AUTOMATIZACIAÔÇN-DEL-PROCESO-DE-GALVANIZACIAÔÇN-EN-CALIENTE

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24/10/2022

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Introducción al Derecho I

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD ZACATENCO
AUTOMATIZACIÓN DEL
PROCESO DE GALVANIZACIÓN
EN CALIENTE

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
DIRIGIDA POR:
DRA. ESTHER LUGO GONZÁLEZ
M. EN C. ERIKA VIRGINIA DE LUCIO RODRÍGUEZ

P R E S E N T A N:

MIGUEL ANGEL ESPINOZA FLORES
ERICK EDUARDO HIDALGO ZAPIAIN

MÉXICO, D.F. JULIO DEL 2015

INGENIERO EN
CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

AGRADECIMIENTOS

Al Instituto Politécnico Nacional, alma mater de la ciencia y la tecnología porque nos está
formando para un futuro como Ingeniero en Control y Automatización.

También a las instancias que me otorgaron becas durante mi trayectoria académica, entre
ellas el programa PRONABES, la fundación Harp- Helú y TELMEX.

De igual manera a los docentes que han contribuido a mi formación académica desde los
niveles más básicos hasta el nivel superior que he cursado. Incluyo en esta mención a la
Lic. Elide Sandoval que fue un apoyo muy importante para mi movilidad académica a
Francia, la embajada de Francia en México y el programa de beca MANEA otorgado por la
Secretaria de Educación Pública.

Finalmente, me gustaría agradecer sinceramente a mis asesoras de Tesis, la Dra. Esther
Lugo González y la profesora Erika De Lucio Rodríguez por su esfuerzo y dedicación. Sus
conocimientos, sus orientaciones, su manera de trabajar, su persistencia, su paciencia y su
motivación han sido fundamentales para mi formación.

DEDICATORIAS

Este trabajo lo dedico a mi familia que siempre ha sido una fuente de apoyo constante e
incondicional en toda mi vida y más aún en mis duros años de carrera profesional y en
especial expresar mi más grande agradecimiento a mis padres que sin su ayuda hubiera sido
imposible culminar mi profesión. A mis abuelitos y abuelitas que han sido un ejemplo de
arduo desempeño.

Miguel Angel Espinoza Flores

DEDICATORIAS

A Dios

Por darme la fuerza necesaria en cada paso que doy en mi vida, porque a pesar de los
malos momentos por los que he pasado sabe cómo consolarme y mandarme la calma.

A mi madre Mercedes Zoraida Hidalgo Zapiaín

Por ser una luchadora incansable, porque fuiste la mejor maestra, doctora, chef que existirá
en el mundo estoy y estaré siempre orgulloso de ti, fuiste padre y madre a la vez, siempre
me dijiste que me esforzara cada día más y por eso soy quién soy y todo se lo debo a ti, me
enseñaste a trabajar y a ser un hombre honesto y de bien. No alcanzan las palabras para
describir lo grandiosa madre que fuiste. Te doy las gracias por todo lo que a tu alcance
pudiste darme y te digo algo: “nunca me falto nada”. Si Dios me pudiera dar la oportunidad
de elegir a una mamá te elegiría a ti sin dudarlo. Yo sé que no vivías para ti, sino para los
demás y eso fue lo que te distinguió en este mundo material “dar todo sin esperar recibir
nada a cambio”, a pesar de todas las adversidades que la vida te puso en el camino nunca te
rendiste y yo sé que fingías una sonrisa los 365 días del año, aunque en algunas ocasiones
por dentro las lágrimas no las podías contener, eras el pilar de nuestro hogar y ahora que no
te encuentras en este mundo sólo te quiero decir: “Gracias Mami y espero algún día volver
a verte”.

