¿Qué es la galvanoplastia?

La galvanoplastia es el traslado de iones metálicos que se desprenden de un ánodo a un cátodo en su forma líquida, esto se logra con la aplicación de corriente eléctrica proporcionada por un rectificador de corriente. Tiene como beneficios aumentar la resistencia y durabilidad del objeto recubierto, además de detener y evitar la corrosión y oxidación del metal, a bajos costos.

Hablando específicamente de la galvanoplastia con níquel (o niquelado) es un proceso de deposición electrolítica donde se aplica una capa delgada de níquel sobre una superficie metálica. Esta capa de níquel puede ser decorativa, proporcionar resistencia a la corrosión y al desgaste, o utilizarse para reparar piezas dañadas. 

El proceso de galvanoplastia con niquel consiste en la preparación de la superficie, esta se debe limpiar y preparar para la deposición de níquel. Una vez preparada la pieza, se debe de sumergir en un baño electrolítico, el cual consiste en una solución que contiene iones de níquel. Y finalmente se aplica una corriente eléctrica, lo que causa que los iones de níquel se depositen sobre la superficie del objeto, formando una capa de níquel. 

Aplicaciones más comunes de los procesos de galvanoplastia con niquel:

• Industria automotriz: En componentes de motores, transmisiones, sistemas de frenado, se usa para recubrir componentes como parachoques, llantas, y piezas decorativas, tubos de escape y molduras.
• Industria aeroespacial: En componentes de aviones, cohetes y satélites, ya que se utiliza para recubrir componentes que deben resistir condiciones extremas, como altas temperaturas y presión. 
• Electrónica: En conectores, placas de circuitos y otros componentes que requieren una buena conductividad eléctrica y protección. También se utiliza en la fabricación de baterías recargables, como las de níquel-cadmio (NiCd) y níquel-metal hidruro (NiMH). 
• Industria de la construcción: En tuberías, válvulas y otros componentes metálicos. 
• Industria de joyería: En la fabricación de joyas y accesorios, es un recurso popular debido a su brillo atractivo y resistencia al desgaste
• Industria química y del petróleo y gas, ingeniería en general: Válvulas, tuberías, herramientas, moldes y componentes de máquinas, esto se debe a que las herramientas niqueladas son más resistentes al desgaste. Por esto, se usan en entornos industriales difíciles. 
• Hogar y electrodomésticos: Grifos, manijas, utensilios de cocina. Pues mejoran la durabilidad de estos productos.
• Aleaciones metálicas: Esto tiene que ver en gran medida con sus características magnéticas y, por lo tanto, al integrarse con otros elementos en aleaciones diversas, resulta sumamente resistente al deterioro natural, a la corrosión y al calor. Por ejemplo, el acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, cobre y latón.
• Monedas y acuñación: Fabricación de las monedas
•  Fabricación de materiales quirúrgicos: Esto se debe esencialmente a su capacidad de generar acero inoxidable, el cual se utiliza para fabricar muchos de los elementos médicos y quirúrgicos que se conocen, debido a que es un material que no provoca reacciones alérgicas ni rechazo por parte del cuerpo humano.

La medición de parámetros en el proceso de galvanoplastia con níquel es fundamental para garantizar la calidad, rendimiento, adherencia y apariencia del recubrimiento metálico sobre una pieza, estos incluyen el espesor del recubrimiento, la composición química, la uniformidad, la dureza, la resistencia a la corrosión y las propiedades físicas y mecánicas. 

Los principales parámetros que se deben medir y controlar en este proceso son:

1. Parámetros eléctricos

• Densidad de corriente (A/dm² o A/in²): Afecta directamente la velocidad de deposición y la calidad del recubrimiento. Si es muy alta: el recubrimiento puede quedar rugoso o quemado, en cambio, si es muy baja: puede haber una deposición no uniforme.
• Corriente 2-10ª/dm2
• Voltaje (V): Relacionado con la densidad de corriente, normalmente suele estar en un intervalo de 2 a 6 V

 2. Parámetros del baño electrolítico

• pH del baño: normalmente se esperan valores entre 4.7 y 5.1, ya que este parámetro afecta la estructura del depósito, su dureza y brillo.
• Temperatura: usualmente se emplea entre 45 °C y 65 °C pues la temperatura influye en la velocidad de deposición, el consumo de energía y la solubilidad de las sales de níquel, es decir, temperaturas altas mejoran la uniformidad del depósito, sin embargo, aumentan el riesgo de evaporación o descomposición de aditivos.
• Concentración de sales: por ejemplo, sulfato de níquel o cloruro de níquel, estas pueden afectar la conductividad del baño y la calidad del depósito. Se miden en g/L y se controlan regularmente con análisis químicos.
• Contenido de aditivos: estos se utilizan para modificar el acabado (brillante o mate), mejorar la nivelación y prevenir defectos.

