FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA

AMBIENTAL

Curso

PROCESOS INDUSTRIALES LIMPIOS

GRUPO N° 7
 
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN FORMATIVA

PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA EN LA INDUSTRIA

DE RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
 
AUTORES

Dalens Rojas, Zulema Esther

Macedo Gallegos, Tabatha
Mamani Gómez, Margot
Morales Espinoza, Vania Claudia
Quispe Borda, Juan Ricardo
Vargas Hernández, Ayleem

 
ASESOR
Acosta Suasnabar, Eusterio Horacio

LIMA - PERÚ

2020 
INDICE
 1. INTRODUCCIÓN
El hombre o el ser humano se preocupa cada día por buscar su satisfacción y bienestar para así
elevar su calidad de vida, lo cual se puede lograr a través del equilibrio entre el crecimiento
económico y la producción del medio ambiente. Esta premisa es clara en el sector económico,
más en las industrias y especialmente en la industria de los recubrimientos metálicos, debido a
las características de sus procesos, descargas y residuos que estos generan. [CITATION CNP98 \p
3 \l 3082 ]
Los metales forman parte del equipamiento básico de la mayor parte del entramado industrial,
el cual incluye diversos sectores, como la industria petrolífera, química, automoción, el sector
alimentario o la construcción, es de ahí que deriva su importancia, tanto económica como
tecnológica.[CITATION Yol03 \p 4 \l 3082 ]
El trabajo a realizar esta basado en realizar un análisis de la producción más limpia en la
industria de recubrimiento de metales el cual tiene como principio la aplicación continua de
estrategias ambientales que sean preventivas en los procesos productivos, los productos y los
servicios para así reducir los riesgos en los seres humanos y sobre todo en nuestro medio
ambiente.
Teniendo en cuenta conceptos básicos aplicando así las diferentes herramientas de la
producción más limpia en el recubrimiento de los metales también veremos evaluaciones para
así tener un mejor resultado en cuanto a la producción de estos productos, pero sin que dañen
nuestro medio.
Así podemos decir que la producción más limpia aplicada por las diferentes industrias de
recubrimiento de metales requiere de un cambio de actitud un manejo ambiental responsable y
sobre todo haciendo uso de la tecnología.
2. OBJETIVOS DEL PROYECTO
2.1. OBJETIVO GENERAL
Analizar la importancia de la producción más limpia en la industria de
recubrimientos metálico.
2.2. OBEJTIVOS ESPECÍFICOS
1. Examinar las diferentes herramientas de PML que se utilizan para un proceso
óptimo del recubrimiento metálico.
2. Determinar la metodología para llevar a cabo los procesos del recubrimiento
metálico.
3. Identificar las evaluaciones en PML para aplicar en el proceso del recubrimiento
metálico.
3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS APLICADOS
3.1. ACERO
El acero es una aleación principalmente de hierro y carbono que se utiliza
ampliamente en la construcción y otras aplicaciones debido a su fuerza, dureza y
resistencia a la tracción. El carbono en aleaciones de acero típico podrá destinar hasta
2.1% de su peso atómico. La variación de la cantidad de elementos de aleación genera
la forma del acero, ya sea como elementos de soluto o fases como precipitados, lo que
retarda el movimiento de las dislocaciones que hacen que el hierro sea dúctil y débil y,
por tanto, controla la dureza, ductilidad y resistencia a la fuerza de tracción. La fuerza
de acero en comparación con el hierro puro solamente es posible por la ductilidad, por
tener exceso de hierro (Fernández Miranda, 2006).
3.1.1. Propiedades de los aceros

Las propiedades del acero están relacionadas con su composición, un

ejemplo es la gran diferencia de dureza entre el acero de una lata de bebida y el
utilizado para fabricar tijeras (ASTM, 2000), El rápido enfriamiento con agua fría de
un acero cuando está al rojo vivo genera que sea más frágil, por lo que se debe
enfriar lentamente. El tratamiento térmico es otro método que la siderúrgica utiliza
para hacer que las propiedades del acero coincidan con lo requerido según el tipo de
industria (CEC, 2006). 
3.1.2. Corrosión en aceros
La ruina gradual de materiales por exposición a ambientes agresivos o no
agresivos y generación de una reacción química con su entorno, modifica las
propiedades fisicoquímicas de los aceros y promueve su deterioro, lo que en
ocasiones provoca consecuencias fatales (López Badilla et al., 2012).

