CONSEJOS PRÁCTICOS
Información para proyectistas y fabricantes.

Diseño para galvanización
Todos los ingenieros conocen el viejo dicho: “Si tiene buen aspecto, probablemente estará bien”.

A la hora de diseñar y fabricar artículos que vayan a galvanizarse en caliente, deben tenerse en cuenta algunas pocas reglas básicas. Una vez aprendidas, estas reglas nunca se olvidarán y, si las piezas o artículos galvanizados presentan buen aspecto, es prácticamente seguro que estas reglas han sido tenidas en cuenta. En la presente Nota Informativa se incluyen algunos dibujos que ilustran ciertos detalles de diseño, que son fundamentales para facilitar la galvanización y conseguir piezas galvanizadas con la calidad adecuada.
Las reglas son de dos clases. Unas tienen por finalidad obtener recubrimientos galvanizados de la mejor calidad posible, lo que se conseguirá si el zinc fundido puede llegar a todas las superficies de las piezas, tanto externas como internas, y si éstas no presentan zonas en donde puedan producirse acumulaciones de ácido o de cenizas. Otras reglas tienen por objeto garantizar la seguridad de los operarios del taller de galvanización. Los perfiles huecos y las cavidades cerradas son especialmente peligrosos, porque pueden dar lugar a explosiones en el crisol de galvanización, con proyección violenta de zinc fundido y el consiguiente riesgo de grave daño para los operarios.

Reglas básicas
Las reglas básicas concernientes al diseño y a la fabricación son las siguientes:

• Pueden galvanizarse todas las clases de acero suave, algunos aceros poco aleados, las fundiciones de hierro y la fundición de acero.
• Pueden galvanizarse piezas con una gran variedad de formas, tamaños y pesos, pero conviene consultar con el galvanizador cuando se trate de alguna fabricación especial.
• Observe siempre las recomendaciones sobre la disposición de los agujeros de respiración en los perfiles y en los cuerpos huecos.
• Prevea una holgura adicional de 4 veces el espesor del recubrimiento galvanizado en la tornillería y en las partes roscadas.
• Prevea una holgura adicional de 1 mm en las partes de las piezas que vayan a estar acopladas a otras y deban mantener su movilidad.
• No galvanice piezas soldadas con soldadura blanda, porque fallarán las uniones.
• No utilice durante la soldadura eléctrica por arco productos antisalpicaduras que contengan silicona, porque el recubrimiento galvanizado no se formará correctamente sobre las zonas en donde se hayan aplicado.
• Elimine mediante chorreado con granalla la arena de moldeo adherida a las piezas de fundición, porque el recubrimiento galvanizado no se forma sobre ella.
• Evite en lo posible las superficies solapadas. Si no fuera posible, tenga en cuenta las recomendaciones de diseño para facilitar la ventilación en estas zonas.
• Recuerde que el galvanizador debe colgar sus piezas para introducirlas en el baño de galvanización. Asegúrese de que se dispongan los necesarios puntos de enganche.
• No pretenda galvanizar construcciones que sean muy robustas en un plano y muy débiles en otros, ya que pueden sufrir distorsiones. Consulte previamente con el galvanizador.
• Evite las superficies grandes de chapa fina que no estén adecuadamente enrigecidas, porque es fácil que sufran deformaciones.

La amplia experiencia existente y los numerosos ensayos realizados demuestran que la galvanización no modifica apreciablemente la resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento de los aceros comunes.
En el caso de los aceros laminados en frío puede haber alguna pequeña variación de propiedades, debido a que la temperatura de galvanización (450°C) puede producir un efecto de alivio de las tensiones introducidas en la laminación. En algunos casos este efecto puede aumentar ligeramente la resistencia a la tracción y en otros disminuirla. No obstante, en ningún caso la variación de estas propiedades supera el 10% de sus valores normales y, por lo tanto, no tienen significación en el contexto de las características de resistencia de las construcciones metálicas.

