicas relacionadas con el tamaño de los componentes, la tolerancia dimensional y la vida útil requerida.

1.Galvanizado en caliente (HDG)

HDG proporciona el revestimiento más grueso (normalmente de $50 \mu \text{m}$ a $150 \mu \text{m}$) y la vida útil más larga (25-50 años). Crea una unión metalúrgica superior, ofreciendo una excelente resistencia a la abrasión y una cobertura interna completa para tuberías y formas cerradas. Es el estándar para aplicaciones estructurales y de infraestructuras.

2.Electrogalvanizado

Este método utiliza un proceso de galvanoplastia para depositar una fina capa de zinc puro (normalmente de $5 \mu \text{m}$ a $25 \mu \text{m}$). Ofrece un acabado liso y estéticamente agradable y un impacto dimensional mínimo, por lo que es ideal para fijaciones de precisión y componentes de interior en los que el riesgo de corrosión es bajo. Sin embargo, su vida de protección es significativamente más corta que la del HDG.

3.Galvanizado en frío / Pintura rica en zinc

A menudo denominado Pintura rica en zincSe trata de un revestimiento que contiene una alta concentración de polvo de zinc. No es cierto galvanización sino que proporciona protección sacrificial a través de la conductividad. Su uso principal en ingeniería es para reparación revestimientos HDG dañados sobre el terreno (según ASTM A780) y para pequeñas aplicaciones de retoque.

4.Galvanizado por difusión térmica (Sherardizing)

Este método consiste en calentar las piezas con polvo de zinc en un tambor sellado, creando un revestimiento de zinc totalmente aleado y muy uniforme. Es excelente para piezas pequeñas y complejas y componentes roscados en los que la estabilidad dimensional es primordial, ya que el grosor del revestimiento es uniforme y minimiza la alteración de las roscas de acoplamiento.

Método	Espesor (μm)	Vida útil de la corrosión	Uso ideal	Coste
Galvanizado en caliente (HDG)	50 – 150	La más larga (25-50 años)	Acero estructural, grandes piezas de fundición	Medio
Electrogalvanizado	5 – 25	Corto (Interior/Suave)	Piezas de precisión, tornillería pequeña	Bajo
Difusión térmica	30 – 100	Excelente	Componentes roscados, piezas pequeñas	Alta

Recubrimiento de zinc (galvanizado) vs. Recubrimiento en polvo

Revestimiento de cinc, comúnmente denominado en ingeniería galvanización-y el recubrimiento en polvo son dos sistemas de protección contra la corrosión muy utilizados, pero funcionan mediante mecanismos fundamentalmente distintos y, por tanto, sirven para fines de ingeniería diferentes.

Galvanización es un categoría general que incluye varias tecnologías de revestimiento de zinc, como el galvanizado en caliente (HDG), el electrogalvanizado, el galvanizado por difusión térmica y los revestimientos ricos en zinc. Independientemente del método, el galvanizado proporciona dos formas principales de protección:

• Barrera de proteccióndonde la capa de zinc aísla físicamente el acero de la humedad y el oxígeno; y
• Protección sacrificial, en el que el zinc se corroe preferentemente para proteger el acero expuesto cuando el revestimiento se raya o daña.

Debido a este comportamiento de sacrificio, el acero galvanizado sigue resistiendo la corrosión incluso después de pequeños daños en el revestimiento. Entre todos los métodos de galvanización, Galvanizado en caliente (HDG) ofrece la mayor durabilidad en exteriores, normalmente entre 25 y 50 años en entornos atmosféricos estándar.

Recubrimiento en polvoen cambio, es exclusivamente un tipo barrera sistema de protección. Ofrece un aspecto excelente, opciones de color uniformes y acabados arquitectónicos lisos. Sin embargo, si el revestimiento se astilla, agrieta o rompe de cualquier otro modo, el acero subyacente queda inmediatamente expuesto, ya que el revestimiento en polvo no se puede aplicar sobre el acero. no proporcionar protección sacrificial.

Desde la perspectiva del ciclo de vida, los sistemas de recubrimiento de zinc (galvanizado) ofrecen una mayor resistencia a la corrosión a largo plazo, mientras que el recubrimiento en polvo destaca por su estética, calidad de acabado y control del color.
Para proyectos que requieren tanto durabilidad a largo plazo como un gran atractivo visual, un sistema dúplex-galvanizado más recubrimiento en polvo- ofrece un rendimiento sinérgico y se utiliza ampliamente en aplicaciones arquitectónicas, de transporte y de infraestructuras.

