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Oscar Cid Ripollés

Materiales de origen no pétreo y cerámico

Conferencia acero galvanizado Qué es el acero galvanizado? El acero galvanizado es aquel que se obtiene al finalizar un proceso de recubrimiento de varias capas de la aleación de hierro y zinc sobre una pieza de acero. Por lo general se trata de tres capas de la aleación, las que se denominan “gamma”, “delta” y “zeta”. Finalmente se aplica una última y cuarta capa externa que sólo contiene zinc, a la que se le llama “eta”, y es la que le da aquel típico aspecto gris brillante al acero. El recubrimiento galvanizado le otorga al acero una excelente protección, entregándole propiedades como una gran resistencia a la abrasión y también a la corrosión.

Explica los diferentes procesos de obtención de acero galvanizado. Para la obtención de acero galvanizado existen dos métodos:

Inmersión en caliente

Galvanizado electrolítico

De éstos se derivan una variedad de técnicas que hacen del acero galvanizado un producto de múltiples aplicaciones. De éstas técnicas las más relevantes son:

Galvanización en General o Galvanización por inmersión en Caliente: método para obtener un recubrimiento

de zinc en el acero o hierro, a través de la inmersión de estas piezas en un baño de zinc fundido. Se galvanizan piezas y productos de peso y tamaños muy diversos (desde tornillería hasta elementos estructurales de gran tamaño), por lo que no es fácil automatizar el proceso. Este tipo de instalaciones requiere una gran superficie debido a las bañeras en las cuales se trata superficialmente el acero antes de galvanizarlo (eliminación de impurezas por vía química). El proceso que sigue es: Desengrasado, Decapado, Lavado, Flujo, Secado, Baño de Zinc y inspección.

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Galvanización Automática o semiautomáticas: método para a galvanización de productos en serie, tales como

tubos, perfiles, accesorios de tuberías, etc.. En estas instalaciones la preparación superficial se realiza también por vía química (en algunos casos por chorreo abrasivo), y el movimiento de los materiales a través de las distintas etapas del proceso está total o parcialmente automatizadas.

Galvanización en continuo: método para obtener un recubrimiento de zinc en piezas como chapas o alambres,

este consta en pasar las piezas de manera continua por un baño de zinc fundido. El proceso1 consta de los siguientes pasos: 1-Alimentación de las bobinas, 2-Cizallado de la colas, 3-Unión de las bobinas por soldadura, 4-Acumulador de entrada de la banda, 5-Horno de oxidación-reducción y homogeneización de la estructura, 6-Inmersión de zinc fundido, 7Escurrido con chorro de aire o vapor, 8-Zona de enfriamiento, 9-Enderezado, 10-Pasivación por cromatado, 11-Acumulador de salida de banda, 12-Bobinado y 13 Cizallado.

Zincado electrolítico: recubrimiento de zinc sobre diversas piezas mediante electrólisis de sales de zinc en

solución acuosa, los electrolitos utilizados son frecuentemente ácidos, pero también pueden ser básicos. Este proceso conlleva mucha mano de obra y resulta muy costosa.

Zincado por proyección: método para obtener un recubrimiento de zinc sobre superficies previamente preparadas

por granallado, mediante la proyección de zinc semifundido a través de una pistola atomizadora alimentada con un alambre o con polvo de zinc.

Sherardización (depósitos metálicos a partir de polvo de zinc): método para obtener depósitos de zinc o de

aleaciones zinc/hierro sobre pequeñas piezas mediante tratamiento de las mismas con polvo de zinc en tambores giratorios, a temperaturas inferiores a la de fusión del zinc.

Pinturas de polvo de zinc: pinturas pigmentadas con suficiente cantidad de polvo de zinc, para ser aplicadas

sobre las superficies de las piezas y así estando una vez secas, formen un recubrimiento conductor de la electricidad. De los dos sistemas hay que remarcar que el sistema electrolítico ofrece un mayor control de la dosificación a la hora de controlar un grosor de capa controlado pero muchas veces falla debido al poco espesor que ofrece. Está ideado para trabajar con piezas muy concretas y que necesiten mucha precisión. Por el otro lado, la inmersión térmica no ofrece un control muy exhaustivo del grosor pero si que ofrece una protección mucho más duradera para la pieza galvanizada. Podemos, pues, interpretar que a mayor grosor de la capa protectora del galvanizado, mayor durabilidad ofrecerá a la pieza,

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No he podido encontrar más información a excepción de la facilitada por ATEG sobre éste proceso.

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Propiedades que aporta el galvanizado i tipos de mecanismos de protección a la corrosión. Ventajas. Hablaré del galvanizado por inmersión en caliente que es sobre el que trataba la conferencia y del cual se expusieron sus ventajas. Al ser recubierto por inmersión de zinc fundido, cubren la totalidad de la superficie de las piezas, tanto las exteriores como las interiores de las partes huecas, así como otras muchas áreas superficiales de las piezas que no son accesibles para otros métodos de protección. Ésta capa ofrece una protección triple, protegiendo al acero de tres maneras distintas:

Protección por efecto barrera: constituye una barrera aislante frente a un ambiente que podría ser bastante

agresivo ya que se corroe a una velocidad 10 a 30 veces inferior a la del acero.

