Bobina de acero Galvalume: guía de durabilidad y rendimiento

La bobina de acero Galvalume, desarrollada por Bethlehem Steel en 1972, combina la resistencia a la corrosión del aluminio con la protección sacrificial del zinc, proporcionando una vida útil entre dos y cuatro veces mayor que la del acero galvanizado tradicional. Su durabilidad lo hace efectivo para techos, revestimientos y diversas aplicaciones de construcción.

Este material versátil es crucial en la construcción, la fabricación, los proyectos arquitectónicos, las piezas de automóviles, los equipos agrícolas y los sistemas HVAC, y ofrece una protección mejorada contra la intemperie y la corrosión. 

Composición y propiedades de la bobina de acero Galvalume.

El sustrato de acero está recubierto con una aleación protectora compuesta principalmente de 55% de aluminio, 43.4% de zinc y 1.6% de silicio. Esta aleación de recubrimiento es fundamental para proporcionar a las bobinas de acero Galvalume sus propiedades resistentes a la corrosión.

Tabla de composición del recubrimiento:

La microestructura del recubrimiento también juega un papel esencial en el rendimiento de la bobina de acero Galvalume, especialmente en lo que respecta a la protección. El aluminio proporciona una barrera contra la corrosión, mientras que el zinc actúa activamente para proteger el acero donde está expuesto, como en los bordes cortados. El silicio mejora la durabilidad del revestimiento, lo que permite que el producto resista entornos hostiles.

Las propiedades que confiere esta aleación incluyen alta resistencia a la corrosión, que supera al acero galvanizado por espesor. Además, ofrece una excelente reflectividad del calor y puede soportar altas temperaturas sin decolorarse. 

Microestructura de revestimiento (principio de resistencia a la corrosión)

El recubrimiento de 55% Al-Zn sobre acero Galvalume tiene una microestructura que comprende dos fases principales: una fase dendrítica rica en aluminio y una región interdendrítica rica en zinc. La fase dendrítica se forma primero durante la solidificación, seguida de las áreas interdendríticas a medida que aumenta la concentración de zinc. El origen específico de estas fases se relaciona con el diagrama de fases aluminio-zinc. 

Además, la microestructura contiene pequeñas agujas de silicio y una capa intermetálica en la interfaz con el acero. La microestructura única, que presenta una red de regiones ricas en zinc, es crucial para la resistencia a la corrosión del recubrimiento, que se ve reforzada por un laberinto de estas regiones creado durante el enfriamiento después del proceso de inmersión en caliente.

Fuente: https://www.galvinfo.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/05/GalvInfoNote_1_4.pdf

Esperanza de vida de Galvalume

Las bobinas de acero Galvalume son resistentes a la corrosión y la oxidación, lo que significa que pueden durar varias décadas, incluso en entornos hostiles. Según la investigación, galvalume ha demostrado su excelente rendimiento en América del Norte, que es propensa a condiciones extremas como el invierno y la lluvia ácida.

Las pruebas de exposición a la intemperie en instalaciones de edificios reales demuestran que las láminas y bobinas de acero Galvalume son más resistentes y tienen mejor resistencia a la corrosión que las láminas recubiertas de zinc con el mismo espesor de recubrimiento en las mismas condiciones adversas. La expectativa de vida útil del acero puede alcanzar un promedio de hasta 35 años sin un mantenimiento regular.

Fuente: https://sadofascoprod.blob.core.windows.net/media/clhmvpyk/amd-0621-galvalume-brochure-update-en.pdf

La prueba también reveló que la vida útil de Galvalume podría alcanzar los 40 a 60 años tanto en entornos rurales como industriales. El estudio consiste en pruebas atmosféricas en las que los investigadores utilizaron muestras de cupones planos durante un lapso de 17 años en Canadá y más de 36 años en los Estados Unidos.

Sin embargo, la vida útil real puede variar significativamente según varios factores:

Condiciones ambientales:
– La exposición a condiciones climáticas adversas, como alta humedad, niebla salina en zonas costeras, contaminantes industriales y temperaturas extremas, puede afectar la longevidad del acero Galvalume.

Espesor de revestimiento:
– El espesor del recubrimiento de Al-Zn influye directamente en la durabilidad de la bobina de acero. Una capa más gruesa generalmente conduce a una vida útil más larga.

Calidad de instalación:
– La instalación y el mantenimiento adecuados son cruciales para maximizar la vida útil de las estructuras de acero Galvalume. Una instalación incorrecta puede provocar fallos prematuros.

