Chapa galvanizada

Síntesis

La Chapa Galvanizada está compuesta de Acero (Fe + C) y Zinc (Zn). Este último consiste en un recubrimiento final para la protección del óxido contra el medioambiente. En cuanto a su fabricación, primero se elaboran las piezas de acero individuales en la forma deseada a una temperatura de 1535º. Luego se protege al acero frente a los riesgos de corrosión mediante la Galvanización, un recubrimiento generado a partir una unión metalúrgica con el acero formando capas de aleación entre el acero y el zinc de diferente composición de cada uno de ellos. Existen dos formas de aplicación de esta protección galvanizada: por un proceso que se aplica a bobinas de espesores inferiores a 2,5mm en procesos continuos por inmersión en caliente o por electrodeposición; o en procesos que se aplican a estructuras y/o perfiles pesados por inmersión de las piezas en cubas. Estos materiales se pueden encontrar en forma de bobinas o ya cortados como chapas de 1.10×3.00 mts. en adelante (lisas, onduladas, trapezoidales) o procesados como perfiles estructurales, cerramientos, carrocerías, conductos de aire acondicionado, cubiertas, estanterías metálicas y paneles entre otros.

Contexto histórico, social y económico

La chapa Galvanizada surgió en Inglaterra en 1820, y fue inventada por el arquitecto británico Henry Robinson Palmer, siendo originalmente de hierro forjado. Este invento, resultó tener propiedades ingeniosas para la época, siendo resistente a la corrosión, fácil de transportar, ligero y fuerte, siendo utilizado en un principio para estructuras en improvisación para los trabajadores semicalificados. En el año 1829, éste recibió una patente para láminas “metálicas onduladas o corrugadas”, del cual su descubrimiento tendría un impacto dramático en el diseño industrial y la galvanización años más tarde. Pero el proceso de “Galvanización” fue patentado años después por Tranquille Modeste Sorell, en el año 1836 en Francia.
La historia de la galvanización comienza hace más de 300 años, cuando un alquimista y químico ideó una razón para sumergir el hierro limpio en zinc fundido y, como resultado, formó una capa plateada brillante sobre el hierro. Este fue el primer paso dentro del mundo de la galvanización. En 1742, un químico francés llamado Melouin presentó un documento a la Real Academia Francesa en el que describía como se podía obtener un “revestimiento” sobre el hierro sumergiéndolo en Zinc fundido. Este descubrimiento se extendió a través de círculos científicos y su primera aplicación fue usarlo como un revestimiento protector barato para utensilios domésticos. Estos productos eran bastante conocidos en partes de Francia durante la segunda mitad del siglo XVIII. En 1780, Luigi Galvani, descubrió el fenómeno eléctrico de la contracción de los músculos de las patas de una rana cuando se contactaban con dos metales diferentes, el cobre y el hierro. Galvani concluyó incorrectamente que la fuente de la electricidad estaba en la pata de la rana. El término “galvanización” comenzó a aparecer en el léxico, relacionado en parte con el trabajo realizado por Michael Faraday.
En 1836 T.M. Sorel, obtuvo la primera de numerosas patentes para un proceso de recubrimiento de acero sumergiéndolo en zinc fundido después de limpiarlo por primera vez. Proporcionó al proceso su nombre “galvanizado”. Originalmente, este término no se refería al proceso de recubrimiento sino a la propiedad fundamental que ofrecía éste. En cuanto a su uso, la chapa de acero galvanizado fue incorporada al uso militar durante la 1º y 2º Guerra Mundial en los techos de las barrancas. Actualmente, el acero galvanizado se utiliza en la construcción, el transporte, la agricultura, en la transmisión de energía (iluminación/ torres de alta tensión), conductos de ventilación, plantas industriales, equipamientos, depósitos, artículos varios, entre otros

Definición ciencia

La Chapa Galvanizada está compuesta de una base de Acero (Fe + C) y el agregado de un 98-99,95% de  Zinc puro (Zn). Las láminas de acero son sometidas a un proceso electroquímico por el cual se cubre un metal con otro para proteger la superficie del metal del medioambiente. El procedimiento más común consiste en depositar una capa de Zinc (Zn) sobre Hierro (Fe) ya que al ser el Zinc menos noble que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxigeno del aire.  El zinc resiste a una velocidad muy lenta, con larga vida útil, da un aspecto agradable y protege de ataques corrosivos como escudo continuo y duradero entre el acero y la atmosfera.

Procesamiento

Antes de comenzar el proceso de galvanización se cortan las piezas  con un formato de 1.10×3.00mts (standard) o bien, cortado a medida con el  ancho de 1.10mts. El proceso de galvanización consiste en primera instancia, eliminar los residuos de aceites, grasas, pinturas y lacas por medio de productos desengrasantes  como primera medida de limpieza a las piezas. Luego, se prosigue a realizar una limpieza en agua para evitar el arrastre del líquido desengrasante al decapado. Una vez limpio, se remueven los óxidos y calaminas de las piezas de hierro o acero con soluciones compuesto de un 30% de cloruro de amonio y Zinc y sumergido a 65-80º C aprox.  Hecho esto, se enjuaga con agua nuevamente para evitar el arrastre del ácido y se transportan las piezas a una zona de secado en caliente antes de ingresarlas en el baño de zinc mismo: se introducen la piezas en un baño de zinc fundido a una temperatura de 450º C  durante unos 4-5 minutos, dónde se forma una serie de capas de aleación por una reacción hierro-zinc. La velocidad de dicha reacción es muy rápida al inicio (El espesor principal se forma durante este proceso) y luego se ralentiza y el espesor del recubrimiento no aumenta significativamente. En piezas mayores, el tiempo es más prolongado ya que se requiere que el zinc penetre en los espacios internos. Una vez realizado el baño de zinc, se dejan las piezas enfriar al aire, luego van al área de acabado para eliminar rebabas, adherencias o restos de sales. Por último, se realiza la inspección y control de calidad mediante equipos magnéticos diseñados para medir los espesores del recubrimiento, el aspecto superficial y el acabado tanto en el acero como el recubrimiento.

