Anodizado frente a galvanoplastia: una comparación técnica exhaustiva

Un componente anodizado y uno galvanizado tienen un aspecto similar. Se requiere una gran experiencia para diferenciarlos, sobre todo a simple vista. La principal diferencia entre el anodizado y la galvanoplastia es que el anodizado añade una capa protectora al componente para mejorar su resistencia mecánica, su resistencia a la corrosión y su resistencia a la fricción. Ambas técnicas también pueden utilizarse como elementos decorativos en la industria de la belleza y la cosmética. Esta guía analiza las diferencias técnicas entre el anodizado y la galvanoplastia para ayudar a los lectores a comprender claramente ambos métodos.

¿Cómo funciona el anodizado?

El anodizado es un proceso de oxidación electroquímica que se aplica habitualmente a los componentes de aluminio. Se utiliza para acondicionarlos de modo que cumplan funciones específicas según las necesidades del usuario.

Durante el proceso de anodizado, se sumergen dos metales en una solución química denominada electrolito. Los electrolitos más habituales que se utilizan en el anodizado son soluciones de ácido sulfúrico y ácido crómico. Uno de los metales se conecta al polo positivo de la fuente de alimentación, convirtiéndose así en el ánodo. El segundo metal se conecta al polo negativo, convirtiéndose así en el cátodo.

Se conecta la fuente de alimentación para suministrar corriente eléctrica. A medida que la corriente eléctrica atraviesa el baño, disocia las moléculas de agua, liberando iones de oxígeno. A continuación, los iones de oxígeno se adhieren a la superficie del metal anódico, iniciando una reacción química con él. La reacción da lugar a un óxido metálico. A diferencia de la pintura o la galvanoplastia, la capa de óxido metálico se integra con el sustrato subyacente, por lo que nunca se descascarilla ni se desprende. En el caso del aluminio, el óxido de aluminio aporta resistencia estructural, lo que permite su uso en entornos sometidos a grandes cargas.

Existen tres tipos de anodizado, en función de la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y el aspecto deseados. Estos tipos se resumen en la tabla siguiente:;

¿Cómo funciona la galvanoplastia?

En la galvanoplastia, una corriente eléctrica disuelve los iones metálicos de una de las varillas metálicas y los deposita sobre el metal de destino. El metal añadido se conoce como «metal de deposición», y el material subyacente o pieza de trabajo se conoce como «material de sustrato».

Los componentes principales de un equipo de galvanoplastia son el cátodo (el objeto que se va a recubrir), el ánodo (un metal que suministra iones para el recubrimiento) y la solución electrolítica que contiene iones disueltos. La fuente de alimentación de corriente continua proporciona la energía eléctrica necesaria para la deposición. La galvanoplastia también incluye un sistema de control de procesos para regular los parámetros del proceso.

El metal que se utiliza habitualmente en la galvanoplastia es el níquel. Supongamos que hay que recubrir acero con níquel mediante galvanoplastia; en ese caso, el níquel actúa como ánodo, mientras que el acero actúa como cátodo. En el ánodo, el níquel metálico cede electrones y se convierte en un ion.

Ni → Ni²⁺ + 2e⁻

En el cátodo, los iones de níquel que se encuentran alrededor del acero adquieren electrones y se convierten en níquel metálico.

Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni

Como regla general, la pieza de trabajo suele considerarse el cátodo. El metal depositado determina el tipo de galvanoplastia. Por ejemplo, en la galvanoplastia de níquel se deposita níquel sobre la pieza de trabajo, mientras que en la galvanoplastia de zinc se deposita zinc sobre la pieza de trabajo.

¿Qué materiales se pueden anodizar o galvanizar?

La selección del material es una de las diferencias más evidentes entre el anodizado y la galvanoplastia. El anodizado está estrechamente relacionado con el aluminio y sus aleaciones, el magnesio y el titanio. Para el anodizado convencional, los ingenieros suelen optar por el aluminio. Sin embargo, las diferentes aleaciones de aluminio se anodizan de forma distinta, lo que afecta a la formación del recubrimiento, a su aspecto y a su uniformidad. Por ejemplo, el cobre y el zinc presentan un comportamiento diferente cuando se combinan con otros componentes de la aleación, como el silicio y el magnesio.

Por otro lado, la selección de materiales para la galvanoplastia es más amplia. Algunos sustratos de uso habitual son el acero al carbono, el cobre, el acero inoxidable, el aluminio, el latón, las aleaciones de zinc y las aleaciones de níquel. Los metales que se suelen depositar son el níquel, el zinc, el cobre, el cromo, la plata y el oro.

¿En qué se diferencian el anodizado y la galvanoplastia en cuanto al espesor del recubrimiento?

No existe un espesor de recubrimiento universal establecido para los procesos de anodizado o galvanoplastia. El espesor adecuado depende de varios factores, como el sustrato, la tolerancia dimensional, la aplicación de la pieza y el entorno de corrosión.

Espesor del recubrimiento anodizado

En el caso de los acabados decorativos finos, el espesor del anodizado es de tan solo unos pocos micrómetros. Este espesor puede alcanzar los 100 µm en el caso del anodizado duro. El Consejo de Anodizadores de Aluminio clasifica el aluminio arquitectónico en dos clases. La Clase I ofrece un espesor mínimo aproximado de 18 µm, mientras que la Clase II ofrece un espesor mínimo aproximado de 10 µm.