Y como siempre me decías "hijo te toco tener la mamá más mala del mundo”.
Yo tuve la mama más mala de todo el mundo. Mientras que los niños no tenían que
desayunar, yo tenía que comer cereal, huevos y pan tostado. Cuando los demás tomaban
refrescos gaseosos y dulces para el almuerzo, yo tenía que comer emparedado. Mi madre
siempre insistía en saber dónde estábamos. Parecía que estábamos encarcelados. Tenía que
saber quiénes eran nuestros amigos. Insistía en que si decíamos que íbamos a tardar una
hora, solamente nos tardaríamos una hora. Me da vergüenza admitirlo, pero hasta tuvo el
descaro de romper la ley contra el trabajo de los niños menores. Hizo que laváramos trastes,
tendiéramos camas, y aprendiéramos a cocinar y muchas cosas igualmente crueles. Creo
que se quedaba despierta en la noche pensando en las cosas que podría obligarnos a hacer.
Siempre insistía en que dijéramos la verdad y solo la verdad. Para cuando llegamos a la
adolescencia ya fue más sabia, y nuestras vidas se hicieron aún más miserables, se volvió
posesiva. Nadie podía tocar el claxon para que saliéramos corriendo. Nos avergonzaba
hasta el extremo, obligando a nuestros amigos a llegar a la puerta para preguntar por
nosotros. Mi madre fue un completo fracaso. Ninguno de nosotros ha sido arrestado, y " A
QUIEN DEBO CULPAR DE MI TERRIBLE FUTURO? Tienen razón, a mi madre. Vean
de todo lo que nos hemos perdido. Nunca he podido participar en una demostración y actos
violentos y miles de cosas más que hicieron mis amigos. Ello me hizo convertirme en un
adulto educado y honesto.

Verán doy gracias a Dios por haberme dado "LA MAMÁ MÁS MALA DEL MUNDO”.
A mis Abuelos Eugenia Felicitas Zapiaín Gómez y Pedro Hidalgo Bernal
Por ser fuente de inspiración y por enseñarme que a pesar de todas las adversidades se
puede salir adelante y que gracias a su trabajo y esfuerzo de muchos años gozo de un
techo donde dormir y de una gran vida que tal vez ellos soñaron para ellos.

A mi familia

Empezando por mi tía María Alejandra Hidalgo Zapiain; no tengo como agradecer todo lo
que hizo por mi madre, desde ser su sombra día y noche en los hospitales, velar por ella en
las situaciones más difíciles hasta regalar una parte de ella y así brindar una oportunidad
de vida a mi Madre, ser luchadora y nunca rendirse. A mi tío Heriberto Hidalgo Zapiaín
por todo el apoyo hacia mi parte y a toda mi familia a mi tía Aida Antonia Hidalgo Zapiaín
por ser apoyarme en algunos momentos escolares, a mi tío Jesús Hidalgo Zapiain por ser
apoyo en las partes técnicas de mi vida escolar a mis hermanos Iván Fernando Hidalgo
Zapiaín y Yaél Adán Hidalgo Zapiaín por ser parte fundamental en mi vida y compartir
momentos gratos desde mi niñez.

A la Familia Zapiaín

Esperando no olvidarme de nadie englobo a toda la familia Zapiaín desde la que vive en el
Norte del país hasta la que vive en la península de la República Mexicana, ya que todos han
tenido algo que enseñarme y reitero mi cariño a cada uno de los integrantes de la familia.

A mis amigos

Ya que con su apoyo incondicional día con día, supere los obstáculos que me ponía cada
día mi vida escolar y personal, agradezco a mis amigos de la vocacional (la pandilla) por
todo el apoyo en esos tres años de duras pruebas, al club de Robótica de ESIME
Zacatenco por todas las enseñanzas y retos que hay logre y a todos mis amigos de la
ESIME ZACATENCO.

Agradecimientos

Al Instituto Politécnico Nacional

Ya que al ser mi alma mater le agradezco todos los valores y enseñanzas que esta gran casa
de estudios me dio palabras faltan para agradecer a esta gran institución.