Orificios de ventilación
En los artículos o construcciones metálicas que lleven partes o perfiles huecos, es necesario realizar orificios de ventilación en las posiciones adecuadas, para permitir la entrada y salida del zinc en dichas partes huecas y la correspondiente salida y entrada de aire en las mismas. Si no se practican estos orificios pueden ocurrir dos cosas. Primero, que la pieza explote en el baño de galvanización, debido a la presión generada por la rápida evaporación de los líquidos o de la humedad que pueda quedar retenida en su interior. Segundo, que la pieza no quede protegida por su interior, al no poder penetrar el zinc dentro de la misma. Por ello, si llegan al taller de galvanización piezas huecas sin estos orificios, tendrán que ser realizados por el galvanizador, con el consiguiente coste extra para el cliente.
Normalmente no es conveniente taponar estos agujeros después de la galvanización, porque la aireación que proporcionan al interior de estas partes huecas favorece la formación de una buena capa de pasivación en el recubrimiento interior de zinc. Si por cualquier causa fuera necesario cerrar estos agujeros, puede hacerse con tapones de plástico, aluminio o plomo.

Refuerzos y cartelas

Los refuerzos y cartelas deben diseñarse y disponerse de manera que no formen rincones en donde pueda quedar retenido el zinc fundido. En los siguientes dibujos se muestran algunos detalles de diseño útiles a este respecto:

Cuando se utilicen refuerzos o montantes de perfiles angulares, hay que procurar que no Ileguen a juntarse totalmente con los largueros o cordones del cuerpo principal, de manera que el zinc pueda escurrir libremente a través de la separación que quede entre ellos.	Cuando se utilicen refuerzos en el interior de perfiles universales o de los perfiles en U, deben de recortarse las esquinas de estos refuerzos para permitir el paso del zinc fundido.
Cuando se utilicen contrafuertes externos, por ejemplo, entre una placa de base y un elemento vertical, es necesario recortar las esquinas de los contrafuertes en el ángulo interior, para permitir el paso del zinc.

Los diafragmas interiores de refuerzo de tubos o perfiles huecos deben tener las esquinas bien recortadas. En los perfiles huecos grandes deben utilizarse refuerzos que tengan además un agujero central. Nunca deben colocarse placas que obstruyan completamente la sección transversal, tanto por razones de seguridad durante la galvanización como porque la retención de zinc a que dan lugar encarece sensiblemente el tratamiento de galvanización.

Para obtener un buen acabado sobre elementos estructurales abalconados o con formas similares, deben taladrarse agujeros en los lugares que se indican en el dibujo.

El zinc fundido no puede reaccionar sobre las superficies de acero sucias u oxidadas, por lo que los materiales a galvanizar se limpian previamente sumergiéndolos en un baño de ácido clorhídrico. El ácido penetra por todas las cavidades y rendijas, aunque sean muy estrechas, y puede quedar retenido en ellas incluso durante la inmersión de las piezas en el zinc fundido. Una vez galvanizadas las piezas, este ácido puede rezumar y atacar el recubrimiento galvanizado de las mismas, produciendo marcas o manchas indeseables en el mismo. Por ello, deben evitarse las pequeñas cavidades y rendijas, como las que se producen muchas veces cuando se sueldan las piezas. Los siguientes dibujos proporcionan algunas indicaciones útiles para evitar estos problema

Cuando desee reforzar un perfil mediante una chapa soldada al mismo, deben tenerse en cuenta las orientaciones de este dibujo.

En las uniones soldadas en las que las superficies solapadas cerradas tengan un área mayor de 70cm2, es aconsejable taladrar un agujero en una de las chapas para proporcionar ventilación al espacio cerrado. Aunque este espacio cerrado parezca pequeño, la humedad contenida en el mismo puede generar una presión suficiente, a la temperatura de galvanización de 450°C, como para arrancar la soldadura y producir una pequeña explosión. Además, en este espacio cerrado puede haber penetrado ácido de la preparación superficial de las piezas a través de algún poro de la soldadura, lo que agravaría el riesgo de explosión. Una forma de evitar este problema es realizar una unión soldada intermitente, para facilitar el drenaje de los líquidos utilizados en la preparación superficial.

Cuando se diseñe o construya con perfiles huecos, cada elemento debe disponer de agujeros de ventilación y drenaje. La disposición de estos agujeros es importante. Como regla general, los orificios de drenaje deben estar en un mismo lado, con objeto de evitar el tener que manipular y dar la vuelta a la pieza para escurrir el zinc cuando ésta se extraiga del baño de galvanización. Los cortes en “V” son una alternativa a los agujeros.