Protección catódica o de sacrificio: es aquella en la que el zinc se comporta como la parte anódica de la

corrosión, de este modo, mientras haya recubrimiento de zinc, entonces el acero estará protegido.

Restauración de zonas desnudas: la corrosión del zinc logra tapar aquellas discontinuidades que pueden existir

en el recubrimiento a causa de la corrosión u otro tipo de daños, como por ejemplo, un golpe fuerte.

Por otra parte, el galvanizado aporta protección contra la corrosión atmosférica, que responde a las condiciones climáticas del lugar en la que la pieza de acero se encuentre ubicada, así como también contra los agentes contaminantes como el óxido de azufre y los cloruros típicos de las zonas cercanas a la costa. Otra de las protecciones que brinda el galvanizado guarda relación con el agua, tanto dulce, como de mar. También hay que mencionar que los recubrimientos galvanizados poseen la característica casi única de estar unidos metalúrgicamente al acero base, por lo que poseen una excelente adherencia. Por otra parte, al estar constituidos por varias capas de aleaciones zinc-hierro, más duras incluso que el acero, y por una capa externa de zinc que es más blanda, forman un sistema muy resistente a los golpes y a la abrasión. Hay que añadir su facilidad para soldar, ya que los diferentes elementos que constituyen una construcción galvanizada pueden unirse fácilmente mediante los mismos procedimientos de soldadura que se utilizan para el acero en negro, como la soldadura eléctrica por arco (manual o automática), la soladura por resistencia, la soldadura por inducción, etc... La única precaución a tener en cuenta es adecuar la técnica operatoria y los parámetros de soldeo a las condiciones particulares del material galvanizado. Las zonas del recubrimiento quemadas por efecto del calor de la soldadura se pueden restaurar fácilmente mediante metalización con zinc o pintura rica en zinc. Por último, ofrecen facilidad para pintarlos (elementos galvanizados). Esto es importante ya que en determinadas ocasiones puede ser necesario tener que aplicar una capa de pintura con fines decorativos, de camuflaje, etc... O bien para aumentar la duración de la protección en ambientes muy agresivos. Para conseguir una buena adherencia de las pinturas sobre el acero galvanizado es necesario utilizar sistemas adecuados y atenerse a las recomendaciones para su aplicación que dan los fabricantes de pinturas y la norma UNE EN ISO 129.444-5. El uso de pinturas puede ofrecer también ciertas ventajas juntamente con el galvanizado (sistemas dúplex) ya que proporcionan una protección de duración muy superior a la suma de las duraciones de cada recubrimiento por separado, debido al efecto de sellado que producen los productor de corrosión del zinc sobre los poros y grietas que siempre se forman sobre las pinturas. Este sistema cada vez esta más enfocada a un acabado profesional para un sistema de protección de calidad, como el que cada vez se exige más en la industria del automóvil.

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Precauciones para almacenarlo y ponerlo en obra. El acero galvanizado como todo material precisa de unas recomendaciones tanto de almacenaje como puesta en obra. Estas recomendaciones intentan prevenir el deterioro prematuro de las piezas hasta el momento de su ejecución y la prevención de riesgos innecesarios de cara al operario mientras ejecuta la obra. Mientras se tienen las piezas almacenadas pueden sufrir un deterioro superficial en forma de manchas blancas (conocido como óxido de estibado). Las manchas se produces casi exclusivamente sobre recubrimientos galvanizados nuevos, cuando se mojan o humedecen durante algún tiempo y están en condiciones de poca aireación (generalmente en otoño e invierno). Esto es debido a que la formación de las capas de pasivación (capas protectoras que se forman por la acción del oxigeno y del anhídrido carbónico del aire sobre la superficie de zinc) todavía no se han formado (período de varias semanas a meses) y dicha zona queda aislada del proceso de pasivación, formando una mancha no protegida i constituida por hidróxido de zinc hidratado, óxido de zinc y proporciones menores de carbonato de zinc. Hay que mencionar que estas manchas no poseen una composición definida. El ataque que sufre el recubrimiento galvanizado como consecuencia de la formación de las machas blancas suele ser limitado, a pesar del aspecto llamativo de las mismas. Solo suelen perderse unas micras de recubrimiento. Para tratarlo solo hay que eliminar la mancha blanca y posteriormente acabará de realizarse el proceso de pasivación. El sistema de prevención ideal es almacenar los elementos con una inclinación prudente y un poco separado entre ellos. Si puede ser en un sitio con ventilación i de ambiente seco (o temperatura no baja; para evitar la condensación de vapor en la superficie del galvanizado). Evidentemente hay que protegerlo de la intemperie. Referente a las precauciones durante la puesta en obra, de cara al operario, hay que vigilar los cantos y puntas que pueda haber en la pieza galvanizada (si es en caliente) ya que puede presentar rebabas que suelen ser muy afiladas y puntiagudas. Precauciones de cara al material durante la puesta en obra hay que vigilar cuando doblamos el material galvanizado (sobretodo armaduras) ya que hay una fracción que puede quedar dañado el recubrimiento de zinc. En estos casos, como es un tratamiento adicional no hace falta aplicarle mucha precaución, pero lo ideal es aplicar algún tipo de pintura protectora para compensar la ruptura de la capa metálica.

