Qué acero se puede galvanizar y cómo afecta su composición

Casi todo el acero se puede galvanizar en caliente. ATEG lo resume así: pueden galvanizarse todas las clases de acero suave, algunos aceros poco aleados, las fundiciones de hierro y el acero moldeado. La Galvanizers Association británica dice lo mismo y añade una excepción clara: las piezas con soldadura blanda o soldadura fuerte no deben galvanizarse.

La pregunta útil no es tanto si se puede, sino cómo va a salir. Dos piezas del mismo lote, en la misma cuba y el mismo día, pueden salir una plateada y brillante y otra gris mate y más gruesa. Casi siempre la diferencia está en el acero, sobre todo en su contenido de silicio y fósforo.

Esta guía explica qué pasa, cómo leer un certificado de acero con estos datos y qué aceros necesitan precauciones especiales.

Casi todo el acero se galvaniza, pero no reacciona igual

El galvanizado en caliente es una reacción química: el hierro de la pieza y el zinc fundido forman capas de aleación zinc-hierro, cubiertas normalmente por una capa de zinc puro. Lo contamos paso a paso en la reacción metalúrgica del galvanizado. Según la AGA, en la mayoría de aceros laminados en caliente las capas de aleación suponen entre el 50 % y el 70 % del espesor total.

Esa proporción cambia con la composición del acero. Algunos elementos aceleran el crecimiento de las aleaciones, hasta el punto de que la capa exterior de zinc puro casi desaparece. Es lo que en el sector se llama un acero reactivo.

Silicio y fósforo: los rangos de reactividad

El silicio llega al acero sobre todo en la desoxidación durante su fabricación, aunque no figure como elemento de aleación buscado. El fósforo suele estar como impureza. Los dos actúan como catalizadores de la reacción zinc-hierro, y según ATEG sus efectos se suman.

La ficha técnica 2.2 de ATEG clasifica los aceros comunes en cuatro clases según la suma de silicio y fósforo:

La AGA usa otro indicador, el silicio equivalente (Si + 2,5 × P), con la norma estadounidense ASTM A385 como referencia. Con ese índice, por debajo de 0,04 % o entre 0,15 % y 0,22 % se esperan recubrimientos de espesor y aspecto normales. Entre 0,04 % y 0,15 % están los llamados aceros Sandelin, y por encima de 0,22 % los recubrimientos salen gris mate, rugosos y más gruesos que el mínimo.

No mezcles los dos criterios: cada uno usa su propio índice y sus propios cortes. La norma europea de referencia para la influencia del acero es la UNE-EN ISO 14713-2, a la que remite la propia UNE-EN ISO 1461 según la guía de ATEG. Si tu proyecto lo exige, consulta los valores en la edición vigente.

Cálculo de ejemplo (valores hipotéticos): un certificado indica Si = 0,03 % y P = 0,012 %. Con el criterio de ATEG, Si + P = 0,042 %, clase 2 (dominio Sandelin). Con el de la AGA, 0,03 + 2,5 × 0,012 = 0,06 %, también en la zona Sandelin. Si en cambio el acero tuviera Si = 0,18 % y P = 0,015 %, saldría clase 3 con ATEG (0,195 %) y un silicio equivalente de 0,2175 %, dentro del rango «normal» de la AGA. Espera un recubrimiento de espesor medio.

El efecto Sandelin explicado sin jerga

Normalmente, al sumergir el acero en zinc se forman capas de aleación compactas que frenan su propio crecimiento: cuanto más gruesas, más despacio crecen. Con cierta cantidad de silicio, esas capas crecen de forma más suelta y no frenan la reacción. El zinc sigue reaccionando con el hierro mientras la pieza está en el baño y el recubrimiento se engorda.

Se llama efecto Sandelin por el pico de reactividad que aparece en un rango concreto de silicio relativamente bajo (la clase 2 de ATEG). Por encima de ese pico la reacción se calma (clase 3) y, con más silicio aún, vuelve a acelerarse (clase 4).

La galvanizadora puede actuar poco sobre este efecto, reconoce ATEG, porque depende sobre todo del acero. La AGA menciona que los baños de zinc aleados con níquel lo atenúan, pero no todas las plantas trabajan así. Por eso la decisión eficaz se toma antes: al elegir y comprar el acero.

Qué verás en la pieza

• Gris mate o reticulado: falta la capa exterior de zinc puro y asoman las aleaciones. Puede ser uniforme o en red, y aparecer solo en parte de la pieza. Cómo encaja con otras irregularidades de aspecto lo tienes en rugosidad y aspecto irregular del galvanizado.
• Más espesor: el recubrimiento suele quedar bastante por encima del mínimo que fija la norma. Tienes los mínimos por espesor de acero en los espesores que exige la ISO 1461.
• Superficie más rugosa y, en casos extremos, menos adherencia. ATEG y la AGA advierten que un recubrimiento muy grueso formado casi solo por aleaciones resiste peor los golpes y las manipulaciones bruscas.

Lo importante para el cliente: según la AGA, el gris mate protege lo mismo por micra que el brillante y, como suele ser más grueso, a menudo dura más. Además, con la intemperie todo el galvanizado acaba en un gris mate uniforme. Si ves manchas de otro tipo en una pieza ya instalada, compáralas con las manchas en el galvanizado y qué significa cada una.

¿Es motivo de rechazo? La guía de ATEG sobre la UNE-EN ISO 1461 recuerda que la norma reconoce que la composición del acero influye en el aspecto, el espesor y la textura. Lo que sí rechaza la norma son nódulos, ampollas, puntos punzantes, zonas sin recubrir o residuos de fundente. Un tono gris, por sí solo, no es una de esas causas.