Tanques y depósitos cilíndricos

Los tanques y depósitos cilíndricos pueden galvanizarse solamente por el exterior o por ambos lados. Lo más frecuente es galvanizarlos por ambos lados y, en este caso, deben observarse ciertas reglas que deben ser facilitadas por el galvanizador. Las espigas tubulares que sobresalgan por el interior impiden un buen drenaje del zinc. Si en ambos extremos del depósito existen espigas tubulares de este tipo, no será posible vaciar completamente el zinc del mismo y, además, quedará disminuida su capacidad interior. En los depósitos cilíndricos es recomendable evitar en lo posible estas espigas tubulares internas.
En los tanques rectangulares las conexiones de los tubos deben hacerse junto a los vértices y, a ser posible, en las posiciones diagonalmente opuestas. Deberá advertirse al galvanizador de la existencia de cualquier espiga interior que no pueda ser visualizada por él en una inspección. La galvanización de depósitos solamente por el exterior es más complicada y requiere un equipamiento especial que no tienen todos los galvanizadores. A este respecto conviene advertir que la presión hidrostática que sufre un cuerpo hueco al sumergirlo completamente en zinc fundido es siete veces superior, aproximadamente, a la que experimenta al sumergirlo en agua, lo que hay que tener en cuenta a efectos del cálculo de la resistencia del mismo.

En caso de duda

Todos los talleres de galvanización se esfuerzan en proporcionar el mejor servicio posible a sus clientes. Si se le presenta alguna duda sobre las posibilidades de galvanización de algún tipo de piezas o sobre cualquier aspecto relacionado con el diseño de las mismas, no dude en consultar con su galvanizador. Casi con toda seguridad él podrá ayudarle, porque, entre los cientos de encargos que cumplimenta cada año, es muy probable que se haya encontrado con algún problema igual o parecido al suyo.
Si lo prefiere, puede consultar también con la Asociación de Galvanización de su país, que dispone de un servicio de asistencia técnica a usuarios (en España Asociación Técnica Española de Galvanización. Tel. 91.571.47.65). Si ella no pudiera darle una respuesta apropiada, puede acceder a los especialistas adecuados en cada caso a través de la Asociación Europea de Galvanizadores (EGGA).
Para cualquier duda, marque el número de teléfono indicado anteriormente y obtendrá el asesoramiento deseado sin cargo alguno para Vd.

Diseño para un montaje rápido

En muchas ocasiones se diseñan cerchas y estructuras análogas que se fabrican completamente en el taller, se galvanizan de una pieza y después se montan directamente en obra. La gran ventaja de planificar un proyecto de esta manera es que todas las uniones soldadas quedan perfectamente protegidas por el recubrimiento galvanizado. Es muy conveniente diseñar las estructuras de manera que se reduzcan al mínimo las posteriores operaciones de corte y soldadura en obra. El corte con soplete y la soldadura eléctrica por arco destruyen el recubrimiento galvanizado de las zonas en donde se aplican. En el caso de no poder evitar la realización de algunas de estas operaciones en obra, será necesario restaurar posteriormente el recubrimiento galvanizado de las zonas afectadas, mediante alguno de los procedimientos recomendados por la norma internacional EN/ISO 1461. Lo más adecuado es diseñar las construcciones de manera que puedan ensamblarse mediante tornillos y tuercas galvanizadas. En la norma EN/ISO 1461 se especifican también los recubrimientos galvanizados de estos elementos de unión. En la Nota Imformativa No- 5 “Información para proyectistas y fabricantes. 2” se tratan los diferentes aspectos de las uniones con tornillos y de las soldaduras en obra de los materiales galvanizados.

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Recomendaciones para el galvanizado en Caliente

Esta sección tiene como objetivo informar a los clientes de algunas precauciones y recomendaciones que se deben tomar a la hora del galvanizado en caliente alguna pieza.

