Totes les tècniques actuals per al tractament de materials fèrrics tenen segles d’història o descendeixen d’alguna invenció mil·lenària. La galvanització no és una excepció, ja que compta amb més de 200 anys d’evolució. Malgrat que la base sempre serà aquí, l’evolució dels processos i el desenvolupament de la tecnologia ha permès a moltes tècniques especialitzar-se o millorar la seva producció.
Avui veurem en què consisteix la galvanització, els seus tipus i tots els avantatges que pot oferir-nos. És sens dubte una tècnica que mereix tot un article per a ella, així que anem directament a això.
Què és la galvanització i quina és la seva història?
La galvanització és un procés en el qual es recobreix l’acer o el ferro amb una capa de zinc per a protegir-lo de la corrosió i l’òxid, la qual cosa prolonga la seva vida útil i el fa més resistent a les condicions climàtiques adverses i a la humitat. Aquest procés és comú en la fabricació de materials de construcció, eines, canonades i en qualsevol situació en la qual es necessiti evitar la deterioració del metall.
Ja hem avançat que aquesta tècnica té diversos segles d’història, però és necessari explicar amb més deteniment la seva creació. Per a això hem de traslladar-nos a mitjan segle XVIII, moment en el qual els coneixements sobre electricitat i química començaven a ampliar-se. És fonamental que es duguessin a terme recerques en aquests camps perquè la galvanització es desenvolupés.
A la fi del segle XVIII, el científic italià Galvani va descobrir que els músculs de les granotes es contreien en fer contacte amb dos metalls diferents. Encara que aquest descobriment no estava directament relacionat amb la galvanització, va ser fonamental per a entendre la conductivitat dels metalls i el comportament elèctric en diferents materials. En honor a aquest descobriment, el procés de recobriment de metalls amb zinc va ser anomenada ‘galvanització’.
En 1742, el químic francès Melouin va fer un dels primers experiments cobrint ferro amb zinc fonent aquest material en una superfície de ferro per a evitar que s’oxidés. Encara que no va tenir un impacte immediat, aquest experiment va ser un precursor de la galvanització moderna.
En 1836, el químic francès Stanislas Sorel va patentar un procés que es considera l’inici de la galvanització en calenta. El seu mètode consistia a submergir el ferro en zinc fos, un procés similar al que s’usa avui. Sorel va descobrir que el zinc s’adheria fermament al ferro, formant una capa que el protegia de la corrosió.
Tipus de recobriment de zinc en la galvanització
En la galvanització existeixen diversos tipus de recobriments de zinc, cadascun amb característiques particulars que s’adapten a diferents aplicacions i nivells de protecció. Els principals tipus són:
Galvanització en calenta (HDG, Hot-Dip Galvanizing)
Consisteix a submergir la peça de ferro o acer en un bany de zinc fos a altes temperatures (al voltant de 450-480 °C). Crea una capa gruixuda i resistent d’aliatge zinc-ferro i una capa de zinc pur en la superfície. Aquesta té un gruix major, la qual cosa proporciona una excel·lent protecció contra la corrosió. S’empra especialment en estructures de gran grandària, pals elèctrics, canonades, torres, baranes i qualsevol estructura exposada a condicions climàtiques extremes o ambients corrosius.
Electrogalvanizado o galvanització per electròlisi
Aquesta és una de les tècniques més modernes. Mitjançant electròlisi, es diposita una capa de zinc en el metall submergit en una solució de zinc mentre s’aplica corrent elèctric. El gruix d’aquest material és molt més prim que en la galvanització en calenta, per la qual cosa no ofereix tanta protecció contra la corrosió. No obstant això, proporciona una superfície més llisa i uniforme. És ideal per a peces petites i/o que requereixen major precisió en el gruix del recobriment, com a caragols, rosques, peces automotrius o electrodomèstics.
