Galvanoplastia

Galvanoplastia
Este sistema deposita sobre una superficie metálica una capa de metal distinto que protege su superficie y mejora su
aspecto
La galvanoplastia fue anticipada por un discípulo de Volta, Brugnatelli, en 1807, que fue el primero en obtener depósitos
de oro o plata mediante la pila. Pero su creación real corresponde a los trabajos del físico ruso H. Jacobi hacia 1837 y
de hecho ya tenía en la época que comentamos (1870) otras numerosas aplicaciones, especialmente en el campo del
grabado, la tipografía y la imprenta.
En Galvanoplastia se aplican procesos electroquímicos para dar una capa protectora contra la corrosión, aumentar la
resistencia mecánica y también con fines decorativos para partes metálicas y plásticas. Con metales como: cromo,
cobre, niquel, zinc, plata y oro, se pueden proteger las superficies de partes que son utilizadas en la industria
automotriz, de electrodomésticos, hospitalaria, joyería, plomería, máquinas de oficina, electrónicas, etc.
El tratamiento superficial en galvanotecnia se basa en procesos de deposición electrolítica de metales, la cual puede
obtenerse a partir de baños o electrolitos de diferente composición. El proceso de recubrimiento se realiza por
inmersión en un baño electrolítico, de manera que los iones metálicos presentes en soluciones ácidas, alcalinas o
neutras, se reducen en las piezas a recubrir.
Los trabajos sobre electroquímica llevados a cabo por el químico inglés Humphry Davy, hacia 1800, y por Michael
Faraday hacia 1830, condujeron a la galvanoplastia o empleo de la electricidad para recubrir un metal con otro. Werner
von Siemens, oficial artillero prusiano y pionero de la industria eléctrica, desarrolló uno de los primeros procesos de
galvanoplastia en 1842; unos cuchilleros de Birmingham, los Elkington, lo adquirieron en 1843. Hacia 1860 se
empleaban plata y otros metales nobles para recubrir aleaciones más baratas; en 1869, comenzaron los baños de
níquel. El baño de cromo se introdujo a mediados de los años veinte.
GALVANOPLASTÍA: Proceso en virtud del cual, por medio de la electricidad, se deposita un metal sobre otro. Se hace
dimanar una corriente eléctrica de las placas sumergidas (ánodos) hacia el objeto que se ha de galvanizar, a través de
una solución de sales metálicas (electrólisis). Los ánodos son del mismo metal que la electrólisis y se disuelve en ella
lentamente. Los iones de metal son atraídos por los objetos que se galvanizan y se despojan aquí de sus cargas
eléctricas y se depositan sobre sus superficies. Plata, níquel, cobre y cinc son los metales más generalmente utilizados
en este proceso.
Desde el punto de vista de la física, es la electrodeposición de un metal sobre una superficie para mejorar sus
características. Con ello se consigue proporcionar dureza, duración, o ambas.
El proceso puede resumirse en el traslado de iones metálicos desde un ánodo (carga positiva) a un cátodo (carga
negativa) en un medio líquido (electrolito), compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado
Galvanización
La galvanización es un procedimiento de recubrimiento de metales ferrosos por
inmersión en un baño de zinc fundido o por electrólisis. Para este procedimiento es
necesario que la superficie de las piezas a cubrir esté cuidadosamente preparada,
con el fin de permitir la reacción del zinc y del acero. Es por esto que antes de la
inmersión en el baño de zinc, las piezas a galvanizar pasan por varias etapas. El zinc
se aplica con más facilidad y menor costo que otros revestimientos metálicos como el
estaño, el cromo, el níquel o el aluminio.
El método de galvanizado más frecuente es el proceso de inmersión en caliente. Se
aplica un baño químico (inmerso en ácido) al hierro para limpiarlo de polvo, grasa y
suciedad. Después se lava y se introduce en zinc fundido.
En un proceso llamado sherardización, se recubre el producto con polvo de zinc y se
calienta en un tambor cerrado durante varias horas a una temperatura entre 300 y 420 ºC. Otro método de galvanizado
consiste en depositar el cinc mediante galvanoplastia para obtener una capa de espesor uniforme.
La galvanoplastia protege metales, como el acero, contra la corrosión. Se utiliza para fabricar hojalata y cubiertos. El
método empleado es el de la electrólisis. En la galvanoplastia del cobre, por ejemplo, el objeto que se desea recubrir y
una lámina de cobre puro se introducen en una solución de un compuesto de cobre. Se hace pasar corriente eléctrica
entre la lámina, que constituye el ánodo o electrodo positivo, y el objeto, que forma el cátodo o electrodo negativo. El
cobre se separa del ánodo y se deposita, puro, sobre el cátodo, que queda recubierto.