Proceso de manufactura

Preparación de la superficie:

Antes de aplicar el recubrimiento, la superficie de la bobina de acero debe limpiarse a fondo para eliminar aceite, suciedad o incrustaciones. Por lo general, esto se hace usando un baño ácido (decapado) seguido de un enjuague y luego un tratamiento químico para mejorar la adhesión del recubrimiento.

Recubrimiento Galvalume:

Luego, la bobina de acero limpia se pasa a través de un baño de Galvalume fundido. Este proceso se conoce como galvanizado en caliente. La tira de acero pasa a través del baño fundido y sale por el otro lado, donde el exceso de recubrimiento se elimina mediante cuchillas de aire o limpieza mecánica.

Enfriamiento y Solidificación:

Después de eliminar el exceso de recubrimiento, la tira de acero recubierta se enfría, lo que permite que el recubrimiento Galvalume se solidifique y se adhiera a la superficie de acero.

Tratamiento superficial:

El acero recubierto puede someterse a tratamientos superficiales adicionales, como lubricación o pasivación, para mejorar la resistencia a la corrosión o mejorar la adhesión de la pintura. Estos tratamientos también pueden ayudar a prevenir posibles manchas de almacenamiento o huellas dactilares durante la manipulación y el transporte.

Retroceso:

Una vez que se completan la inspección y los tratamientos adicionales, se retrocede la bobina de acero Galvalume. Esto implica enrollar la tira de acero en un carrete o mandril grande para crear una bobina del tamaño y peso deseados para su envío y procesamiento posterior.

Estándares y especificaciones

A. Descripción general de las normas internacionales para bobinas de acero Galvalume

La bobina de acero Galvalume está sujeta a varias normas internacionales que especifican las propiedades y requisitos de calidad de los productos de acero revestidos. ASTM A792 es un estándar destacado establecido por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales, que describe las especificaciones para láminas de acero recubiertas con aleación de Al-Zn al 55%. La norma EN 10346, establecida por el Comité Europeo de Normalización, también detalla los requisitos para productos planos de acero recubiertos continuamente por inmersión en caliente.

B. Detalles específicos del peso y espesor del recubrimiento

El peso del recubrimiento de la bobina de acero Galvalume está definido con precisión en las normas para garantizar durabilidad y resistencia a la corrosión. Por ejemplo:

Procesos de prueba y certificación

Para verificar que la bobina de acero Galvalume cumpla con los estándares requeridos, se somete a rigurosas pruebas, que incluyen:

• Pruebas de adherencia: Evaluar el agarre del recubrimiento sobre el sustrato de acero.
• Pruebas de resistencia a la corrosión: Como pruebas de niebla salina para medir la resistencia del material a la oxidación.
• Ensayos de tracción: Determinar la resistencia mecánica del acero.

Aplicaciones de la bobina de acero Galvalume

Construcción y edificación:

   – Materiales para techos: el acero Galvalume se utiliza a menudo para techos residenciales, comerciales e industriales debido a su durabilidad y resistencia a la corrosión.

   – Revestimiento de paredes: Como capa protectora exterior de edificios, aporta una combinación de resistencia y estética.

   – Perfiles estructurales: Se utiliza para enmarcar y soportar estructuras debido a su solidez y resistencia a la degradación ambiental.

   – Canalones y bajantes: Su resistencia a la corrosión lo hace apto para sistemas de recogida de aguas pluviales.

Equipamiento agrícola:

   – Silos y contenedores de granos: la capa protectora del acero Galvalume es beneficiosa para almacenar granos y otros productos agrícolas, ya que resiste la corrosión de los elementos naturales.

   – Graneros y refugios para animales: estas estructuras se benefician del uso de materiales duraderos como el acero Galvalume.

Comparación con el acero galvanizado

A. Características de los materiales

Las bobinas de acero Galvalume y el acero galvanizado son productos de acero revestidos conocidos por su durabilidad y protección contra la corrosión. Galvalume está recubierto con una aleación de zinc, aluminio y silicio, mientras que el acero galvanizado está recubierto únicamente con zinc. El aluminio en Galvalume ofrece una mejor suavidad de la superficie y reflexión del calor, lo que lleva a una mayor resistencia a la temperatura en comparación con el acero galvanizado.

