domingo, 29 de enero de 2017

La galvanización de los metales (I). La oxidación.

Hola mis queridos lector@s de El Rincón del Sueko. Recubrimientos electrolíticos: este es el tema que he escogido para presentaros hoy. Dado que profesionalmente trabajo en este sector he pensado que podía ser interesante realizar una explicación sobre la galvanotecnia puesto que, en realidad, es muy desconocida.


NOTA: Para la realización de este post me he apoyado en gran medida a la información publicada en la web del Instituto Sindical de Trabajo, Ambiente y Salud (ISTAS), excelente trabajo que merece mi total reconocimiento y que reproduzco en gran medida.

Antes de comenzar el tema de hoy, hemos de aclarar un concepto que es básico: la oxidación de los metales, razón por la cual la galvanización es un sector básico en la industria.

La oxidación de los metales.

Para explicarlo sin entrar en tecnicismos que no corresponden a este Rincón, me apoyaré en el trabajo del blog De Arkitectura.com. La oxidación es una reacción química en la que un metal o un no metal cede electrones. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.(reducción-oxidación)


El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisión de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa.

La corrosión por sí misma es inevitable, sin embargo, puede ser prevenida para evitar afectaciones a la construcción y así incurrir en la utilización de mayores medidas de seguridad, la necesidad de mantenimiento preventivo y correctivo, la utilización de materiales más nobles y caros, el cierre temporal de la estructura, así como pérdida de tiempo y dinero.

La corrosión puede ocurrir de varias formas, y su clasificación puede ser hecha a través de la apariencia de metal corroído. Las formas más comunes que afectan a los metales son:

  1. Corrosión uniforme. Es la más importante, común, simple y conocida, y  ocurre en metales y aleaciones relativamente homogéneas expuestas a ambientes similares
  2. Corrosión localizada. Se desarrolla cuando el metal se encuentra expuesto a la presencia de un ambiente que no es homogéneo, y cuyas diferencia provienen de múltiples orígenes, tanto a nivel de material como del medio ambiente. A su vez se subdividen en otras formas de corrosión, sin embargo, las más comunes son:
  • Galvánica. Ocurre cuando dos metales diferentes, en contacto eléctrico (o conectados por un conductor eléctrico) son expuestas a una solución conductora de electricidad
  • Picaduras. Se caracteriza por un ataque localizado que está generalmente asociado a la fractura local de una película pasiva de la estructura de acero
  • Agrietamiento. Es similar a la generada por picaduras, sólo que ésta ocurre en regiones confinadas de pequeño volumen y donde el medio presenta estancamiento, tales como los espacios existentes entre dos placas remachadas o atornilladas, regiones sobre juntas, etc.


La electrólisis.

Dado que todo se fundamenta en un proceso físico-químico, la electrólisis, vamos a explicar primero de todo en qué consiste dicho proceso (wikipedia).
La electrólisis o electrolisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación). Fue descubierta accidentalmente en 1800 por William Nicholson mientras estudiaba el funcionamiento de las baterías. En 1834 el físico y químico inglés Michael Faraday desarrolló y publicó las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y acuñó los términos.
Para hacer más fácil la comprensión del concepto, vamos a ver un vídeo muy ilustrativo que nos ayudará a comprenderlo mejor.


El proceso electrolítico.

Los procesos de recubrimientos electrolíticos o químicos consisten en depositar por vía electroquímica finas capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida en una solución de iones metálicos o electrolito. En este proceso se usan productos químicos relativamente puros, sales y metales, de forma que durante la operación se depositan completamente los metales empleados sobre las piezas.

Previo al recubrimiento las piezas deben ser limpiadas y alisadas. Esta limpieza puede ser realizada por vía física o química. Dicho tratamiento deberá responder a las funciones específicas requeridas. En el gráfico podemos ver el proceso de galvanizado en cada una de sus etapas.

Proceso de galvanizado.

Para que estas operaciones se realicen en buenas condiciones se deberán tener en cuenta que las piezas estén lo más limpias posible, que las piezas presenten un número razonable de defectos, etc.

Impurezas, defectos en la superficie
Tipo de tratamiento previo
Sustancias empleadas
Asperezas, defectos en la superficie Rectificado, pulido, chorreado Muela abrasiva y de pulir y abrasivos (productos para la proyección)
Grasas, aceites Desengrase Álcalis, silicatos, emulsionantes, tensoactivos, disolventes orgánicos para determinadas tareas especiales
Óxidos, sales Decapado, mordentado, activado Ácidos
Cuadro nº 1. Eliminación de impurezas. Fuente: Ihobe


Se realizan recubrimientos con diferentes finalidades que detallamos en el cuadro nº 2.

Campos de aplicación de los recubrimientos
Tipos de recubrimientos
Decorativos
Protección anticorrosiva
Recubrimientos funcionales
Antifricción
Electrotécnica
Soldadura
Plomo
+
Aleaciones de plomo-estaño
+
+
+
+
Cromo
+
+
+
Oro y aleaciones de oro
+
+
+
+
Cobre
+
+
+
Aleaciones de cobre
+
+
Níquel (electrolítico)
+
+
+
+
+
Níquel (químico)
+
+
+
+
Plata
+
+
+
Cinc
+
Estaño
+
+
+
Cuadro nº 2. Principales campos de aplicación de los recubrimientos electrolíticos y químicos en función del tipo de revestimiento. Fuente: Ihobe

La deposición de un determinado metal puede obtenerse a partir de baños o electrolitos de diferente composición. Las propiedades específicas de los recubrimientos dependen de los componentes del electrolito utilizado. La calidad de recubrimiento exigida para un campo de aplicación específico, sólo puede cumplirse manteniendo unas condiciones de trabajo constantes y definidas y realizando un seguimiento exhaustivo de los mismos.

La estabilidad a largo plazo de los electrolitos, de gran importancia para minimizar la generación de baños electrolíticos contaminados a tratar, requiere un seguimiento continuo de concentraciones de los compuestos básicos, las condiciones físicas y las contaminaciones orgánicas e inorgánicas. Asimismo hacen necesario un mantenimiento y una limpieza del baño para eliminar partículas y sustancias contaminantes.

Existen diferentes tipos de recubrimientos: cobreado, niquelado, cromado, cincado y químicos por deposición de níquel o por deposición de cobre.



Para finalizar el tema de hoy, os propongo ver el siguiente vídeo donde veremos, paso a paso, el proceso de galvanización de una estructura metálica.



Espero que este post haya sido de vuestro interés. Me encantaría, más que nunca, ver vuestras valoraciones y leer vuestros comentarios a través de las herramientas que este blog pone a vuestra disposición.
    Muchísimas gracias a tod@s. ¡Salu2! 👍

    #rincondelsueko en Twitter, Facebook, Flipboard y Google+

    No hay comentarios:

    Publicar un comentario