Diez excelentes razones para seguir eligiendo el acero galvanizado en caliente

Desde el último tercio del pasado siglo hasta la actualidad se han producido numerosos e importantes avances en las tecnologías de producción de los aceros, que han impulsado y diversificado su uso hasta hacer del acero un material sin el cual no podría concebirse la civilización moderna. Las claves de este éxito son su elevada resistencia mecánica, su facilidad de conformación y su coste relativamente bajo.

Pero el acero, que se obtiene de minerales constituidos por compuestos químicos complejos, es un material termodinámicamente inestable que tiende a recuperar su estado inicial mediante reacción con ciertos elementos de la atmósfera y el agua, principalmente oxígeno, sales y ácidos.  Este proceso de combinación de los metales con el medio ambiente es lo que constituye el fenómeno de la corrosión, que conduce inexorablemente a su destrucción. 

Se han desarrollado muy diversos métodos para impedir o retardar el fenómeno de la corrosión del acero, con diferente grado de eficacia. Estos métodos consisten fundamentalmente en la adición de algún elemento aleante que facilite su pasivación o en la aplicación de un revestimiento.  En definitiva, en disponer una barrera aislante entre el metal y los elementos agresivos del medio ambiente circundante.

Fue en 1742, cuando el químico francés Malouin demostró que la inmersión del acero en zinc fundido proporcionaba un recubrimiento protector contra la corrosión de gran eficacia. Los posteriores desarrollos de Stanislaus Sorel y la puesta a punto en 1836 de un procedimiento económico para decapar el acero abrieron la puerta a la utilización industrial de este nuevo procedimiento de protección. El propio Sorel puso  de  manifiesto  el  efecto  de  “protección galvánica” que proporcionaban los recubrimientos de zinc: había descubierto la protección catódica o de sacrificio. Por este motivo empleó el término “galvanisation” en su patente francesa presentada en Julio de 1837.

Con demasiada frecuencia se utiliza el término “galvanización” o “galvanizado” para designar a los diferentes recubrimientos que utilizan el zinc como fundamento de la protección, sin tener en cuenta que existen diferencias muy sensibles entre ellos. Para todos los recubrimientos de zinc, la duración de la protección que proporcionan es directamente proporcional a la masa de zinc (o al espesor) de dicho recubrimiento, siendo esta la característica más importante a tener en cuenta al seleccionar el sistema, con el fin de asegurar que se alcanzará la vida útil requerida.

La galvanización en caliente consiste en sumergir las piezas de acero en un baño de zinc fundido, mantenido a 450ºC, aproximadamente.  A esta temperatura tiene lugar un proceso de difusión del zinc en el acero que da lugar a la formación de aleaciones de zinc-hierro sobre la superficie de las piezas. En el procedimiento general, o discontinuo,  las piezas se someten previamente a un proceso exhaustivo de limpieza química, que incluye desengrase (normalmente alcalino), decapado (en ácido clorhídrico), fluxado en baño de sales (cloruro de zinc y cloruro amónico) y secado. El espesor de los recubrimientos finales depende del espesor y de la composición del acero base, pudiendo estar comprendidos entre 45 mm, en el caso de piezas de acero con espesor inferior a 1,5 mm, hasta más de 200 mm en elementos de acero de espesor grueso (³ 6,0 mm).  La norma UNE EN ISO 1461 especifica las propiedades generales y los métodos de ensayo de este tipo de recubrimientos galvanizados en caliente.  En ella se establecen los espesores mínimos permitidos a estos recubrimientos en función del espesor del acero base de las piezas. Las piezas pequeñas, tales como tornillos, tuercas, arandelas y otros elementos de fijación se galvanizan en discontinuo colocándolas en cestas perforadas, que permiten someterlas a un proceso de escurrido mediante centrifugación una vez extraídas del baño de zinc. De esta manera se obtienen recubrimientos galvanizados más finos, que no ciegan las partes roscadas de las piezas con objeto de facilitar su montaje.  La norma española que define los recubrimientos galvanizados sobre este tipo de piezas es la UNE 37-507.

Hay una serie de propiedades que hacen del acero galvanizado en caliente la protección más eficaz que se conoce contra la corrosión. Nosotros vamos a proceder a resumirla en diez razones, todas excelentes, que hacen que este material sea imbatible en su desempeño.

Primera. La duración de estos recubrimientos es extremadamente alta.  Más de cien años de experiencia en la utilización del acero galvanizado en todo el mundo han permitido conocer con bastante exactitud la duración de la protección que proporcionan los recubrimientos galvanizados en caliente.  Así, por ejemplo, un recubrimiento galvanizado de espesor medio (70 micras) puede proteger a las piezas y materiales férreos sin necesidad de mantenimiento durante más de 100 años en atmósferas rurales, entre 35 y 70 años en ambientes urbanos o costeros de baja salinidad y entre 17 y 35 años en ambientes industriales o costeros de salinidad normal (ver Tabla 3 para categorías de ambiente, riesgo de corrosión y velocidad de corrosión). Los recubrimientos electrolíticos de zinc, que algunas veces se conocen también con la denominación de galvanizado en frío o electrocincado, con espesores comprendidos entre 5 y 20 micras, proporcionan una protección de mucha menor duración. No es infrecuente ver señales de tráfico galvanizadas en caliente con manchas de óxido provenientes de la corrosión de tuercas electrocincadas que, sorprendentemente, se han utilizado para ensamblar los distintos elementos.