Fundiciones, aceros de alta resistencia y aceros mezclados

Fundiciones

Se galvanizan bien si la superficie está limpia. El problema habitual, según la ficha 2.13 de ATEG, es la arena de moldeo, el grafito superficial y los rechupes: el decapado ácido normal no los quita y suele hacer falta un chorreado previo. Por su alto silicio (del 1 al 3,5 % en la fundición gris), el recubrimiento sale grueso y gris mate. En piezas grandes, ATEG pide espesores equilibrados y radios amplios para evitar grietas por tensiones térmicas.

Aceros de alta resistencia: fragilización por hidrógeno

Durante el decapado ácido el acero puede absorber hidrógeno. En aceros de muy alta resistencia ese hidrógeno no se escapa y puede fragilizarlos. ATEG señala como susceptibles los aceros con dureza superior a 34 HRC, 340 HV o 325 HB; la AGA pone el umbral en una resistencia a tracción de unos 1.100 MPa. En estos casos, se suele sustituir el decapado por un chorreado abrasivo. La tornillería 10.9 de gran diámetro también tiene limitaciones específicas: consulta la ficha 2.11 de ATEG.

Fisuración asistida por metal líquido

En estructuras de acero de alta resistencia con tensiones residuales elevadas y puntos donde puede iniciarse una grieta, existe riesgo de fisuración durante la inmersión. La Galvanizers Association remite para este caso a las guías de EGGA y de la asociación británica de construcción metálica (BCSA). Si tu estructura combina acero de alta resistencia, mucha soldadura y detalles rígidos, trátalo con la planta y con el calculista antes de fabricar.

Envejecimiento por deformación en frío

Algunos aceros se fragilizan si se deforman mucho en frío (punzonado, doblado severo, cizallado) y luego se calientan, como ocurre a 450 °C en la cuba. ATEG indica que el riesgo aparece normalmente a partir de 3 mm de espesor y recomienda:

• Preferir aceros no susceptibles, con carbono inferior al 0,25 %.
• Doblar con radio de al menos 3 veces el espesor.
• En chapa de más de 6 mm, punzonar unos 3 mm por debajo del diámetro final y escariar después.
• Si no se puede evitar la deformación, aplicar un recocido de alivio de tensiones antes de galvanizar (600 °C durante una hora por cada 25 mm de espesor, según ATEG).

Aceros distintos en una misma pieza

Si una pieza soldada combina aceros de composición distinta, cada parte reaccionará a su ritmo y el aspecto no será uniforme. La AGA insiste en que la protección no cambia, pero el cliente lo verá. Pasa lo mismo con el material de aportación: ATEG avisa de que muchos hilos de soldadura bajo gas tienen alto silicio y el cordón puede salir más grueso y marcado. Y si combinas acero limpio con fundición o acero muy oxidado, ATEG recomienda chorrear el conjunto antes de galvanizar. Más detalles de fabricación en nuestra guía de diseño de piezas para galvanizar.

Qué pedir al comprar el acero

La composición no se ve a simple vista, pero sí se puede pedir por escrito. Esto es lo práctico:

1. Di al proveedor que el acero se va a galvanizar en caliente y, si el aspecto importa, que quieres un acero de baja reactividad. Pregunta en qué términos puede garantizarlo.
2. Pide el certificado de la colada con el análisis químico (el documento de inspección tipo 3.1 según la norma UNE-EN 10204 es el habitual en acero estructural). Comprueba silicio y fósforo.
3. Pasa esos datos a la galvanizadora con el pedido. La AGA recomienda que la planta conozca la calidad del acero para decidir si ajusta el proceso.
4. Elige según lo que importa: ATEG sugiere aceros de clase 1 si manda la estética y de clase 3 si pesan más las propiedades técnicas frente a la corrosión. Las clases 2 y 4 pueden elegirse cuando la duración es lo más determinante, siempre que el tipo de pieza y su uso lo permitan, porque esos recubrimientos gruesos pueden ser menos adherentes y resistentes a los golpes.
5. Si no hay datos, haz una probeta: ATEG recomienda galvanizar una muestra del mismo material, a la misma temperatura y con el mismo tiempo de inmersión.

Ten en cuenta dos límites que señala la AGA: el análisis del certificado es de una muestra de la colada y los valores pueden variar en torno a ±0,02 %. Y en aceros con silicio muy bajo (menos del 0,02 %) o calmados al aluminio, a veces cuesta alcanzar el espesor mínimo. Predecir la reactividad no es una ciencia exacta, por eso la probeta es el mejor argumento.

Todo esto conviene dejarlo por escrito en el pliego o el pedido. Lo desarrollamos en cómo especificar el galvanizado en un proyecto.

Fuentes

• ATEG, fichas técnicas: 2.2 Condiciones relativas a la composición del acero; 2.13 Galvanización de piezas de fundición; 2.9 Uniones soldadas antes de la galvanización; 2.11 Uniones atornilladas; 3.1 Guía de la UNE-EN ISO 1461.
• ATEG, Notas informativas sobre galvanización en caliente (nota nº 4, reglas básicas de diseño).
• American Galvanizers Association: Steel selection; Evaluating steel chemistry prior to galvanizing; Dissimilar steel chemistries; What types of metals will not galvanize?
• Galvanizers Association (Reino Unido), Base metals and combinations.
• Normas citadas: UNE-EN ISO 1461, UNE-EN ISO 14713-2, UNE-EN 10204 y ASTM A385 (como referencia de la AGA). Consulta siempre la edición vigente.