3.2. GALVANIZADO
 Es el proceso PROCESO ELECTROQUÍMICO mediante el cual se protege un
metal con otro, con el fin de evitar que la abrasión, corrosión y desgaste lo afecte. Se
denomina galvanización puesto que, este proceso se desarrolló a partir del trabajo de
Luigi Galvani, quien descubrió con sus experimentos que, si se pone en contacto un
metal con el anca chapodada de una rana, esta se contrae como si estuviera viva, más
adelante descubrió que cada metal presentaba un grado diferente de reacción en el anca
de la rana, por lo tanto, cada metal tendría una carga eléctrica diferente. Más tarde
ordeno los metales según su carga y descubrió que se puede recubrir un metal con otro,
(siempre depositando un metal de carga mayor sobre otro de carga menor). Hay dos
tipos de procesos a través de los cuales se puede realizar; Galvanizado por inmersión en
caliente y el Galvanizado en continuo.[CITATION Oqu15 \p 7 \l 10250 ]
3.2.1. Galvanizado Caliente
[CITATION Ame \p 5 \l 10250 ], Nos menciona que el galvanizado en caliente,
es un proceso de acero o hierro fabricado en una caldera o baño de zinc fundido,
este proceso es inmanentemente inmersión simple, lo que brinda una ventaja
distintiva en contraste con muchos otros métodos de protección contra la corrosión,
también, [CITATION Lea12 \p 15 \l 10250 ] , nos dice que debe ser sumergido a una
temperatura de 450°C, a esta temperatura, se logra que se produzca la aleación del
Zinc con el acero.
3.2.2. Galvanizado continúo
Proceso utilizado para galvanizar las bobinas de acero laminado de bajo,
medio y alto carbono. El proceso se da de manera continua a una línea de producción
automatizada, en la cual, las láminas primero se someten a un proceso de limpieza,
posteriormente estas se calientan, para que finalmente al bañarlas con Zinc, se forme
la aleación con el Zinc en su superficie. [CITATION Lea12 \p 15 \l 10250 ]. “Una de las
características más importantes del proceso de galvanizado continuo es la formación
de un fuerte enlace entre el acero y su recubrimiento de zinc”. [CITATION Gal10 \p 1 \l
10250 ].
A partir del descubrimiento de Luigi Galvani, se desarrolló más tarde la
galvanotecnia y luego la galvanoplastia.
3.2.3. Galvanotecnia
Electrodeposición de metales (galvanotecnia), Es una de las ramas
industriales más importantes de la electroquímica, […], El proceso de la
electrodeposición de metales consiste, en la descarga de un metal sobre un electrodo
llamado cátodo en contacto con un electrólito (conteniendo primordialmente iones
de ese metal), por el paso de la corriente eléctrica continua, al tiempo que en otro
 electrodo llamado ánodo se produce la disolución parcial de ese metal. [CITATION
JUL09 \p 1 \l 10250 ].
3.2.4. Galvanoplastia
Es el proceso en el que por medio de la electricidad, se cubre un metal sobre
otro a través de una solución de sales metálicas (electrólisis), con el fin de aumentar
su resistencia a la corrosión y al ataque de sustancias químicas e incrementar su
resistencia a la fricción y el rayado, es decir se confieren a las piezas, propiedades
diferentes a la de los materiales base.[CITATION LaI \p 363 \l 10250 ].
3.3. OBJETIVOS DEL GALVANIZADO
El principal objetivo del galvanizado es atacar la corrosión. La corrosión produce
anualmente a nivel mundial pérdidas económicas irreversibles, estas pérdidas no son
solo de carácter económico, es un problema importante, debido a que puede causar
accidentes tales como la ruptura de una pieza, como consecuencia de la oxidación de la
misma, representando de esta manera un peligro para la vida humana. [CITATION
Lea12 \p 16 \l 10250 ].
3.4. BENEFICIOS DEL GALVANIZADO
Para [CITATION For14 \p 1 \l 10250 ], los beneficios del Galvanizado son como sigue:
 Larga vida útil
El hierro o acero galvanizado tiene una vida útil que oscila entre los 20 y los 50
años sin presentar óxido, según el ambiente al que se exponga.
 Bajo costo
En función de la vida útil, es el recubrimiento más económico y duradero para la
protección del hierro o acero.
 Cero costos de mantenimiento
Con este proceso se evitan difíciles y costosas tareas de reparación.
 Resistencia de capa
El galvanizado por inmersión en caliente forma una aleación “Zn + Fe” muy
resistente a los golpes, rayones, transportes y movimientos bruscos en general.
 Protección total
Cada pieza galvanizada queda protegida tanto en el exterior como el interior, en
bordes filosos y en rincones o zonas de difícil acceso, impidiendo el paso de
humedad y consigo, la aparición de corrosión.
 Ventajas generales
Una vez galvanizadas las piezas, estas están listas para su inmediata instalación.
Una capa protectora de galvanizado se aplica en minutos, por el contrario, una capa
de pintura de cuatro manos requiere un mínimo de una semana.
Por otro lado, el galvanizado no depende de las condiciones climáticas.
 Y la última pero no menos importante: Toda pieza, luego de ser galvanizada, puede
ser pintada.
3.5. PROCESOS DE RECUBRIMIENTO EN ACEROS COMO
PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN
Para López Gustavo y Sánchez (2016, p.2) hay varios procesos contra la corrosión.
3.5.1. Cobreado
El recubrimiento con cobre es el proceso en el que una película de dicho
material se deposita sobre el elemento metálico que se desee proteger mediante el
uso de una corriente eléctrica. 
 Baño alcalino. Se realiza con soluciones de cianuro.
 Baño con ácido. Se lleva a cabo con sulfatos y fluoruroboratos. 
 Baño con fosfato puro. Se elabora con un ligero baño con sustancias
alcalinas.
3.5.2. Cromado
En este proceso se utiliza la técnica de galvanoplastia, deposita una película
delgada para proteger el metal, puede tener aspecto decorativo o resistencia a la
corrosión que facilita procedimientos de limpieza o aumentar su dureza.
- Actividad de limpieza manual. Se eliminar todas las trazas
residuales de la suciedad y las impurezas de la superficie dejadas por
la operación con el desengrasante. 
- Diversos pretratamientos. Se lleva a cabo dependiendo del sustrato
a aplicar para la deposición del cromo
- Colocación del recubrimiento. Se realiza la deposición del cobre en
el material a proteger a alta temperatura cercana a los 150° C.
- Conductividad eléctrica. Se suministra una corriente eléctrica en el
orden de 10 microamperios.
3.5.3. Niquelado
Este proceso se utiliza la galvanoplastia, se realiza depósitos con películas
muy finas sobre los metales a proteger. La galvanoplastia de níquel es un proceso de
deposición, cuyos fragmentos para ser recubiertos deben estar limpios, libres de
suciedad, corrosión y defectos de la placa.
Para limpiar y proteger la pieza durante el proceso de recubrimiento se
utiliza métodos de tratamiento térmico, limpieza y decapado; la pieza una vez
sumergida en una solución de electrolitos y utiliza como cátodo.
El ánodo de níquel se disuelve en electrolitos en forma de iones de níquel,
viajan a través de la solución y se depositan sobre el cátodo.
3.6. PROCESO DE RECUBRIMIENTO ELECTROLÍTICO
 Los depósitos por vía electrolítica hacen alusión al recubrimiento de un objeto con
una capa delgada de metal mediante electricidad. Los metales más comunes para
recubrimientos son: oro, plata, cromo, cobre, níquel, estaño, zinc. 
El objeto a ser recubierto generalmente es un metal diferente al utilizado para el
recubrimiento, aunque puede ser el mismo, o incluso puede ser un no metal. 
El recubrimiento electrolítico, indicando la ubicación de los ánodos y cátodos en el
baño y otros elementos importantes para la realización del recubrimiento. (Calderón y
Ninamango, 2011, p.33).

