El galvanizado, entre otros procedimientos que involucran el uso de zinc para la protección de hierro y acero, continúa ganando espacio en la industria como método eficaz y de bajo costo.
por Inpra Latina
Las propiedades del acero permiten que este metal sea usado en la fabricación de diferentes tipos de productos, desde vehículos y tubos livianos, hasta herramientas sólidas hechas para el trabajo pesado. No obstante, la corrosión es una amenaza pone en aprietos a más de un fabricante.
Afortunadamente la tecnología ha logrado estandarizar y hacer más accesibles algunos procesos físicos que permiten proteger el acero de la corrosión e, incluso, mejoran su apariencia y acabados. De esta forma es fácil conseguir protección con buenos acabados para un acero de bajo carbono usado en un vehículo, o uno de alto carbono usado en herramientas para el trabajo pesado.
Por mucho tiempo el zinc ha sido reconocido como uno de los elementos más versátiles para la protección contra la corrosión atmosférica de láminas y piezas fabricadas con acero en sus diferentes aleaciones. La función de este metal es actuar como una barrera física que aisla el sustrato metálico del medio y los agentes corrosivos, como si se tratara
de una pintura. En algunos otros casos, se usa como ánodo de sacrificio en proceso de protección catódica.
Protección con base en zinc
De acuerdo con el colombiano Manuel Arroyo, de la compañía colombiana Corpacero, en función de las características que deba presentar la protección anticorrosiva, se aplican diferentes técnicas de protección a base de zinc. Entre ellas se destacan las siguientes:
1. Galvanizado por inmersión en caliente: Las piezas a tratar se sumergen, una vez se ha limpiado la superficie, en un baño de zinc fundido que suele estar a una temperatura de 445°- 460° C. El zinc reacciona con el hierro, o el acero, formando capas de aleación sobre la superficie. La capa más externa suele ser zinc dúctil no aleado. El zinc se une metalúrgicamente al metal base para formar un recubrimiento protector que posee una excelente resistencia a la corrosión.
2. Galvanizado o zincado electrolítico: Esta técnica consiste en depositar sobre la pieza una capa de zinc mediante corriente continua a partir de una solución salina que contiene zinc. El proceso se utiliza para proteger piezas más pequeñas, cuando requieren un acabado más uniforme que proporciona el galvanizado.
3. Sherardización: Las piezas preparadas de hierro o acero se calientan con una mezcla de polvo de zinc y arena en tambores rotatorios a temperatura por debajo del punto de fusión del zinc (380° C – 400°C), hasta que éste forma un recubrimiento cerrado sobre la superficie de la pieza. El recubrimiento es muy uniforme. El proceso, que da como resultado un recubrimiento mate gris, se utiliza principalmente para piezas pequeñas debido a la dificultad de calentamiento de grandes piezas de forma uniforme.
4. Recubrimientos con polvo de zinc: En esta clase de recubrimiento se emplea un polvo de zinc muy fino que se halla en suspensión en un aglutinante orgánico o inorgánico. Las técnicas de aplicación de este tipo de revestimientos son similares a las empleadas para la aplicación de laca (proyección, inmersión). Las capas de polvo de zinc presentan una conductividad limitada, ya que el zinc no se encuentra por toda la superficie en contacto con el material base y tampoco forma en las zonas limítrofes aleaciones de zinc-hierro.
5. Protección anticorrosiva catódica: Un metal en estado de corrosión se disuelve anódicamente. En la protección anticorrosiva catódica se impide la corrosión haciendo del metal a proteger un cátodo. Esto se consigue disponiendo un elemento de cortocircuito compuesto del material de la pieza a proteger y de una aleación metálica menos noble. Ambos materiales presentan una conexión conductora metálica. Al sumergir la pareja de materiales en un electrolito como agua de mar, se disuelve el metal menor noble, disociándose en iones y electrones. Los iones pasan al electrolito, mientras que los electrones pasan a través de la conexión metálica a la superficie del metal más noble. La protección anticorrosiva catódica se utiliza, por ejemplo, como protección exterior de la parte sumergida de barcos, pasarelas, muelles, rompeolas, estacas, puertas de esclusas, boyas y equipos submarinos para, por ejemplo, la extracción de petróleo y gas natural.
La tabla 1 presenta una comparación hecha por Arroyo, en la que se detallan aspectos característicos de cada uno de los procedimientos usados para la protección con zinc.
Recubrimiento de zinc
El procedimiento más común para la protección con zinc es el galvanizado, consistente en la inmersión de la pieza en una solución de zinc fundido y, en algunos casos, aleado con otros metales, por un período breve de tiempo. Aunque también existe un procedimiento llamado electrodeposición, que permite proteger con zinc sin necesidad de inmersión, los bajos costos y la posibilidad de tener una producción masiva hacen que el galvanizado sea el sistema más común en nuestro medio.
De acuerdo con Manuel Arroyo, de la compañía colombiana Corpacero, los recubrimientos galvanizados recién obtenidos se caracterizan por tener un aspecto metálico brillante muy característico, pero que se va perdidendo con el tiempo hasta adquirir un tono gris metálico mate. “Este cambio se debe a la reacción entre el zinc y el aire, queda lugar a la formación de una fina capa que constituye una barrera protectora que aisla la superficie del zinc delmedio ambiente”, explica.
Agrega que el zinc utilizado es de una alta pureza y cumple con la norma ASTM B 6 alto grado especial y que, en algunas ocasiones, se aconseja hacer una adición de aluminio al baño de zinc. Este proceso controla e inhibe la reacción hierro – zinc, evita el excesivo espesor de recubrimiento, brinda uniformidad en la apariencia y aumenta la adherencia y formabilidad del recubrimiento.
Condiciones especiales
Uno de los grandes interrogantes que han surgido en la industria versan alrededor de la posibilidad aplicar pinturas para mejorar la apariencia de superficies galvanizadas, principalmente para propósitos publicitarios.
Arroyo asegura que, en efecto, todo galvanizado puede pintarse. No obstante es necesario hacer una adecuada imprimación de la superficie; si se usan fosfatos convencionales se recomienda no apilar las piezas durante el secado, pues esto afectará la adhesión de la pintura. De igual forma, se pueden recubrir superficies galvanizadas hace mucho tiempo, siempre y cuando se haga el adecuado proceso de imprimación.
En el caso de que el proceso de aplicación de la pintura se haga después del galvanizado y antes de la instalación de la pieza, se puede usar el chorro abrasivo ligero, o sweep blasting, dado que el grado de contaminación es mucho menor.
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