- Información a Suministrar por el cliente
- Norma a aplicar para el galvanizado en caliente.
- De ser necesario, y si es influyente en el proceso de galvanizado en caliente; deberá informarse la composición y/o cualquier otra propiedad de metal base.
- Identificar las superficies significativas, zonas donde se requieren mas cuidado en la terminación. (croquis o muestra).
- Cualquier requisito especial relativo a los tratamientos previos.
- Espesor especial del recubrimiento o posibilidad de aceptar un recubrimiento centrifugado.- (Aceptando que este último es inferior al recubrimiento de una pieza colgada)
- Condiciones relacionadas con la inspección.

REQUISITOS RELACIONADOS CON LA SEGURIDAD:

En ausencia de reglamentaciones nacionales relativas a la seguridad y a la Salud, que cubran la ventilación y el vaciado de los cuerpos huecos, el cliente debe proveer medios para el manejo de las piezas, así como orificios u otros medios que permiten la evacuación de gases y de los líquidos de las partes huecas, o dar autorización a quien realiza el galvanizado en caliente para que tome las medidas de ventilación y drenaje adecuadas.
Estas medidas son esenciales tanto por razones de Seguridad, como para la viabilidad del proceso.
ADVERTENCIA: Es esencial evitar las cavidades cerradas por que pueden provocar explosiones durante el galvanizado en caliente.

ELIMINAR ESCORIA Y PINTURAS NO SOLUBLES:
Las soluciones alcalinas utilizadas en la limpieza de los productos a galvanizar no eliminan los restos de pintura vinílicas, epoxicas, bituminosas; ni tampoco las escorias de la soldadura; por ello estos residuos deben eliminarse antes de enviar el material a Galvanizar.

DIMENSIONES DE LAS PIEZAS:

En el proceso de galvanizado en caliente por inmersión, se pueden proteger piezas de diferentes tamaños y forma; sin embargo en algunas piezas nos vemos limitados por el tamaño de la cuba: (largo: 6m – ancho: 1,5m – profundidad: 1.7m) para sumergirla de una sola vez; por lo que se realiza una doble inmersión (sumergir un extremo y después el otro) por lo que recomendamos hasta donde sea posible, diseñar piezas que permitan el galvanizado en caliente en una sola inmersión.

PROBLEMAS DE DEFORMACIÓN POR SU DISEÑO:
a.- Siempre que sea posible emplear perfiles laminados simétricos, tales como perfiles “I” en lugar de perfiles “U” o angulares

b.- Para reducir los cambios térmicos de la soldadura, deben especificarse técnicas de soldadura discontinua o bien de arco protegido.

c.- Cuando haya que doblar o deformar el acero, debe hacerse con el mayor radio posible.

d.- Siempre que se pueda, debe evitarse la combinación de materiales de sección, masa y composición diferentes; ya que tendrán distintas velocidades de calentamiento y enfriamiento; así como coeficientes de expansión y contracción desiguales. Es aconsejable fabricarlos por separado y posteriormente ensamblar.-

e.- Uniones Soldadas:
Estas uniones presentan el riesgo de que pueda entrar ácido del decapado entre las zonas solapadas de las piezas soldadas que no estén totalmente cerradas por el cordón de soldadura. Este ácido atrapado se evapora muy rápido al sumergir las piezas en el Zn fundido con el peligro para la seguridad del operario e impedir la entrada de Zn y no dejando que ese sector se galvanice.
Cuando no se puedan evitar las uniones solapadas deberá cerrarse completamente a lo largo de todo su contorno con cordón de soldadura continua, para impedir la entrada de líquido en esa parte.
Cuando la sup.solapada y cerrada sea mayor de 70cm², deberán hacerse preparaciones de ventilación en una o ambas caras para evitar el riesgo de explosión que se produciría si se filtraran líquidos durante el decapado a través de algún paso de soldadura.
Las vigas y columnas con escuadras o refuerzos soldados deben llevar esquinas recortadas para permitir que circule libremente el ácido del decapado así como para el drenado del cinc. En las vigas tipo “I” o en canales con refuerzos, además de las esquinas recortadas es necesario hacer agujeros.

f.- Construcciones Tubulares:
No deben tener en ningún caso partes cerradas, ya que la humedad o entrada de líquidos del decapado, pueden ser causa de explosión durante la inmersión.
Se recomienda hacer perforaciones de ventilación o ensambles con ingletes.
Dichas perforaciones deben ser de por lo menos ¼ de su diámetro interior y no inferior a 12mm.