Figura: Proceso de recubrimiento electrolítico

Fuente: Sector Notebook Project. Fabricated Metal Products

3.6.1. Conductividad de los electrolito

Para Calderón y Ninamango (2011, p. 34), manifiesta que hay 3 clases:

1. Constituidas por conductores metálicos o electrónicos: comprenden los
metales, aleaciones y otras sustancias como el carbón. 
2. Los llamados conductores electrolíticos: comprenden en general las
soluciones de ácidos, bases y sales, las sales fundidas, algunas sustancias
líquidas (sustancias ionizables), algunas sustancias sólidas y gases en
caliente. En la conducción electrolítica el movimiento de la corriente va
acompañado siempre de un movimiento iónico (materia). Cuando la
corriente abandona el electrolito, no puede llevarse la materia consigo y
lo deja por tanto en libertad. 
3. En esta tercera clase, la corriente circula parcialmente por conducción
metálica y en parte por conducción electrolítica.
3.7. ECO MAPA
El eco mapa, Herramienta que se fundamenta en la recolección de información, no
sólo de la ubicación de los diferentes focos que puedan generar contaminación, sino
también de aquellos sectores que
estén ubicados en puntos de alto
riesgo, para realizar un eco-mapa, es
necesario contar con eco-indicadores,
los cuales son medidas para establecer
un problema o una condición, así
siendo el punto de partida para la
toma de decisiones a nivel
empresarial. Para que un eco-
 indicador cumpla este objetivo de manera eficiente, debe contar con lo siguiente, Debe
medir el problema o condición real, Su propósito debe ser claro e interpretado sólo de
una manera, Los usuarios deben confiar en lo que muestra el indicador, Terceras partes
deben estar en capacidad de verificar el origen del valor del indicador, debe reflejar
condiciones específicas claras que permitan reaccionar de manera adecuada a los
resultados que arrojan.[CITATION ICE11 \p 6 \l 10250 ].
3.8. ECO BALANCE
Método estructurado para reportar los flujos hacia el interior y el exterior, de
recursos, materia prima, energía, productos, subproductos y residuos que ocurren en una
organización en particular y durante un cierto período de tiempo. [CITATION ICE10 \p 2 \l
10250 ], “también [CITATION Lui16 \p 33 \l 10250 ] nos indica que se define como un
método para controlar los flujos que ocurren en el interior y exterior de una entidad
productiva o de servicios que manejan flujos como: Recursos, Energía, Agua, y
Residuos”.
3.9. MATRIZ MED
Para, [CITATION Muñ15 \p 111 \l 10250 ], Matriz MED, responde a las iníciales
(Materiales, Energía y Desechos), Se utiliza para determinar la relación directa de los
efectos generados por los diferentes impactos ambientales con enfoque de prevención y,
así, obtener como resultado un proceso productivo más limpio, así también, [CITATION
Bar03 \p 7 \l 10250 ], indica que permite analizar el perfil ambiental, mediante un cruce
de etapas del ciclo de vida de la unidad de análisis considerada, respecto a efectos
ambientales que prevean cada una de esas etapas.
3.10. ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA ACV
Proceso utilizado para evaluar las cargas ambientales asociadas a un sistema de
producción o actividad, identificando y cuantificando las cantidades de materia y
energía utilizados, residuos generados, y evaluando los impactos ambientales derivados
de estos, sin embargo, no pretende entregar una representación total y absoluta de cada
interacción ambiental, A pesar de postular una cobertura sobre todo el ciclo de vida de
un producto, en muchos casos resulta difícil abarcar el total de las actividades desde la
“cuna hasta la tumba”, por lo que se debe definir claramente el sistema requerido para
que el producto cumpla con una determinada función.[CITATION UCU13 \p 1 \l 10250 ].

4. DESARROLLO Y CONTENIDO DE LAS DISTINTA ETAPAS DE

PRODUCCIÓN
4.1. RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
Los recubrimientos en metales se realizan en su mayoría para casos de protección contra la
corrosión y oxidación de piezas frente a agentes externos, mecánicos o de naturaleza como; los
rayo UV, agua, humedad y también procesos químicos, los cuales pueden ser directas o de
sacrificio.

La protección directa al metal el recubrimiento debe de constituir una capa ininterrumpida,

pues si esta capa se rompe el metal base entra al contacto con el electrolito, es por eso que el
revestimiento es importante.

La protección de sacrificio, en este caso la interrupción o desgaste de la película protectora es

la que se convierte en el ánodo del sistema electrolito y será quien sufra las consecuencias de la
corrosión.