Galvanització en fred (pintura rica en zinc)
El recobriment s’aplica com una pintura que conté pols de zinc, sense utilitzar bany de zinc calent. No és tan resistent ni durador com la galvanització en calenta, però és útil per a reparacions i àrees on no es pot realitzar el procés d’immersió en calenta.
Galvanització mecànica
Les peces metàl·liques es col·loquen en un tambor giratori amb pols de zinc i s’agiten amb boles d’acer. La fricció i l’impacte provoquen que s’adhereixi al metall. Produeix un recobriment uniforme i menys gruixut que la galvanització en calenta. No se sotmet a calor, per la qual cosa és útil per a peces que no han de ser exposades a altes temperatures. S’usa en peces petites com a caragols, rosques i altres sostenidors. És ideal per a elements on es necessita un acabat uniforme sense distorsionar les dimensions de la peça.
Galvanització per polvorització tèrmica (metal·lització)
Es fon zinc i es polvoritza sobre el metall mitjançant pistoles de polvorització tèrmica. Aquest s’adhereix a la superfície sense necessitat de submergir la peça en un bany del material. El gruix és controlable i pot variar segons les necessitats. Encara que no és tan durador com la galvanització en calenta proporciona una protecció moderada contra la corrosió.
Galvanització en continu
Utilitzat principalment per a fulles o làmines d’acer que passen de manera contínua a través d’un bany de zinc fos. Aquest procés és ràpid i eficient. La capa de zinc és més prima i uniforme, ideal per a aplicacions on es requereix un recobriment de protecció però no necessàriament tan gruixut.
Procés
El procés de galvanització, especialment la galvanització en calenta, és el mètode més comú per a protegir l’acer o ferro de la corrosió. Vegem com es genera:
Preparació i neteja de la superfície
La peça d’acer o ferro es neteja per a eliminar qualsevol tipus de greix, oli o brutícia en la superfície. La hi submergeix en una solució de desgreixat, generalment a base de detergents o àlcalis. Després passa a una solució d’àcid (usualment àcid clorhídric) per a eliminar l’òxid i les impureses superficials. Aquest pas és crucial per a assegurar una bona adhesió del zinc a la superfície metàl·lica. Tot seguit s’esbandeix la peça amb aigua per a eliminar qualsevol residu de l’àcid i preparar-la per al següent pas.
Aplicació del fundent
Després de la neteja, la peça se submergeix en una solució de fundent, normalment composta de clorur de zinc i clorur d’amoni. Aquest recobriment ajuda a prevenir l’oxidació abans que l’acer o ferro se submergeixi en el bany de zinc i millora l’adherència del zinc a la superfície metàl·lica. No podem oblidar-nos de deixar que s’assequi perquè el fundent s’adhereixi uniformement.
Immersió en zinc fos (galvanització en calenta)
La peça se submergeix en un bany de zinc fos a una temperatura d’entre 450 i 480 °C. Aquest component reacciona amb el ferro o acer formant una capa d’aliatge de zinc-ferro en la superfície de la peça.
Mentre la peça està submergida es produeix una reacció metal·lúrgica en la qual el zinc i el ferro es fusionen a nivell molecular, creant diverses capes d’aliatge zinc-ferro cobertes per una capa externa de zinc pur. Aquesta estructura en capes és el que li dona a la galvanització en calenta la seva durabilitat i resistència.
Enfriamiento
Després de sortir del bany de zinc, la peça es refreda per a solidificar la capa. Aquest refredament pot realitzar-se per immersió en aigua o mitjançant refredament a l’aire. Així s’endureix la capa protectora i s’estabilitza l’estructura de zinc en la superfície.
Inspecció de qualitat
La peça es revisa per a assegurar que la capa de zinc cobreix tota la superfície de manera uniforme. També s’inspecciona que no hi hagi bombolles, porus o defectes en la capa protectora. Es realitza un mesurament del gruix de la capa de zinc, ja que ha de complir amb els estàndards de protecció requerits per a garantir la durabilitat del recobriment.