Espesor del recubrimiento galvánico

Los recubrimientos en la galvanoplastia varían según la aplicación, y van desde finas capas decorativas hasta recubrimientos técnicos más gruesos que se utilizan para proporcionar resistencia estructural. Por ejemplo, el cromo decorativo tiene un grosor de unos pocos micrómetros. Por su parte, el níquel tiene un grosor de varios a decenas de micrómetros. El cromo duro puede tener un grosor de decenas o cientos de micrómetros, dependiendo de la aplicación concreta.

¿Qué proceso da lugar a una superficie más dura?

La dureza que se consigue mediante el anodizado y la galvanoplastia depende de los métodos y materiales utilizados. La elección del aluminio, por ejemplo, permite alcanzar valores de microdureza de hasta 400 HV, dependiendo de la aleación utilizada. El proceso de anodizado duro crea una capa de óxido de aluminio de características cerámicas que permite el uso del aluminio en entornos corrosivos.

La dureza superficial es aún mayor en el caso de la galvanoplastia de cromo duro para aplicaciones técnicas. El nivel de dureza puede oscilar entre 750 HV y 1050 HV.

La dureza superficial no puede utilizarse para determinar qué proceso es superior al otro. Hay otros factores que deben tenerse en cuenta, como el mecanismo de corrosión, la adherencia del recubrimiento y la dureza del sustrato.

¿Cuál ofrece una mayor resistencia a la corrosión?

No hay un método mejor que otro para conseguir resistencia a la corrosión. La capa de óxido de aluminio resultante del anodizado hace que el aluminio resista las agresiones del entorno. Sin embargo, tras el anodizado, la capa se sella para reducir su permeabilidad, debido a su estructura anódica porosa. Con un anodizado duro y un sellado adecuados, el aluminio encuentra numerosas aplicaciones incluso en entornos altamente corrosivos.

La eficacia de la galvanoplastia a la hora de lograr resistencia a la corrosión depende de la estructura del recubrimiento y de la naturaleza del metal depositado. Los ingenieros utilizan ampliamente el zinc en la galvanoplastia debido a su protección sacrificial contra la corrosión. La norma ASTM B633 ofrece directrices sobre la galvanoplastia de zinc sobre acero y hierro. Establece que, para lograr una protección eficaz contra la corrosión, la pieza debe someterse a tratamientos complementarios, como la pasivación.

Ni el anodizado ni la galvanoplastia pueden ofrecer una mayor resistencia a la corrosión que el otro sin un tratamiento adicional. Es importante sellar la superficie o aplicar un tratamiento posterior para evitar grietas, poros y discontinuidades, así como para mejorar la resistencia a la corrosión.

¿Cuándo deberían los ingenieros optar por el anodizado en lugar de la galvanoplastia?

Hay algunos ámbitos en los que el anodizado resulta más adecuado que la galvanoplastia. En primer lugar, el anodizado es la opción preferida en aquellos casos en los que el aluminio se utiliza como componente estructural. En este tipo de aplicaciones, los ingenieros suelen preferir conservar el aspecto del aluminio. Este método resulta adecuado incluso cuando los ingenieros desean mantener el color negro, transparente u otros colores. Para conservar el color negro, se utiliza un proceso especializado de anodizado negro basado en el teñido. En segundo lugar, el anodizado se utiliza cuando el recubrimiento debe integrarse de forma permanente o sólida con el sustrato. Esto ayuda a evitar que el recubrimiento se descascare, manteniendo así la resistencia a la corrosión. En tercer lugar, los ingenieros prefieren el anodizado cuando no necesitan un recubrimiento metálico grueso para la reparación.

Entre los ejemplos de ámbitos de aplicación se incluyen las carcasas de aparatos electrónicos, los embellecedores de automóviles, los cuerpos de las cámaras, los equipos ópticos y los disipadores térmicos. El anodizado se clasifica en aplicaciones decorativas y de ingeniería. Las directrices para el anodizado decorativo y protector del aluminio se recogen en la norma ISO 7599. Por otro lado, la norma ISO 10074 establece las directrices para el anodizado duro en aplicaciones técnicas.

¿En qué casos deberían los ingenieros optar por la galvanoplastia?

A veces, los ingenieros diseñan un sistema o componente para que su superficie presente una propiedad metálica específica. Esto se puede conseguir de forma eficaz mediante la galvanoplastia del sustrato con el metal deseado. Algunas de las propiedades que buscan los ingenieros en los distintos metales de recubrimiento son la conductividad eléctrica, la baja resistencia de contacto, la alta dureza superficial y la resistencia al desgaste. En otras ocasiones, los fabricantes pretenden conseguir soldabilidad, baja fricción, aspecto metálico y resistencia química.

Entre sus aplicaciones más habituales se encuentran los elementos de fijación de acero galvanizado, que ofrecen resistencia a la corrosión; los componentes chapados en cobre, que sirven como contactos eléctricos; y las cadenas metálicas chapadas en oro, que aportan un toque estético.

Conclusión

El anodizado y la galvanoplastia se diferencian en varios aspectos. La principal diferencia es que el anodizado potencia el proceso de oxidación que se produce de forma natural, mientras que la galvanoplastia consiste en aplicar un metal sobre la superficie de otro metal. Aunque el anodizado ofrece una mayor resistencia a la corrosión y diversas opciones decorativas, normalmente no alcanza el mismo nivel de resistencia al desgaste que otros tratamientos superficiales, como el cromado duro o los recubrimientos por deposición física de vapor (PVD). Además, el anodizado no es aplicable a todos los metales. La decisión final debe tomarse teniendo en cuenta todos los materiales del producto, las condiciones de aplicación, los requisitos de rendimiento y el presupuesto, valorando el contexto global.