4.2. MÉTODOS DE RECUBRIMIENTO

a. Inmersión: en este método se sumerge el metal a proteger en un baño de otro metal
fundido, al sacarlo se solidifica el metal formando una fina película protectora. Los
metales mas usados en este método o procedimiento son:
 Estaño (estañado): se utiliza para el recubrimiento en latas de
conservas(hojalatas).
 Zinc (cincado): es más utilizados en rines de automóviles.
 Aluminio (aluminización): es económico y de gran calidad.
 Plomo (plombeado): son utilizados para recubrir tuberías y cables.
 Galvanizado: es el mas empleado, el cual se utiliza en vigas, tonillos y otros
objetos de acero.
b. Electrodeposición: este método se utiliza al hacer pasar corrientes eléctricas entre
metales que están inmersos en un líquido conductor que actúa de electrolito, ya que se
protege uno de los metales y hará de cátodo y el otro metal será el ánodo. Con este
método se produce el cromado y niquelado de diversos metales.
c. Protección por capa química: se provoca por la reacción de un agente químico que
forme compuestos pequeño espesor en su superficie, dando lugar a una película
protectora como:
 Cromatizado: se aplica una aplicación de acido crómico sobre el metal a
proteger, formándose una película oxido de cromo que impide su corrosión.
 Fosfatación: se aplica una solución de ácido fosfórico y fosfatos sobre el metal,
formándose una capa de fosfatos metálicos sobre el metal, que protegen del
entorno.
4.3. ETÁPAS BÁSICAS PARA EL RECUBRIEMIENTO
a. Preparación y limpieza de superficies
 El objetivo de la preparación y limpieza de la superficie es eliminar impurezas
como la grasa y el óxido de la superficie de la pieza con la finalidad de asegurar una
buena adherencia del recubrimiento. [ CITATION LUÍ06 \l 3082 ]

Incluye los diferentes pasos:

 Pulido: tiene la finalidad de eliminar asperezas y/o deformaciones superficiales y

ensuciamientos, utilizando lijas y pastas agresivas que generan residuos de pulido.
 Desengrase: elimina las grasas y aceites de la superficie de las piezas y puede
efectuarse de dos maneras:
o Con solventes orgánicos: se lleva acabo para eliminar los restos de las
grasas y aceites de la superficie de la pieza a través de varias formas,
como el tetracloruro de carbono y el tricloroetileno, el mas clásico es el
desengrasador a vapor.
o En base acuosa: comprenden gran variedad de métodos que utilizan sales
alcalinas, detergentes, medios dispersantes y ablandadores de agua para
adelgazar la grasa o impurezas de la superficie metálica.

Medios utilizados en el desengrase de superficies

PROCESO MATERIALES COMO SE USAN DESVENTAJAS

Limpieza con solventes Tricloroetano, Desengrasado a vapor, Altos costos de materiales,
metanol, inmersión, exposición de trabajadores,
acetona frotamiento inflamabilidad
Limpieza en base Detergentes, Tanques calientes, Contenido alto de DQO y
acuosa compuestos rociado, limpieza STD en las aguas
cáusticos, ácidos al vapor, limpieza residuales,
ultrasónica crea sedimentos de metal

 Decapado: su objetivo es eliminar las capas de oxidación que se forman en la

superficie de las piezas metálicas debido al contacto que tiene con la atmosfera,
esto se realiza sumergiendo las piezas en una solución alcalina o acida
dependiendo del proceso.
o Decapado con ácido: se utiliza para eliminar impurezas y óxidos a través
de un ataque químico, el cual se aplica después de un lavado alcalino. En
donde se utilizan diferentes ácidos, como HCO3, H2SO4, HCL, HF, H3PO4.
o Decapado alcalino: se usa para remover herrumbre y oxido, en donde la
solución consiste de sosa caustica con aditivos como detergentes y agentes
quelantes.

Composición de las soluciones de decapados (mg/L)

 METAL BASE ÁCIDOS ADITIVOS

Clorhídrico Sulfúrico Nítrico Crómico Fluorhídrico

Hierro y aceros no 150-600 50-100 Glicerina
aleados
Aceros inoxidables 40-70 10-50
Cobre y sus 3 250 360
aleaciones
Aluminio y sus 75-100 50 Ácido
aleaciones fosfórico
Zinc y sus 250 Sulfuro
aleaciones sódico

b. Tratamiento

Al tener ya listo la superficie para el recubrimiento se inicia el proceso de

tratamiento, es decir del recubrimiento apropiado sea cual sea la pieza, al realizar el
recubrimiento se utiliza un potencial eléctrico y temperaturas altas para que facilite el
paso de los iones y así aumente la velocidad de reacción. Dentro de los acabados se
encuentran entre otros: Latón, Cromo, Oro, Níquel, Zinc y Plata.

Entre los recubrimientos más comunes en la industria tenemos los siguientes:

 Cobre-Níquel-Cromo: Nos proporciona un efecto protector y decorativo de las
piezas y consta de tres pasos.
o Cobrizado: el cobrizado cianurado es el primer recubrimiento de los sistemas
multicapas.
o Niquelado: Muy apropiado para usos decorativos.
o Galvanizado: Es el nombre que se le da a los recubrimientos con zinc en frío
o en caliente.
o Anodizado: Este proceso busca la conversión de la superficie del aluminio a
óxido de aluminio.
c. Acabado
Seguido del recubrimiento, es necesaria realizar varias etapas para dar el acabado
deseado a la pieza. Estas etapas son:
 Recuperador (Enjuague estanco)
Después de realizar el tratamiento con las sales en el baño del recubrimiento, las
piezas se enjuagan en un tanque con agua para limpiarlas de residuos procedentes
del baño anterior
 Enjuague
Después que las piezas pasan por el enjuague estanco aún quedan residuos de sales
de recubrimiento lo que hace necesario hacerle un enjuague en tanque de agua
caliente.
  Pasivo/enjuague
Una vez la superficie esté libre de sales, se sellan los poros se elimina la posible
reactividad del acabado y se dan los últimos retoques por medio de sales de cromo.
 Secado
Después de que la pieza tenga el acabado final, las piezas se secan para evitar que
el producto salga con manchas para luego lacar proseguir a embalarlo y de ahí
ponerlo a la venta.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE RECUBRIMIENTO