Normativa vigente que regula los productos de acero galvanizado Hay que mencionar que el acero galvanizado no se ha planteado seriamente como un producto a tener en cuenta en la construcción hasta hace poco, sino como una protección, una recomendación, un valor añadido a la duración para los materiales de acero... Es por ello que la normativa técnica usada es muy escasa i muchas veces se complementa con la EHE - 08. También se suele utilizar normativa de barras corrugadas y recomendaciones de Puertos del Estado. Encontramos, pues, que la norma básica que especifica las características que deben cumplir los recubrimientos galvanizados que se obtienen en las instalaciones discontinuas de galvanización en caliente (conocidas como instalaciones de galvanización en general), es la norma española e internacional UNE EN ISO 1461:1999 “recubrimientos en caliente sobre productos acabados en hierro y acero. Especificaciones y métodos de ensayo”, que ha venido a substituir a la norma UNE 37-508-88. Esta UNE regula sobretodo los espesores mínimos del recubrimiento en relación con el espesor del acero base. Para los recubrimientos sobre tubos, la norma que especifica los requisitos y los ensayos relativos al baño en caliente, es la UNE EN 10.240:1997. Para los recubrimientos sobre chapas y bandas son las normas EN 10327 i EN 10326.

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Para recubrimientos sobre alambres son las normas UNE 112077:02, UNE EN 10244-2:01, UNE EN 10257-1:98 i UNE EN 10257-2:98. Para estimar la velocidad de corrosión del zinc en diferentes atmósferas es la norma UNE EN ISO 9223. Por último, otras especificaciones relacionadas con los recubrimientos y productos galvanizados se rigen según las normas: UNE 37-507-88 (recubrimientos galvanizados en caliente de tornillería y otros elementos de fijación), UNE 37-509-89 IN (instalaciones de fontanería realizadas con tubo de acero galvanizado. Recomendaciones para la prevención de la corrosión prematura), UNE 19.047-85 (tubos de acero soldados y galvanizados para instalaciones interiores de agua fría y caliente) y UNE EN ISO 14713 para la protección frente la corrosión de las estructuras de hierro y acero; recubrimientos de zinc y aluminio, bajo las directrices de la ISO 14713:1999. A pesar de las actuales normativas y estudios el principal problema que existe cuando tratamos galvanizados en caliente es llevar un control exhaustivo i eficaz del grosor del galvanizado, como encontrar un método de comprobación. La normativa que sigue el proceso para pintar el acero galvanizado está recogido en la UNE EN ISO 129.444-5.

Reutilización i reciclaje. 2 Como dato introductorio mencionar que España es principalmente un país exportador, ya que usa 150.000 toneladas al año de acero galvanizado y produce 500.000 toneladas (excedente de 350.000 toneladas). Esto nos sugiere que en España no hay una producción muy elevada de reciclaje o reutilización del acero galvanizado. También hay que mencionar que no somos uno de los países europeos pioneros en el uso de acero galvanizado en al construcción (por delante se sitúa Francia, Alemania y Gran Bretaña). En los países que si que tienen un sistema o mentalidad más avanzada para el reciclaje suelen utilizar alguno de los siguientes procesos:

Reutilización de piezas de acero: se reutilizan piezas existentes pasándolas por el proceso de limpieza de

impurezas para después galvanizar y tener la pieza reciclada galvanizada.

Reutilización de piezas de acero galvanizado: en este caso sigue el mismo proceso que para piezas de acero

recicladas, pero el proceso de decapado del zinc es mucho más laborioso y por tanto mucho más costoso. En los casos que no se quiera reutilizar una pieza sino lo que se pretende es separar el zinc del metal galvanizado, el proceso a seguir es pasar susodicha pieza por un horno eléctrico de puente. Este horno se encarga de fundir el metal y subliminar el zinc, que se recoge de los filtros en forma de oxido de zinc impuro. Luego este óxido se condensa y pasa por un proceso de limpieza para eliminar las impurezas, así obtenemos el zinc listo para reutilizar. Al zinc reciclado todavía se le puede dar multitud de vida útil, unos ejemplos son:

Óxido de zinc para productos farmacéuticos, alimentos, fertilizantes y el vulcanizado de la goma.

Polvo de zinc para pinturas, productos químicos, lubricantes, baterías y metalurgia del oro.

Aleaciones para componentes de electrodomésticos, equipos eléctricos, juguetes...

Los cálculos estiman que el 40% del zinc es reciclado y, usado en cosmética y automovilismo.

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Esta pregunta la hice yo referente a si había “algo” sobre el reciclaje ya que se pasaron, concretamente las 6 horas que

estuvimos, hablando de cosas buenas (que raro) sobre el galvanizado. Me gustaría saber si se basar�� en algo a la respuesta que obtuve o simplemente se usará una respuesta genérica (en tal caso no es relevante la presencia durante la conferencia). UPC- EPSEB Arquitectura Técnica

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Exposición Galvanizados