Otro tipo e galvanoplastia consiste en agregar una capa de oxido al aluminio utilizando un proceso electroquímico. Esta
capa de óxido tiene una función decorativa pero al mismo tiempo proporciona protección contra la corrosión.
El objeto de aluminio se sumerge en un baño electrolítico (solución salina), después del cual se aplica una corriente
directa entre el objeto (el cual hace las veces de ánodo) y un cátodo. Esto genera la electrólisis del agua, y el oxígeno
que se forma reacciona con el aluminio, creando la capa de óxido al aluminio.
Para obtener una buena capa galvánica, el objeto deberá pasar por varios pasos previos y posteriores al tratamiento.
• el pre-tratamiento consiste en desengrasar y desmanchar, y
• el post-tratamiento consiste en el sellado.
La industria de galvanoplastia utiliza una serie de materias primas que aportan al ambiente, contaminantes tóxicos
como cianuro, cromo, hexavalente, cobre, niquel, zinc, ácidos, bases en forma de vapores y líquidos.
Después de cada uno de los tratamientos, los objetos deberán ser enjuagados. Esto genera contaminación en el agua
de enjuague con ácidos, bases, aluminio y metales pesados. Esta contaminación del agua, junto con el alto consumo
de energía y el uso de grandes volúmenes de agua para enfriamiento, son los principales problemas ambientales
asociados con plantas de galvanoplastia.
galvanización en frío (galvanoplastia)
Los iones metálicos de la sal están cargados positivamente y son atraídos hacia el
objeto de carga negativa. Cuando entran en contacto con el cátodo este produce
electrones que van a reducir los iones cargados positivamente en el metal. La
galvanoplastia puede ser empleada en casos tan variados como la protección de
metales contra la corrosión o la decoración.
Compuestos utilizados
Soda Caústica Líquida: Manufactura de productos químicos, rayón y celofán,
refinado de petróleo; pulpa de papel; aluminio; medicina; detergentes; jabón; procesos textiles; refinado de aceite
vegetal; regeneración de resinas de intercambio iónico; grabado y galvanoplastia; reactivos de laboratorio.
Soda Caústica en Escamas: Manufactura de productos químicos, rayón y celofán, refinado de petróleo; pulpa de
papel; aluminio; medicina; detergentes; jabón; procesos textiles; refinado de aceite vegetal; regeneración de resinas de
intercambio iónico; grabado y galvnoplastia; reactivos de laboratorio.
Usos de la Galvanoplastia
Tasas que son galvanizadas con una capa delgada de plata para protegerlas de la corrosión y para darles un terminado
atractivo. Los objetos que son galvanizados son primeramente limpiados, después puestos en un baño que contiene
iones, o átomos positivamente cargados, del metal que se depositará sobre ellos. El objeto que se plateará se conecta
al final de una fuente eléctrica negativa, que ocasiona que el objeto atraiga los iones positivos de metal en el baño.
Otra de las importantes aplicaciones de la galvanoplastia es la de reproducir por medios electroquímicos objetos de
muy finos detalles y en muy diversos metales.
Electropulido
El electropulido es un proceso electroquímico que se utiliza para proporcionar a una superficie una integridad superior a
la de los acabados mecánicos convencionales disponibles. Las imperfecciones de la superficie son eliminadas de la
superficie de acero inoxidable mediante la disolución anódica en una solución electrolítica con una corriente eléctrica
impuesta.
Este proceso es considerado la inversa de la galvanoplastia, donde el metal de los ánodos se deposita en la superficie
del metal. Durante el proceso de electropulido, se aplican cargas eléctricas a los puntos altos de la superficie del metal,
eliminando rebabas, bordes filosos y otras imperfecciones presentes en la superficie de acero inoxidable. Los átomos
de metal son removidos rápidamente dando como resultado un efecto de nivelado de la superficie del metal. Primero se
reducen los puntos altos y por último las muescas microscópicas, junto con cualquier estructura de la superficie de
metal modificada mediante el proceso de pulido mecánico, dando como resultado medidas mejoradas de la superficie
Cobreado
Operación que consiste en depositar una capa de cobre sobre una superficie. Según el proceso de cobreado se emplea
la terminología siguiente:
Cobreado electrolítico: deposición electrolítica puede ser:
Monovalente: cobreado cianurado, aminado
Bivalente: cobreado a partir de soluciones de sulfato de cobre, pirofosfato de cobre.
Cobreado químico: deposición de cobre por desplazamiento obtenido sobre determinados metales por
inmersión en una solución apropiada.
Zincado Término general que designa todo proceso de formación de un revestimiento metálico de zinc, sobre una
superficie. Según el proceso de zincado se usa la siguiente terminología:
- Electrodeposición de zinc: los productos así revestidos se denomina productos electrozincados.