4.4. PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS METALICOS
Una vez que la superficie se encuentre en situaciones óptimas para su recubrimiento, se
inicia el proceso de tratamiento, es decir al recubrimientos o baños, el cual es el uso que se
le dará a la pieza. La siguiente descripción de los baños de recubrimientos es:
1. COBRIZADO
A menudo el cobre forma parte de la primera capa en todo el sistema de capas, es
fácil de sedimentar en metales y plásticos debido a su elevada conductividad, también
es resistente, económica y es buena base adhesiva para otros metales.
Tenemos dos baños de cobre que son aplicados con frecuencia
a. Baño de sulfato de cobre ácido (baño de cobre ácido): requiere un control
más estricto para mantener los parámetros en un rango óptimo. Para este
proceso se recomienda sulfato de cobre puro.
Composición y condiciones del baño de sulfato de cobre ácido

Composición: Baño (g/L)

sulfato de cobre 172.5-247.5
ácido sulfúrico 30-75
Condiciones:
Temperatura (ºC) 21-49
Densidad de corriente (A/dm2) 2-10
Agitación catódica y/ o por aire preferida
pH —
Ánodos cobre
Filtración continua
Eficiencia del cátodo (%) 95-100
Relación de área de ánodo a cátodo 1:1
Voltaje (voltios) <6
 El ácido sulfúrico para aumentar la conductividad de la solución y para disolver el
ánodo de cobre, proporciona los iones de cobre para formar sulfato de cobre.
Entre las aplicaciones del baño de sulfato de cobre ácido tenemos, recubrimiento
fijador bajo depósitos de níquel-cromo para recubrimientos protectores.

Baño Nº 1 Baño Nº 2 Baño Nº 3 Baño Nº 4

Composición:
(g/L) (g/L) (g/L) (g/L)
Cianuro de cobre 22.5 26.2 120 60
Cianuro de sodio 33.7 34.5 135 93.7
Carbonato de sodio 15 30 15 15
Hidróxido de sodio para pH para pH 30 42
Sal de Rochelle — 45 — —
Condiciones:
Temperatura (ºC) 32-43 54-71 78-82 76-82
Densidad de corriente (A/dm2) 1-1.5 2-4 3-6 3-6
pH, colorimétrico 12-12.6 12-12.6 >13 >13
Agitación catódica catódica catódica y por catódica y por
aire aire
Ánodos cobre y acero cobre cobre cobre
Filtración continua continua continua continua
Eficiencia catódica (%) 30 50 100 100
Relación de área de ánodo a cátodo 2:1 2:1 2:1 2:1
Voltaje (voltios) 6 6 6 6

b. Baño de cobre al cianuro (baño de cobre alcalino).

 Baños 1 y 2 son aplicados como recubrimiento fijador sobre todos los
metales.
 Baños 3 y 4 requieren un cobreado fijador y producen una base de cobre
fácil de abrillantar, también se emplean para prevenir la carburización de
superficies seleccionadas en el metal de acero base.

Los residuos que se generan por el cobrizado son: residuos de filtración

concentrados del cambio de baño o del mantenimiento de tanques (lodo) y
enjuagues contaminados por el arrastre de los baños durante el transporte de
piezas de un tanque a otro.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE COBRIZADO

2. NIQUELADO

Es un procedimiento de metalización que se realiza con fines:

 Protección superficial en las piezas como decorativos.
 Recubrimiento previo antes del cromado
Los objetos de cobre y aleaciones de cobre se niquelan directamente.
En los recubrimientos con níquel se pueden utilizar:
 Baños de sulfamatos.
 Baños Watts con sulfatos de níquel.
El baño con sulfamatos compuesto de sulfamato de níquel, ácido bórico, bromuro de
níquel, ánodos de níquel y aditivos y es la fuente principal de iones de níquel en este
tipo de baño.
En un baño Watts de níquel, sales más utilizadas son el sulfato de níquel (NiSO 4) y
el cloruro de níquel por su efecto despasivizante de los iones de cloro sobre los
ánodos de níquel.
COMPOSICIÓN Y CONDICIONES DEL BAÑO WATTS CON NiSO4
Composición: Baño
(g/L)
Sulfato de níquel 300
Cloruro de níquel 50
Ácido bórico 35
Condiciones:
Temperatura (ºC) 40-70
Densidad de corriente (A/dm2) 2-10
Agitación catódica recomendada
pH 3.5-4.5
Ánodos níquel
Filtración continua
Eficiencia del cátodo (%) —
Relación de área de ánodo a cátodo 1:1
Voltaje (voltios) —
 El ácido bórico tiene la función de sustancia buffer y reduce la formación de
defectos a altas densidades de corriente, generados por la acidificación de la
solución debida al exceso de iones H+.
 El bromuro de níquel (NiBr2) se usa para reducir las tensiones internas y disolver
los ánodos de níquel.
Se pueden agregarse aditivos como abrillantadores que hacen innecesario el pulido.
Los aditivos también se usan para reducir:
  Para una superficie semibrillante o brillante al recubrimiento.
Estos aditivos muchas veces son orgánicos y normalmente no forman complejos.
Por lo general no se utilizan placas de níquel, puesto que los baños de níquel se
filtran muy seguido.
DIAGRAMA DE FLUJO DEL NIQUELADO
DIAGRAMA DEL PROCESO DE NIQUELADO

3. CROMADO

Se distinguen dos procesos:

 El cromado brillante (cromado decorativo): se depositan capas de cromo

delgadas y brillantes como protección anticorrosiva.
 El cromado duro (cromado industrial): aumentar la dureza de herramientas,
incrementa la resistencia al desgaste de moldes, válvulas
En este proceso curre un sobre potencial en la capa superficial de la pieza a causa de
reacciones de óxido-reducción y diferencias de concentración, causando una separación
simultánea de hidrógeno que el baño emite como gas y que arrastra fracciones del baño.