Erick Eduardo Hidalgo Zapiaín

Índice General

i
Índice General.
Índice General. i
Índice de Figuras. iv
Índice de Tablas. vi
Glosario. vii
Resumen. ix
Abstract. ix
Objetivo General. x
Objetivos particulares. x
Justificación. xi
Introducción. xiii
1. Generalidades. 2
1.1 Galvanización. 2
Aplicaciones de la galvanización. 3
1.2 Automatización del proceso de galvanización. 3
1.3 Robots cartesianos aplicados en la industria 5
1.4 Manipuladores para el proceso de galvanización. 7
Línea de galvanización en caliente a 3 alambres. 8
Línea de galvanizado por inmersión en caliente de alambre de acero de tipo óxido-reducción. 9
1.5 Normas aplicadas a la galvanización. 10
Normas ISO. 10
Normas británicas y europeas. 11
Normas DIN. 12
Normas ASTM. 12
Norma mexicana NMX. 13
1.6 Planteamiento del problema. 13
1.7Objetivos del proyecto y organización de la tesis. 14
2. Proceso de galvanización. 17
2.1 Los metales. 18
2.2 Galvanización en caliente. 18
2.3 Etapas del proceso. 19
2.4 Proceso por lote. 21
2.5 Establecimiento del tiempo para el proceso. 22
2.6 Preparación para la galvanización en caliente. 22
2.7 Sumario. 25

Índice General

ii
3. Conceptos teóricos para el diseño del prototipo. 27
3.1 Tipos de automatización. 27
Automatización Fija. 28
Automatización Programable. 28
Automatización Flexible. 28
3.2 Importancia de la automatización. 28
3.3 Metodología para el diseño. 29
3.4 Cuadros comparativos. 30
3.5 Sumario. 30
4. Diseño a detalle. 32
4.1 Diseño de un sistema automático. 32
4.2 Descripción del PLC. 36
4.3 Diseño de tablero de control. 37
4.4 Interfaz Hombre-Máquina (HMI). 38
4.5 Monitoreo de temperatura. 39
4.6 Monitoreo de nivel y PH. 41
4.7 Selección de motores y cálculo de traslación en eje X y Z. 44
Elección de motor para traslación en eje X. 46
Elección de motor para traslación en eje Y. 50
4.8 Grafcet de secuencia automática. 55
4.9 Sumario. 57
5. Simulaciones y análisis de resultados. 59
5.1 Programación mecánica por PLC. 59
Simulación del programa de control del PLC. 59
Programa manual. 65
Instalación del sistema. 67
5.2 Instrumentación en el proceso. 68
5.3 Sistema para automatización. 70
Diagrama trifilar. 70
Puesta en marcha. 71
Mantenimiento del sistema automatizado. 72
Plano de distribución del proceso. 73
5.4 Análisis costo-beneficio. 74
Conclusiones y Trabajos Futuros 77
Trabajos futuros. 79
Referencias. 80

Índice General

iii
Anexos 82
Programa de automatización del proceso en RS Logix. 83
Programa de escalamiento del proceso en RS Logix. 87
Programa manual del proceso en RS Logix. 89
Programa de subrutinas del proceso en RS Logix. 90
Dimensionamiento de gabinetes y colocación en rieles DIN. 91
Bloques de terminales de fusible y supresor de sobretensiones. 92
Conmutador (switch). 92
Gabinete de control. 93
Fuente de poder tipo Switching 220V AC a 24V DC 2.5A. 94
Interruptor termomagnético 2 polos. 94
Módulos de expansión. 95
Teclado integral del variador de velocidad. 96
Diagrama de conexión del PLC. 97