B. Diferencias en la protección contra la corrosión

La capa protectora de las bobinas Galvalume consta de:

• 55% Aluminio: Proporciona barrera de protección contra la corrosión.
• 43.4% Zinc: Ofrece protección galvánica al acero.
• 1.6% Silicio: Mejora la adherencia y durabilidad del revestimiento.

En comparación, el recubrimiento de solo zinc del acero galvanizado proporciona principalmente protección galvánica que es eficaz pero que puede erosionarse con el tiempo, provocando una posible oxidación.

C. Contraste de aplicaciones

Galvalume es óptimo para aplicaciones de techos, revestimientos y molduras, donde la protección duradera es crucial, especialmente en entornos hostiles. Por el contrario, el acero galvanizado se utiliza habitualmente en aplicaciones interiores o entornos con menos elementos corrosivos, como los marcos de la construcción.

D. Consideraciones económicas y de eficiencia

Si bien el costo inicial de Galvalume puede ser mayor que el del acero galvanizado, su longevidad y durabilidad pueden generar costos reducidos de mantenimiento y reemplazo con el tiempo. Las propiedades reflectantes de Galvalume también pueden generar ahorros en costos de energía.

E. Beneficios estéticos y de diseño

El acero Galvalume tiene una apariencia distintiva, suave y con lentejuelas que a menudo se considera más estética que el acabado mate del acero galvanizado. Este puede ser un factor de diseño importante cuando el acero expuesto es parte de la consideración arquitectónica.

Especificaciones del producto y espesor

El espesor de la bobina varía según su aplicación y necesidades del cliente. El rango de espesor común se enumera a continuación:

• 0.15 mm a 1.5 mm para aplicaciones estándar
• 1.6 mm a 2.0 mm para usos estructurales

Las bobinas de acero Galvalume están disponibles en varios grados, que se adaptan a diferentes entornos y propósitos, y se describen a continuación:

• Grado comercial (CS tipos A, B o C): Adecuado para conformado moderado.
• Acero de conformado (tipo FS): Diseñado para aplicaciones de conformado más severas.
• Grados estructurales (33/37/40/50/80): Se utilizan en aplicaciones de carga.

Los pesos del recubrimiento son otro aspecto crucial, comúnmente expresado como AZ50 a AZ150 (lo que significa de 0.50 a 1.50 onzas de recubrimiento por pie cuadrado, respectivamente). Esto denota la durabilidad y vida útil del material.

Tamaños de bobina:

• Ancho: Va desde 600 mm (23.6 pulgadas) hasta 1500 mm (59.1 pulgadas)
• Diámetro interior: Estándar de 508 mm (20 pulgadas) o 610 mm (24 pulgadas)
• Diámetro exterior: normalmente hasta 2000 mm (78.7 pulgadas)

Otros nombres

La bobina de acero Galvalume se conoce con varios otros nombres, según el fabricante o la región. Algunos de los nombres alternativos:

Aluzinc: Este es un nombre común utilizado para las bobinas de acero Galvalume en Europa y algunas partes de Asia. El nombre deriva de la combinación de aluminio y zinc en el revestimiento.

Zincalume: Zincalume es una marca registrada de BlueScope Steel, una empresa australiana. Es esencialmente el mismo producto que Galvalume, con una composición de recubrimiento de 55% de aluminio, 43.5% de zinc y 1.5% de silicio.

Acero recubierto de Al-Zn: Este es un nombre genérico para bobinas de acero recubiertas con una aleación de aluminio y zinc, que incluye Galvalume.

Acero recubierto de aleación de aluminio y zinc: Este es otro nombre genérico para bobinas de acero recubiertas con una aleación de aluminio y zinc, incluido Galvalume.

Galval:  Galval es otro nombre utilizado para la bobina de acero Galvalume, particularmente en algunas partes de Europa.

Galvalume Plus: Galvalume Plus es una variante de la bobina de acero Galvalume que tiene un recubrimiento acrílico transparente adicional aplicado sobre el recubrimiento Galvalume para mayor protección y mejor estética.

Conclusión

La bobina de acero Galvalume ofrece ventajas distintivas que son fundamentales para su uso generalizado en las industrias de la construcción y la fabricación. Su revestimiento de aleación, compuesto predominantemente de aluminio, zinc y silicio, proporciona una resistencia excepcional a la corrosión, lo que lo convierte en una opción superior para aplicaciones de techos y revestimientos. Además, la eficiencia energética que confiere a los edificios, debido a sus propiedades reflectantes, puede ser fundamental para reducir los costes energéticos generales.