Composición: Baño Nº 1 Baño Nº 2 Baño Nº 3

(g/L) (g/L) (g/L)
Acido crómico 247.5 397.5 337.5
Acido sulfúrico 2.47 3.97 2.17
Relación del baño 100:1 101:1 155:1
Cromo trivalente — — 0.525 min
Condiciones:
Temperatura (ºC) 43-49 43-49 54
Densidad de corriente (A/dm2) 0.07-0.15 0.07-0.15 0.1-0.25
Agitación catódica opcional opcional opcional
Ánodos plomo plomo plomo
Eficiencia del cátodo (%) 13 13 13
Filtración no común no común no común
Relación de área de ánodo a cátodo 1:1-2:1 1:1-2:1 1:1-2:1
Voltaje (voltios) 6-12 6-12 6-12
 COMPOSICIÓN Y CONDICIONES DE BAÑOS DE CROMO

Entre las aplicaciones de los baños de cromo tenemos:

 Recubrimientos decorativos sobre recubrimientos protectores de cobre

 Recubrimientos industriales o duros sobre metales ferrosos de base para
herramientas,
 Recubrimientos porosos para mejorar la lubricación, resistencia al desgaste y a la
corrosión de los anillos para pistones y camisas de cilindros.
Después del cromado, las piezas son lavadas y después en uno o dos enjuagues en
cascada. La concentración del electrolito en el enjuague aumenta debido a los arrastres,
aplicado para rellenar el baño de cromo, recuperando el electrolito arrastrado y reponer
el volumen del baño que se ha evaporado.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE CROMADO DECORATIVO

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE CROMADO INDUSTRIAL

DIAGRAMA DEL PROCESO DE CROMADO

 4. GALVANIZADO

Consiste en depositar por vía electroquímica, finas capas de metal sobre la superficie de
una pieza sumergida en una solución de agua con iones metálicos o electrolito, al
conectar una fuente externa de corriente directa.

Este proceso es aplicado con el fin de crear una capa protectora contra la corrosión y
oxidación en la superficie del metal.

La pieza metálica a recubrir se somete en un baño electrolítico que contiene iones de

cinc. El espesor de la capa se ajusta controlando la intensidad de corriente y el tiempo de
permanencia en el baño electrolítico.
Los baños de recubrimiento electrolítico se dividen en baños ácidos y baños alcalinos.
Los baños ácidos contienen sulfatos, cloruros, fluoroboratos y sulfamatos de los metales
a depositar. Los baños alcalinos se componen sobre la base de complejos de hidróxidos o
cianuros.
PROPIEDADES Y APLICACIONES DE ALGUNOS RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS
Propiedad Metales y Aleaciones Ejemplo de aplicación
Protección anticorrosiva Cr, Ni, Sn, Au, Zn, Rh, Cd Protección anticorrosiva en piezas
automotrices
Síntesis de material en una superficie Cr, Fe, Ni Restauración de piezas gastadas

Mejoramiento estético de superficies Cr, Au, Ag, Pt, Ni, 70:30 Alhajas, vajillas, decoración en
Cu-Zn general
Protección contra el desgaste Cr, Ni, Fe, Sn, Ru, Pd Rodillos, pistones, cojinetes,
contactos, apagadores
Dureza Cr, Ru, Os Moldeado, prensado
Reflexión (óptica o térmica) Cr, Rh, Au Lámparas, proyectores, escudos y
visores aerospaciales
Conductividad eléctrica Cu, Ag, Au Circuitos impresos, antenas, cables
Retención de aceite Cu, 65:35 Sn-Ni Sistemas hidráulicos, lubricación
Capacidad para soldarse Ni, Sn, Cd, 60:40 Sn-Pb Circuitos impresos, contactos
eléctricos
Poca resistencia al contacto Ag, Au, Rh, Rh, Pd, Sn, Contactos eléctricos
80:20 Pd-Ni
Un baño de recubrimiento electrolítico consiste de un ánodo y un cátodo en un electrolito,
que normalmente es una solución hídrica de la sal del metal que se pretende aplicar. En el
electrolito, el metal está presente en forma de iones y el flujo de electrones es
proporcionado por una fuente externa de corriente directa.
Los baños de cinc pueden ser baños de cinc ácidos a base de potasio o amonio, tienen alto
rendimiento y proveen gran brillo.
Baño
Composición:
(g/L)
Sulfato de cinc 240-360
Cloruro de amonio 15-30
Sulfato de aluminio 30
Condiciones:
Temperatura (ºC) 24-29
Densidad de corriente (A/dm2) 1-3
Agitación catódica y de la solución recomendada
pH 3.5-4.2
Ánodos cinc
Eficiencia del cátodo (%) 95-100
Relación de área de ánodo a cátodo 1:1
Voltaje (voltios) 6
 Se aplica una pequeña capa de cromado, llamada cromatizado, tropicalizado o sellado a fin
de proveer una capa extra de protección y sellar la superficie o simplemente darle color.