Ventajas del galvanizado

La adopción generalizada de galvanización está impulsada por su convincente gama de ventajas económicas y de rendimiento, que la convierten en una opción óptima para la protección del metal a largo plazo:

• Rendimiento superior frente a la corrosión a largo plazo: La doble acción de barrera y protección sacrificial hace que galvanización en caliente la referencia del sector, proporcionando una protección sin mantenimiento durante décadas, lo que aumenta significativamente la vida útil de la estructura de acero.
• Bajo coste de mantenimiento: La larga vida útil del galvanización elimina la necesidad de pintado y mantenimiento repetidos, lo que se traduce en un coste sustancialmente menor. Coste del ciclo de vida (CCV) en comparación con los revestimientos tradicionales.
• Cobertura total: Como proceso de inmersión en líquido, galvanización en caliente garantiza que cada espacio interior, hendidura y borde reciba un revestimiento uniforme, eliminando los puntos débiles que suelen encontrarse en los revestimientos pulverizados.
• Resistencia a la abrasión: Las capas subyacentes de aleación de hierro y zinc suelen ser más duras que el acero de base. Esta dureza metalúrgica confiere al galvanización recubren una excelente resistencia a los daños mecánicos, los impactos y la abrasión durante la manipulación y el servicio.
• Sostenible: Galvanizado es respetuoso con el medio ambiente, ya que tanto el acero como el zinc son materiales altamente reciclables, y se elimina la necesidad de un mantenimiento frecuente (y las emisiones de COV asociadas a la pintura).

Limitaciones de la galvanización

Aunque el galvanizado ofrece una excelente protección contra la corrosión a largo plazo, el proceso tiene varias limitaciones de ingeniería que deben tenerse en cuenta durante el diseño y la fabricación. Estas limitaciones están relacionadas con el control del espesor del revestimiento, los efectos térmicos, la compatibilidad con piezas de precisión y las restricciones medioambientales. Comprender estos inconvenientes ayuda a los ingenieros a determinar si el galvanizado es apropiado para un componente determinado o si es más adecuado un sistema de revestimiento alternativo.

Las principales desventajas son:

• Impacto dimensional: El grosor del revestimiento (especialmente el HDG de 50-150 µm) puede afectar a las tolerancias, lo que obliga a sobredimensionar las roscas, los ajustes mecanizados y las superficies de acoplamiento de precisión.
• Riesgo de distorsión térmica: El galvanizado en caliente implica una inmersión a ~450 °C, lo que puede provocar distorsiones en componentes de paredes finas, grandes o asimétricos.
• Estética de superficies: Los revestimientos galvanizados suelen mostrar lentejuelas, marcas de flujo o un aspecto desigual; no son adecuados cuando se requiere una gran uniformidad cosmética.
• Idoneidad limitada para geometrías complejas: Las estructuras cerradas requieren orificios de ventilación/drenaje; de lo contrario, el zinc no puede fluir libremente y el proceso se vuelve inseguro o incompleto.
• Complejidad de la reparación: Una vez dañadas en servicio, las reparaciones (normalmente pintura rica en zinc) no pueden reproducir totalmente las capas de aleación metalúrgica del HDG.
• Consideraciones de soldabilidad: El acero galvanizado requiere una preparación adicional de la superficie antes de soldar y produce humos que exigen una ventilación adecuada.
• Condiciones ambientales: En ciertos ambientes agresivos (ácidos fuertes, inmersión continua en agua salada), el zinc puede corroerse más rápido de lo esperado, reduciendo la vida útil.
• Coste frente a alternativas: Para componentes que sólo necesitan protección a corto plazo o revestimientos estéticos, el galvanizado puede ser más caro que las pinturas industriales estándar o los revestimientos en polvo.

Aplicaciones

Galvanización es esencial en una amplia gama de industrias en las que se espera una exposición prolongada a los elementos, proporcionando una protección duradera para los activos críticos:

• Usos arquitectónicos y estructurales: Es la principal solución de protección para el acero estructural de edificios en instalaciones comerciales e industriales, puentes y aparcamientos.
• Transporte e infraestructuras: Su resistencia a las inclemencias meteorológicas lo convierte en un material estándar para barandillas de autopistas, barreras de tráfico y columnas de alumbrado público. galvanización en caliente para la seguridad vial.
• Torres de electricidad y comunicaciones: Galvanización es fundamental para las torres de líneas de transmisión, las estructuras de estaciones base de comunicaciones y las subestaciones eléctricas, ya que garantiza la integridad estructural en lugares remotos.
• Equipos para el medio marino: Su uso está muy extendido en muelles, plataformas y estructuras secundarias, aunque en las zonas de salpicaduras marinas directas deben tenerse en cuenta unos índices de consumo de zinc más elevados.
• Maquinaria industrial y tanques de almacenamiento: Galvanizado Los soportes, bastidores y componentes garantizan la continuidad operativa en entornos químicos corrosivos o de alta humedad.
• Cierres pequeños: Se aplica universalmente a cierres pequeñosLos puntos de conexión, como tornillos, tuercas y arandelas, son tan resistentes a la corrosión como los principales elementos estructurales.