Segunda. Los recubrimientos galvanizados protegen al acero de tres maneras distintas: constituyendo una barrera que se corroe a una velocidad 10 a 30 veces inferior a la del acero; proporcionando protección catódica a las pequeñas zonas que puedan quedar desnudas (bordes de cortes o taladros, arañazos, etc.); y sacrificándose e impidiendo por tanto que en estas mismas zonas desnudas se forme óxido de hierro, principal causante del fallo de las pinturas (el óxido de hierro es más voluminoso que el hierro, causando el desconchado de la pintura y, por tanto, acelerando su oxidación, cosa que no sucede con el recubrimiento por zinc).

Tercera. Debido a la forma de obtención de los recubrimientos galvanizados, que consiste en la inmersión de las piezas y materiales a proteger en baños de zinc fundido, la totalidad de la superficie de los mismos queda recubierta tanto interior como exteriormente. Igualmente ocurre con las rendijas estrechas, los rincones y las partes ocultas de las piezas, que no quedan bien protegidas por otros tipos de recubrimientos.

Cuarta. El proceso de la galvanización en caliente produce un recubrimiento de zinc que está unido metalúrgicamente al acero de base a través de una serie de capas de aleaciones zinc-hierro. No existe ningún otro recubrimiento con esta característica, que es  la que confiere al acero galvanizado su elevada resistencia a los golpes y a la abrasión, de gran importancia para evitar el deterioro del recubrimiento durante el manejo, transporte, almacenamiento y montaje del material galvanizado.

Quinta. La galvanización en caliente es un procedimiento que sirve tanto para la protección de productos siderúrgicos como la banda, el alambre o los tubos, como para la protección de toda clase de artículos, desde pequeños tornillos hasta jácenas de más de 20 m de longitud. Por otra parte, los recubrimientos galvanizados poseen una gran versatilidad de utilizaciones en servicio, ya que protegen al acero tanto de la corrosión atmosférica como de la provocada por las aguas o el terreno.

Sexta. El mantenimiento es innecesario. La elevada duración de la protección que proporcionan los recubrimientos galvanizados, que supera frecuentemente la vida en servicio prevista para las instalaciones, hacen innecesario en la mayoría de los casos, el mantenimiento de las construcciones de acero galvanizado. No obstante, si en alguna ocasión fuera preciso prolongar más la duración de la protección de un material galvanizado, esto puede realizarse fácilmente y a bajo coste mediante pintado, ya que estos recubrimientos pueden reacondicionarse sin necesidad de costosos tratamientos de preparación superficial.

Séptima. La galvanización en caliente es un proceso industrial sencillo y perfectamente controlado, que permite obtener recubrimientos de zinc de calidad y espesor regulados sobre prácticamente cualquier artículo o pieza de hierro o acero.  Los recubrimientos galvanizados en caliente son uno de los pocos sistemas de protección del acero que están perfectamente especificados por las normas nacionales e internacionales. 

Octava. El razonable coste inicial de la galvanización que en muchas aplicaciones es inferior al de los otros posibles recubrimientos alternativos, unido a su elevada duración, da como resultado que este procedimiento sea el más económico de todos los conocidos para la protección a largo plazo de las construcciones metálicas fabricadas con acero.

Novena. Los diferentes elementos que constituyen una construcción galvanizada pueden ensamblarse fácilmente mediante tornillos o por soldadura. Los procedimientos de soldadura que se utilizan normalmente para el acero sin galvanizar son igualmente aplicables al acero galvanizado: soldadura eléctrica por arco, soldadura con soplete, soldadura por resistencia, 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 afectadas por efecto del calor de la soldadura se pueden restaurar fácilmente mediante metalización con zinc o pintura rica en zinc.

Y décima. El acero galvanizado es un material amigable para el medio ambiente. En su fabricación se consume poca energía (35-40 Mj/Kg, frente a 215 Mj/Kg del aluminio, o 70-120 Mj/Kg de los plásticos) y se producen bajas emisiones de CO2 (80-90 Kg/Gj, frente a 147 Kg/Gj del aluminio y 140-150 KgCO2/Gj de los plásticos). Además, es un material íntegramente reciclable, capaz de producir nuevamente acero y zinc. Además este mineral, el zinc, que constituye la envoltura externa del material y, por lo tanto, el que está contacto con el medio ambiente, es un elemento natural esencial para la vida de microorganismos, plantas, animales y personas. En el caso particular de las personas, son muchos más frecuentes los casos de deficiencia en zinc que el riesgo de sobreexposición a este metal o sus compuestos.

De los múltiples ejemplos que se pueden contemplar del empleo del acero galvanizado en sectores como la industria, la construcción, las infraestructuras y los transportes, etc., se desprende la importancia de las cualidades del material utilizado en tan variadas aplicaciones. El acero por sí mismo, como material versátil, conforma elementos muy diversos aportando sus características de resistencia, e incluso en numerosas ocasiones de ligereza y permeabilidad para las construcciones con él realizadas.

El tratamiento de galvanización en caliente aplicado a estos variados elementos puede dotarlos, como ya se ha destacado, de una durabilidad muy prolongada sin necesidad de mantenimiento, que será función de los espesores de los recubrimientos obtenidos y de la velocidad de corrosión de estos recubrimientos en los distintos ambientes, como se deduce de las normas UNE citadas.

Dado el interés creciente en todos los ámbitos por la sostenibilidad de los materiales, no debe pasarse por alto la reciclabilidad bien establecida de los metales que componen los productos galvanizados, como son el acero y el zinc; la recuperación y reutilización de estos metales ha estado practicándose desde hace muchos años.

 

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