COMPOSICIÓN Y CONDICIONES DE BAÑOS DEL CINC AL CIANURO

Después del sellado, la pieza es nuevamente enjuagada con agua, secada con papel periódico y
Baño Baño Baño Baño
Composición: Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4
(g/L) (g/L) (g/L) (g/L)
Oxido de cinc 60.0 41.2-57.0 — —
Cianuro de sodio 22.5 68.2-132 75.0 18.7-63.7
Hidróxido de sodio 52.5 34.5-56.2 15.0 75.0-112.5
Cianuro de cinc — — 45.0 60.0-82.5
Condiciones
:
Temperatura (ºC) 38-52 27-38 38-52 27-38
Densidad de corriente (A/dm2) 2-3 1-5 2-3 1-5
Agitación catódica preferida preferida preferida preferida
pH >13 >13 >13 >13
Ánodos acero y/o acero y/o acero y/o acero y/o
cinc cinc cinc cinc
Eficiencia del cátodo (%) 90-95 75-95 90-95 75-95
Relación de área de ánodo a cátodo 2:1 2:1 2:1 2:1
Voltaje (voltios) 6 6 6 6

transportada al área de producto terminado.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE GALVANIZADO

DIAGRAMA DEL PROCESO DE GALVANIZADO
 TRATAMIENTO DE LOS MENTALES PREVIO AL PROCESO DE GALVANIZADO

5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
5.
ZINCADO O CINCADO
Al igual que el galvanizado crea una capa protectora contra la corrosión y sin
embargo, el cincado aplicado para cromar el aluminio, creando una base para poder
aplicar el baño de cobrizado y finalmente el cromado decorativo.
La composición del baño de zinc es la siguiente:
- Soda en escamas: 200 g/L
- Zinc metálico: 20 g/L
Es un proceso por inmersión, es decir que este baño no requiere el uso de
electricidad para la formación del recubrimiento en el metal.
Existen diferentes tipos de electrolitos, el cual 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. [CITATION
MIN01 \p 5 \l 3082 ]
Este proceso es realizado a temperatura ambiente y este baño no se le realiza ninguna
medición, ya que no la requiere.
Al salir del baño, la pieza es:
  Enjuagada con agua para eliminar los residuos de sales
 Introducida en una cubeta con una capacidad de 19 L que contiene un sellador.
Para este proceso se utilizan los mismos tipos de selladores utilizados en el galvanizado,
después del sellado de la pieza, es nuevamente enjuaga con agua, secada con papel
periódico y transportada al área de producto terminado.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE CINCADO

DIAGRAMA DEL PROCESO DE CINCADO

6.HERRAMIENTAS DE PRODUCCION MAS LIMPIA (PML)

6.2 Evaluación de flujo de materiales

A. PARAMETROS CONSIDERADOS
 Cobre medio acido

Materias primas Formulas Cantidades Unidades

Sulfato de cobre CuSO4 200 g/L
Cloruro de sodio NaCl 0.1 g/L
Acido sulfúrico H2SO4 [98%] 70 mL/L
Agitación Aire
Carbón activado C activado 5 g/L
Polaridad Catódica
Ánodo Cobre
Tiempo 5 min
Parámetros de PH 0.35 MEAS
T 20 °C
Operación para el tratamiento Corriente 2 A
Voltaje 1.5 V
de cobre acido

 Cobre en medio Alcalino

Materia prima Formula Cantidades Unidades

Cianuro de potasio KCN 150 g/L
Cianuro de cobre CuCN 83.5 g/L
Carbonato de K2CO3 15 g/L

potasio
Hidróxido de KOH 3 g/L

potasio
Sal de rochelle - 37.5 g/L

Agitación Mecánica
Polaridad Catódica
Parámetros de operación para el tratamiento Ánodo Cobre
de cobre alcalino Tiempo 5 min
PH 12.36 MEAS
T 60 °C
Corriente 1 A
Voltaje 1.7 V

B. AREA DE BALANCE
Se da mediante el PROCESO ELECTROQUIMICO mediante el cual se protege un
metal con otro, con el fin de evitar que la abrasión, corrosión y desgaste lo afecte.
C. PASOS OPERATIVOS DE COBREADO

Este proceso lleva asociado una serie de operaciones comunes a los procesos de recubrimientos
electrolíticos vistos anteriormente. Las principales etapas se reflejan en el siguiente diagrama
 AGUA ClH/H2SO4

Álcalis + Surfactantes DESENGRASE DECAPADO

ENJUAGUE

Cianuro de cobre Sulfato de cobre

Cianuro de sodio Ac.Surfurico
AGUA DISPOSICION DEL
ENJUAGUE ENJUAGUE
COBRE

AGUA
OTRAS SECUENCIAS
DE ACABADO: Ni+Cr;
Ni+Au, etc.

ENJUAGUE
SECADO SECADO ESPEDICION

D. HOJA DE FLUJO
Diagrama de flujo para el proceso de cobreado

Materia prima

Ingreso de pieza
al taller

Lavado

Ácido
clorhídrico Decapado
c

Arnolado

Pulido Secado y
Agua almacenamiento
 Sosa Lavado Agua
cv
caustica cv Desengrase caliente

Agua fria Lavado COBREADO

cv

5.3 Balance en el proceso de producción: Ecobalance

Activos Energía

Producto terminado

Materia Prima Residuos Solidos

Aditivos
PROCESOS INDUSTRIALES Residuos líquidos

Residuos del aire

ELEMENTOS INFORMACÍON NECESARIA

MATERIA PRIMA Recepción y almacenamientos concentrados

Tostación y depuración de gases fabricación de

ENERGIA ácidos sulfúricos como (mercurio, mineral
calcinando cadmio, ácido sulfúrico)

ADITIVOS Plantas de ácidos sulfúricos

RESIDUOS SOLIDOS Lixiviación

RESIDUOS LIQUIDOS Purificación

RESIDUOS DE GASES Electrolisis

 PRODUCTO TERMINADO Fusión y colada
MATRIZ Aleaciones y polvo zinc
MED EN LA INDUSTRIA DE RECUBRIMIENTO DEL ALUMINIO

ETAPAS MATERIALES ENERGIA DESECHOS

MATERIA PRIMA Agua , bauxita Alta conductividad Lodo rojo,
térmica (2.164 residuos de
J/s·m·°C) y eléctrica refinería de
(0.63 µΩ/m) alúmina
6.4

PRODUCCION En el proceso Bayer, la Energía térmica se Óxidos de hierro

bauxita reacciona con calcina a 900-1200 ºC
hidróxido sódico. obteniéndose la
Después de la ALÚMINA
separación del material
insoluble se precipita el
hidróxido de aluminio
de la disolución de
aluminato.
DISTRIBUCION Transporte terrestre combustible CO2

Transporte aéreo

USO Fabricación de perfiles y no Chatarra de

estructuras para aluminio
construcción.