Para aplicaciones especializadas, piezas fundidas y mecanizadas destinados a ser utilizados en el exterior -como los componentes de bombas, válvulas y conjuntos mecánicos complejos- se protegen habitualmente con Galvanización en caliente o Galvanizado por difusión térmica para garantizar décadas de servicio fiable.

Grados de galvanización y "galvanización en 7 grados"

Galvanización Las normas definen el rendimiento basándose principalmente en el grosor o el peso del revestimiento de zinc.

Los grados suelen especificarse mediante el espesor del revestimiento en micrómetros ($\mu \text{m}$) o el peso del revestimiento por unidad de superficie ($/\text{g}/\text{m}^2$). Entre los ejemplos de normas se incluyen los requisitos de grosor mínimo establecidos en ISO 1461 y ASTM A123. Para los productos continuos como las chapas de acero, el grado utiliza la designación Z; por ejemplo, Z275 indica una masa de recubrimiento de $275 \text{g}/\text{m}^2$.

El término "Galvanizado de 7 grados” no es un grado industrial estandarizado o reconocido mundialmente. Se trata probablemente de un término local o específico de un proyecto y debe evitarse en las especificaciones formales de ingeniería, ya que es ambiguo.

Para garantizar la calidad y la conformidad, los ingenieros deben especificar siempre el método de galvanización (por ejemplo, HDG o electrogalvanizado), la norma reguladora (por ejemplo, ASTM A123), y la espesor mínimo requerido del revestimiento o peso para el espesor específico del componente. El grado elegido debe ser proporcional a la gravedad del entorno corrosivo del componente.

Conclusión

El galvanizado sigue siendo una de las formas más fiables y rentables de proteger el acero en entornos difíciles. Su combinación de protección de barrera, acción de sacrificio y unión metalúrgica proporciona resistencia a la corrosión a largo plazo con un mantenimiento mínimo.

Para los ingenieros, la selección del método de galvanizado correcto depende de las condiciones de exposición del componente, los requisitos estructurales y la vida útil deseada. Galvanizado en caliente (HDG) sigue siendo la referencia en infraestructuras y aplicaciones industriales pesadas.

Si su proyecto requiere un rendimiento duradero en exteriores, considere la posibilidad de especificar el método de galvanizado y el grosor del revestimiento adecuados al principio de la fase de diseño.
También puede contacte con nuestro equipo de ingeniería para obtener ayuda con la selección de materiales o las especificaciones de revestimiento.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Cuánto dura un revestimiento galvanizado?

La vida útil de un revestimiento galvanizado depende del grosor del zinc y del entorno.
Duraciones típicas del galvanizado en caliente 25-50 años al aire libre y aún más en las zonas rurales.
Los revestimientos electrogalvanizados son más finos y suelen durar sólo unos pocos años en condiciones interiores suaves.
Las atmósferas marinas o industriales acortan la vida útil debido al consumo más rápido de zinc.

¿Cómo saber si un metal está galvanizado?

El acero galvanizado suele mostrar:

• A con lentejuelas o patrón de superficie cristalina
• Acabado gris mate o metalizado brillante
• Una textura más dura y ligeramente rugosa procedente de las capas de aleación Fe-Zn.

Entre los métodos de identificación técnica se incluyen los medidores magnéticos del espesor del revestimiento, las pruebas de chispas o la aplicación de ácidos diluidos que reaccionan con el zinc.

¿Cómo eliminar un revestimiento galvanizado?

Los métodos de eliminación más comunes son:

• Decapado químico utilizando ácidos como el ácido clorhídrico
• Eliminación mecánica mediante esmerilado, chorreado abrasivo o lijado
• Eliminación térmicaaunque suele evitarse debido a los peligrosos vapores de zinc.

Hay que tener cuidado para no dañar el acero subyacente.

¿Se puede aplicar revestimiento galvanizado sobre óxido?

El galvanizado no puede aplicarse directamente sobre una superficie oxidada.
Los productos de corrosión restantes impedirán que el zinc forme una unión metalúrgica adecuada con el acero.

Para galvanización en calienteEl acero debe estar completamente limpio mediante desengrasado, decapado y fundido antes de entrar en el baño de zinc fundido, de lo contrario el revestimiento no será uniforme o puede fallar.

Para pintura rica en zinc (galvanizado en frío)El óxido debe eliminarse mecánicamente (esmerilado, chorreado o lijado) para conseguir una superficie limpia, casi metálica. Sólo después de una preparación adecuada de la superficie puede el revestimiento rico en zinc proporcionar una protección sacrificial eficaz.