3. Parámetros del depósito

• Espesor del recubrimiento (μm): Se mide mediante instrumentos como el micrómetro, rugosímetro, o métodos no destructivos como la espectrometría por fluorescencia de rayos X (XRF). Este parámetro varía según la aplicación 
• Adherencia: Se evalúa mediante pruebas mecánicas (ensayo de corte o doblado).

Hanna Instruments ofrece equipos como el HI726, un Checker HC® para niquel intervalo alto (0.00 a 7.00 g/L), el cual cuenta con un diseño pequeño y portátil para llevarlo a cualquier parte. Este colorímetro de mano proporciona una manera simple, exacta y rentable de medir níquel.
La operación del equipo es simple ya que un solo botón facilita el uso de nuestro colorímetro.
Garantiza resultados uniformes en todas las muestras con el temporizador de reacción integrado.

Este equipo está recomendado para la fabricación de acero, las industrias de galvanoplastia y la producción de productos electrónicos.

Especificaciones del HI726

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Analizar los niveles de algunos parámetros como la alcalinidad, calcio, nitrato entre otros, con los colorímetros Checker® de Hanna puede parecer un proceso muy sencillo, pero existen muchas cosas que pueden ocurrir durante el análisis y que pueden impactar sus resultados.

Implemente las siguientes mejores prácticas cuando utilice un Checker® para garantizar resultados más exactos en sus mediciones.

1. Use una celda limpia con los Checker.

¿Por qué? Los productos de la línea de Checkers® de Hanna son colorimétricos, lo que significa que utilizan una fuente de luz, como una luz LED o una lámpara de tungsteno, con un filtro y un detector sensor de luz para determinar la absorbancia y la concentración de iones. Debido a que los Checkers® son un equipo de medición basado en óptica, es importante que la luz no se vea obstaculizada por huellas dactilares, rayones, suciedad o burbujas de aire en las celdas.

Solución: Utilice un paño de microfibra para limpiar el exterior de la celda. Para eliminar las burbujas de aire, golpee suavemente la celda antes de colocarla dentro del Checker®.

2. Utilice pipetas independientes

¿Por qué? Utilizar la misma jeringa o punta de pipeta tanto para el agua dulce como para el agua salada puede contaminar la muestra de agua dulce, lo que conlleva errores ya que algunas sales se pueden quedar dentro de la pipeta.

Solución: Etiquete cada una de las jeringas y las puntas de pipeta como “agua dulce” o “agua salada” para que no se mezclen.

3. Siempre coloque las celdas en la misma posición

¿Por qué? Al usar un colorímetro Checker®, es importante que la longitud de la trayectoria óptica sea siempre la misma para garantizar la consistencia y exactitud en las lecturas.

Solución: Coloque una pequeña marca en la tapa o en la parte superior del vidrio para que lo ayude a identificar la posición de la celda en el equipo.

4. No deje que los reactivos se queden en la celda

¿Por qué? Dejar una muestra mezclada con reactivos en la celda por un largo periodo de tiempo puede manchar el vidrio. Esto puede afectar la absorbancia cuando la luz pase a través del vidrio, lo que causará una lectura errónea.

Solución: Siempre vacíe y enjuague las celdas después del análisis.

5. Limpie las celdas con agua destilada o desionizada.

¿Por qué? Es necesario que las celdas estén libres de posibles contaminantes antes de realizar un nuevo análisis. Enjuagarlos con agua del acuario puede dejar residuos después de la prueba. Las celdas deben secarse completamente después de enjuagarlas para evitar cualquier dilución no deseada de la muestra cuando se realice el próximo análisis.

Solución: Siempre vacíe y enjuague las celdas con agua destilada o desionizada después del análisis. No coloque las tapas en las celdas cuando las guarde en su estuche.

6. Revise las fechas de vencimiento de los reactivos.

¿Por qué? Utilizar un reactivo caduco puede dar lecturas erróneas o falsas.

Solución: Revise siempre los sobres o frascos de reactivos antes de usarlos. Para obtener mejores resultados, asegúrese de almacenar los reactivos en un lugar fresco y seco, y evite cambios drásticos de temperatura. Las temperaturas extremas y la humedad pueden dañar los reactivos.

7. Cierre completamente la tapa del Checker®

¿Por qué? Cualquier fuente de luz alternativa que ingrese al Checker® puede causar lecturas inexactas o erróneas.

Solución: Asegúrese de cerrar completamente la tapa del Checker para que la luz exterior no pueda penetrar en la celda.

8. Corte los sobres de reactivos a lo largo de la línea punteada.

¿Por qué? Cortar el sobre a lo largo de la esquina inferior derecha hacia la parte superior izquierda creará un embudo para permitir un vertido más fácil del reactivo en la celda.

Solución: Antes de cortar el sobre, golpéelo suavemente para asegurarse de que el reactivo no esté adherido a la esquina que está cortando. Posteriormente use unas tijeras para cortar a lo largo de la línea punteada.

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