Fabricación de envases.
FIN DE VIDA Residuos solidos Reciclables

MATRIZ MED
 El ciclo de vida del acero galvanizado

Producción de zinc

Reutilización
Proceso de Durabilidad y y/o
galvanización vida en servicio
Reciclaje

Consumibles del proceso y

su regeneración y reciclaje
Para la Asociación de Galvanizadores bajo la dirección de Woolley, Tom explica los aspectos
ambientales.

CONTROL DE EMISIONES

Las plantas de galvanización están sometidas a la regulación de Directiva IPPC de la UE sobre

Prevención y Control Integrados la Contaminación al sector de la galvanización general.

La principal exigencia de este documento BREF es la captura de las partículas no-peligrosas

que se forman durante la inmersión de las piezas en el zinc fundido. Estas partículas se filtran
utilizando filtros de mangas o columnas de lavado.

REGENERACIÓN Y RECICLADO DE LOS BAÑOS DEL PROCESO

Las etapas del pretratamiento tienen por finalidad principal la limpieza de los artículos de
acero. Los consumibles que se utilizan en estas etapas, el ácido clorhídrico y las soluciones
mordientes o de flux, tienen todos claras rutas de reciclaje y/o regeneración.

 Soluciones de ácido clorhídrico agotadas se extrae cloruro de hierro que se utiliza en las
depuradoras de aguas residuales urbanas.
 Muchas plantas extraen el hierro y el zinc de estas soluciones y reciclan el ácido
regenerado a los baños de pretratamiento.
 La mejora del control y mantenimiento de los baños de flux posibilita que estos baños
sean raramente desechados como residuos y que solamente sea preciso eliminar
periódicamente pequeños volúmenes de lodos, muchas plantas disponen de sistemas de
reciclaje en circuito cerrado.
 Se han desarrollado también sistemas de desengrase ácido y biológico que trabajan a
temperatura ambiente.

CONSUMO DE AGUA

Las plantas de galvanización utilizan volúmenes relativamente bajos de agua en comparación

con otros procedimientos de aplicación de recubrimientos.
Es raro que una planta de galvanización descargue aguas residuales. Cualquier agua residual
que se genere puede ser tratada e incorporada nuevamente al proceso, con producción de solo
algunas pequeñas cantidades de residuos sólidos estables que se eliminan externamente.

En algunas plantas de galvanización ha sido posible eliminar completamente el consumo de

agua de la red utilizando únicamente agua de lluvia. El agua de lluvia recogida de los canalones
puede almacenarse en depósitos para su posterior uso.
TODOS LOS CONSUMIBLES DEL PROCESO TIENEN CLARAS RUTAS DE RECICLAJE O REGENERACIÓN

Flujos del zinc reciclado en el proceso de galvanización y al final de su vida útil

 Zinc metálico

contenido para fusión

CENIZAS Y MATAS DEL Aditivos para la goma
BAÑO PARA PRODUCIR
COMPUESTO ZINC Cosméticos Electrónica

Re galvanización y reutilización

de productos de acero

CHATARRA DE ZINC

(tejanos, canalones)

BAÑO DE
LARGA VIDA ÚTIL
GALVANIZACIÓN
PRODUCCIÓN DE ZINC
REFINADO

(mineral)

Zinc y acero
recuperado
Polvos HEA ricos en
zinc de desechos

RECICLADO DE ACERO
Para la Asociación de Galvanizadores bajo la dirección de Woolley, Tom que explica la
reutilización y reciclaje.

UTILIZACIÓN DEL ZINC RECICLADO

Zin Refinado Galvanizadores

Se produce a partir de una mezcla de minerales Son compradores importantes de zinc
y de materias recicladas. secundario o de segunda fusión, chatarra
Se estima que el zinc refinado contiene, de zinc (por ejemplo, de tejados viejos)
por término medio, entre 10 y 15% de materias que después de limpiarla se refunde para
recicladas. obtener lingotes.

REUTILIZACIÓN DEL ACERO GALVANIZADO

. Por ejemplo

Las operaciones rutinarias de mantenimiento de las carreteras se retiran periódicamente las

barreras metálicas de seguridad más envejecidas y si no han sufrido daños mecánicos pueden
volver a galvanizarse para utilizarlas en otras aplicaciones similares.

El ácido rico en zinc que se produce en el decapado de estos productos galvanizados viejos, se
utiliza para producir compuestos de zinc para la industria química.

RECICLAJE DEL ACERO GALVANIZADO

El acero galvanizado puede reciclarse fácilmente junto con otra chatarra de acero en las
acerías que utilizan hornos eléctricos de arco (HEA). El zinc se volatiliza en las primeras
etapas del proceso y se recoge por condensación en los filtros de polvos HEA.

Estos polvos se tratan en instalaciones especiales y frecuentemente vuelven a la producción de

zinc refinado

El acero es el material de construcción que más se recicla y aproximadamente el 40% de su

producción proviene del reciclado de la chatarra.

El acero que se emplea en la construcción se recicla en muy elevada proporción al final de su

vida en servicio. Así, por ejemplo, en el Reino Unido se recicla el 87% de todo el acero de
construcción; 10% se reutiliza y solamente un 3% pasa a vertederos.
5. EVALUACIÓN EN LA PML
6. CONCLUSIONES
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
8. ANEXOS