Propiedades

Normas

NORMATÍTULO
IRAM-IAS U 500-214 Chapas de acero al carbono y de baja aleación para uso estructural, cincadas o revestidas de aleación cinc-hierro por el proceso continuo de inmersión en caliente/ chapas conformadas para techos, cerramientos, perfiles y aplicaciones.
UNE EN ISO1461:2010 Recubrimientos de galvanización en caliente sobre piezas de hierro y acero. Especificaciones y métodos de ensayo. / Productos acabados de hierro y acero en zinc fundido.
ASTM A653 / A653M – 18Standard Specification for Steel Sheet, Zinc-Coated (Galvanized) or Zinc-Iron Alloy-Coated (Galvannealed) by the Hot-Dip Process / Láminas de acero, recubiertas de zinc galvanizadas

Puesta en obra

Proveedores

MARCAORIGENNOMBREFORMATODISTRIBUIDOR LOCAL
Ternium SiderarArgentinaChapa de Acero GalvanizadoAcanalada / Trapezoidal
1.10 mts x hasta 13 mts.
En espesores C – 25 y C – 27
CURIAAvellaneda: Av. Hipólito Yrigoyen 1101Quilmes: Av. Calchaquí 693
www.curia.com.ar
SteelMedEspañaChapa GalvanizadaMedidas (en mm): 2000×1000/3000×1500/4000×1000/5000×1500/6000x1500Espesores (en mm) : 0,5/0,6/0,8/1/1,2/1,5/2/3/4
GRUPO HIERROS ALFONSOAvda. San Juan de la Peña, 9050015 – Zaragoza976 517 400
www.grupohierrosalfonso.com
Ternium SiderarArgentinaChapa de Acero Galvanizado1,00×2,00 mts.1,22×2,44 mts.Calibre: 10/12/14/16/18/20/22/25/27/28/30Espesores (mm): 3,20/2,50/2,00/1,60/1,25/0,90/0,70/0,50/0,40/0,35/0,30HIMAN ACEROSPalmira 170 Dorrego,Guaymallén – Mendoza.Tel: (0261) 431-7417
www.himanaceros.com.ar
Ternium SiderarArgentinaChapa Revestida Galvanizada AcanaladosEspesor: 0,40 y 0,50mmBobinas – 1000x1200mmEspesor: 0,30/0,36/0,40/0,50mmFlejes – 10 a 610mmEspesor: 0,30/0,36/0,40/0,50mmHojas – 1000x1200mmEspesor: 0,30/0,36/0,40/0,50mmINSUMASUR S.AAv. Monteverde 3325 – Parque Industrial Almirante Brown- Burzaco – Buenos Aires.
insumasur.com

Bibliografía

1Apuntes de las teóricas de la materia ,  www.insumasur.com
2leedsgalvanising.co.uk/index.php/history-of-galvanising/ y http://www.tubecon.co.za/en/technical-info/tubecon-wiki/hot-dip-galvanized-pre-galvanized-and-electro-galvanized-steel.html en.wikipedia.org/wiki/Corrugated_galvanised_iron
3www.kloecknermetals.com/blog/the-history-of-hot-dip-galvanizing/
4www.galvanizing.org.uk/hot-dip-galvanizing/history-of-galvanizing/
5www.environment911.org/Environmental_Issues_With_Galvanizing
6www.arquitecturaenacero.org/uso-y-aplicaciones-del-acero/materiales/aceros-galvanizados
7www.galvanizing.org.uk/galvanizing-process/ – Explicación del proceso de galvanización
8www.siderurgia.org.ar/index.php , sitio web de IAS (Instituto Argentino de Siderurgia), Normalización del acero.
9www.une.org/ – Sitio Web de la Asociación Española de Normalización (UNE), Normalización del recubrimiento de galvanización.
10www.astm.org/Standards/A653.htm – Sitio Web de ASTM, Normalización internacional para la chapa de acero galvanizado.
11mipsa.com.mx/dotnetnuke/Productos/Lamina-galvanizada-lisa – Densidad del acero galvanizado
12https://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/area300/reg_301estructurasAcero.pdf
13https://www.adbarbieri.com/hubfs/WEB2018/especificaciones-tecnicas/acero-drywall.pdf – Propiedades mecánicas del acero galvanizado
14https://ingemecanica.com/tutoriales/tabla_dureza.html#brinell – Información de la Dureza en los materiales
15www.academia.edu/20014612/INFORMACIONDE_PROPIEDADES_DE_ACERO_GALVANIZADO
16es.scribd.com/doc/115765490/Acero-Galvanizado – Propiedades térmicas del acero galvanizado
17es.scribd.com/doc/308093444/Tabla-de-Indices-de-Refraccion-de-Materiales – Refracción de Materiales