- Galvanización en caliente: recubrimiento por inmersión en un baño de zinc fundido. Los productos así revestidos
se denominan productos galvanizados.
- Zincado por metalización a pistola: Los productos así revestidos se denominan productos metalizados con zinc.
Las propiedades específicas de los recubrimientos dependen de los componentes del electrolito utilizado, pudiendo
aplicar cubiertas de cromo, cobre, zinc, níquel, cadmio, plomo, plata, estaño u oro, así como aleaciones de latones,
bronces, zinc aleado y oro aleado. Los más usados son el zinc, oro, níquel, cobre y cromo.
A los distintos tipos de recubrimientos electrolíticos le siguen una serie de tratamientos, no pertenecientes a la
galvanotecnia propiamente dicha, para mejorar las propiedades anticorrosivas y funcionales del revestimiento
correspondiente, como son el cromatizado o pasivado crómico, sellado, lacado, etc., así como tratamientos mecánicos
de pulido y conformado de la pieza.
Cincado
El recubrimiento de piezas con zinc se realiza principalmente para conferir a la pieza propiedades anticorrosivas y en
pocas ocasiones se emplea esta técnica decorativa.
Existen numerosos tipos de electrolitos. Tradicionalmente, los más utilizados son los cincados cianurados de alta y
media concentración de cianuro que poseen una buena tolerancia a la contaminación orgánica y buena penetración.
También existen cincados alcalinos exentos de cianuro que combinan gran parte de las cualidades de los electrolitos
cianurados con un tratamiento de bajo coste para las aguas residuales.
Niquelado
Las aplicaciones más importantes del niquelado son sus usos en cerrajería y grifería, así como en fabricación de
herramientas. El niquelado se emplea tanto con funciones decorativas como anticorrosivas (esta operación permite
obtener buenas propiedades anticorrosivas a partir de ciertos espesores).
Al igual que ocurre en el zincado, en este proceso existen operaciones previas y posteriores a la deposición electrolítica
de manera que muchas de las operaciones reflejadas en el siguiente diagrama coinciden con el diagrama anterior.
Cobreado
El cobreado se emplea como recubrimiento final y también como etapa intermedia del niquelado, cromado, dorado,
plateado, bronceado y latonado. Este proceso lleva asociado una serie de operaciones comunes a los procesos de
recubrimientos electrolíticos.
Cromado
El cromado se emplea principalmente como recubrimiento final. Generalmente y con anterioridad, la pieza a tratar ha
pasado por otro tipo de recubrimientos como el niquelado o cobreado que confieren a ésta un mayor efecto metálico y
protección frente a agentes externos. Los cromados se caracterizan porque confieren a las piezas brillo, dureza y poder
anticorrosivo. El principal problema es la presencia de cromo hexavalente, de alta toxicidad.
Anonizado
La anodización es un proceso electrolítico que convierte la superficie metálica en un recubrimiento de óxido insoluble.
Estos recubrimientos ofrecen protección contra la corrosión, superficies decorativas, una base para el pintado y otros
procesos y propiedades eléctricas y mecánicas especiales. El aluminio generalmente es el material de anodizado
utilizado con mayor frecuencia. En el esquema siguiente se reflejan de forma clara todas las operaciones del proceso:
Problemática medioambiental
La actividad de tratamiento de superficies produce fundamentalmente efluentes líquidos de dos tipos. Por un lado
aparecen cargas contaminantes altas, en volúmenes relativamente pequeños (efluentes generados en los baños de
proceso), y por otro, efluentes con cargas contaminantes diluidas en grandes volúmenes de agua (efluentes
procedentes de los enjuagues o lavados).
La generación de desechos sólidos o semisólidos es el siguiente problema en importancia después de los vertidos
líquidos. Los principales residuos resultantes de la actividad son: soluciones viciadas, lodos con contenido en metales
pesados procedentes del tratamiento de las aguas residuales, metales base, desechos de reactivos empleados en las
distintas operaciones, aceites y grasas procedentes de la separación de aceites de los baños de desengrase, filtros y
cartuchos impregnados por electrolito y envases y embalajes usados.
http://sme.uni.edu.pe/electro.html
http://www.ecuanex.net.ec/natura/ecologia/galvano.htm
http://www.geocities.com/Colosseum/Loge/3802/Electroquimica.html
http://r0.unctad.org/infocomm/espagnol/zinc/tecnologia.htm
http://www.rolac.unep.mx/industria/esp/pdfs/pmlcp05e.pdf
http://webs.sinectis.com.ar/mcagliani/hgalvan.htm
http://webs.sinectis.com.ar/mcagliani/hgalvan.htm
TIPS
Aunque Brugnatelli, en 1807, fue el primero en obtener depósitos de oro o plata mediante la pila, la creación real de la
galvanoplastia corresponde a los trabajos del físico ruso H. Jacobi hacia 1837