Acabat
Algunes peces poden rebre acabats addicionals per a millorar l’aspecte estètic o proporcionar una protecció addicional. Aquest pas és opcional i depèn de l’ús final de la peça.
Avantatges
Aquesta tècnica pot generar enormes beneficis per al projecte en el qual s’empri. A més de comptar amb una protecció extra contra la corrosió i ajudar a optimitzar els processos, implementar la galvanització pot proporcionar els següents beneficis:
Alta resistència a la corrosió
Aquest és el motiu principal de l’ús d’aquesta tècnica, ja que la capa de zinc que cobreix el metall protegeix l’acer o ferro subjacent de l’oxidació i corrosió. A més, el zinc actua com una barrera i, en cas de danys, es corroeix primer, preservant el metall basi.
Vida útil
Els productes galvanitzats tenen una durabilitat d’entre 20 i 50 anys (o fins i tot més en condicions moderades). La durada del recobriment depèn del gruix de la capa de zinc i de l’entorn on estigui la peça, però en general és una de les millors opcions per a aplicacions de llarga durada.
Manteniment mínim
Una vegada galvanitzada la peça no sol requerir manteniment addicional. Això redueix les despeses de manteniment al llarg del temps i és un avantatge important per a infraestructures de difícil accés, com a ponts, torres i pals elèctrics.
Protecció completa i uniforme
El procés d’immersió en zinc assegura que tota la superfície, incloses les cantonades i vores esmolades, quedi recoberta de manera uniforme. Aquesta característica és especialment útil en estructures complexes on altres mètodes de recobriment podrien fallar a cobrir totes les superfícies.
Resistència al desgast i als danys mecànics
Les capes d’aliatge de zinc-ferro que es formen durant el procés de galvanització en calenta tenen una gran resistència mecànica. D’aquesta manera el recobriment és menys susceptible a cops i abrasions en comparació amb altres recobriments.
Protecció catòdica
El zinc actua com un ànode de sacrifici. Si la capa de zinc es danya en algun punt, el zinc circumdant protegeix el ferro o acer subjacent mitjançant un procés anomenat protecció catòdica. Això significa que aquest element es corroirà primer i protegirà l’acer fins i tot si la capa de zinc té algunes àrees danyades.
Rendibilitat a llarg termini
Encara que la galvanització en calenta pot ser més car inicialment que altres recobriments, la durabilitat i el baix cost de manteniment al llarg del temps el converteixen en una opció econòmica. La menor necessitat de reparacions o repintats addicionals acaba estalviant diners en el futur.
Sostenibilitat i respecte al medi ambient
El zinc és un material reciclable i no tòxic. Al final de la seva vida útil, tant aquest com l’acer poden recuperar-se i reciclar-se, contribuint a la sostenibilitat. A més, la galvanització evita l’ús de productes químics addicionals per a mantenir la protecció contra la corrosió, increïblement beneficiós per al medi ambient.
Rapidesa en el procés
Comparat amb altres mètodes de protecció contra la corrosió, la galvanització en calenta és un procés relativament ràpid. Una vegada que la peça ha estat preparada, el recobriment de zinc s’aplica en minuts i queda llest per a usar-se gairebé immediatament.
Compatibilitat amb altres materials i acabats
Els materials galvanitzats poden pintar-se o recobrir-se amb altres productes per a millorar la seva estètica o proporcionar una capa addicional de protecció, si és necessari. Això els fa versàtils per a aplicacions tant en exteriors com en interiors.
Si busques una empresa que tracti el material fèrric i sàpiga realitzar corts en metalls amb galvanització, en Initube podem ajudar-te. Estem especialitzats en el tall i mecanitzat de tubs i perfils de tota mena de material fèrric, amb més de 40 anys d’experiència en el sector metal·lúrgic. Demana el teu pressupost posant-te en contacte amb el nostre equip i el rebràs en menys de 48h. Parlem?