Índice General

iv
Índice de Figuras.
Figura 1.1 Proceso de galvanización general.(Pinales & Márquez, 2008) 4
Figura 1.2 Esquema de una instalación de galvanización en continuo. (Pinales & Márquez, 2008) 4
Figura 1.3. Mesa automatizada XY.(Segovia et al., 2007) 6
Figura 1.4 Grúa Viajera. (Pinales & Márquez, 2008) 7
Figura 1.5. Sistema de galvanización en caliente para 3 alambres. (Tecnofil, 2015) 8
Figura 1.6. Sistema de galvanización para alambres tipo óxido-reducción. (Gongda Galvanizing,
2015) 10
Figura 2.1. Esquema ilustrativo del dispositivo para la electrodeposición de los metales. (A)
amperímetro, (V) voltímetro.(Jordà, 2005) 18
Figura 2.2. Diagrama de flujo del proceso de galvanización. (Dallin, 2012) 22
Figura 2.3. Diagrama de bloques del proceso de galvanización en caliente. 23
Figura 2.4. Proceso de galvanización. (Jordà, 2009) 25
Figura 4.1. Sistema empleado de control distribuido con PLC 34
Figura 4.2 Diagrama general de conexiones para el sistema automático. 35
Figura 4.3. Controlador PLC Micrologix 1100. (Rockwell Automation, 2015) 36
Figura 4.4 Propuesta tablero de control empleando un PLC 38
Figura 4.5. PanelView Plus 1000. (Power Supply México, 2015) 39
Figura 4.6. Transmisor Rosemount 644. (Emerson Process, 2015) 40
Figura 4.7.Sensor de nivel LR3000.. (IFM, 2015) 41
Figura 4.8. Medidor de nivel tipo radar Siemens LR250. (Siemens, 2015) 42
Figura 4.9. Medidor de nivel tipo láser M10. (PCE Instruments, 2015) 43
Figura 4.10. Medidor de PH, modelo PHH-37. (Omega, 2015) 44
Figura 4.11. Esquema de secciones de vigas de hierro. (AHMSA, 2015) 45
Figura 4.12. Diagrama de fuerzas para el eje X. 48
Figura 4.13.Diagrama de fuerza para el desplazamiento en Z. 51
Figura 4.14. Variador de velocidad de CA PowerFlex 40. (Rockwell Automation, 2015) 54
Figura 4.15. Sensor de proximidad marca Omron E3Z-R86. (Electronic Components, 2015) 54
Figura 4.16. Diagrama Grafcet del proceso. 56
Figura 5.1. Configuración de módulos extras de entradas y salidas. 60
Figura 5.2. Menú de subrutinas. 61
Figura 5.3. Escalamiento de sensores. 62
Figura 5.4. Simulación de temperatura con potenciómetro para pruebas de escalamiento. 62
Figura 5.5. Modo automático. 63
Figura 5.6. Pantallas de HMI para monitoreo de temperatura y nivel de las cubas. 64
Figura 5.7. Modo TON. 64

Índice General

v
Figura 5.8. Programación ON-OFF de salidas del PLC. 65
Figura 5.9. Pantalla HMI de modo manual para la activación de los motores. 66
Figura 5.10. Tablero de control 66
Figura 5.11. HMI, paro de emergencia, arranque e indicador de funcionamiento. a) Panel view,
b)Paro de emergencia, c)Paro y d) Variador de velocidad 67
Figura 5.12. Distribución interna de tablero de control. 68
Figura 5.13. Diagrama de instrumentación y tuberías del proceso de galvanización 69
Figura 5.14. Diagrama trifilar del proceso. 70
Figura 5.15. Diagrama eléctrico de motores. 71
Figura 5.16. Diagrama eléctrico de la planta. 72
Figura 5.17. Distribución de la planta. 73

Índice General

vi
Índice de Tablas.
Tabla 2.1. Propiedades de las capas de aleación en aceros galvanizados en caliente.(Dallin, 2012) 21
Tabla 4.1. Comparación de los posibles sistemas a implementar. 33
Tabla 4.2.Características del PLC Micrologix 1100. (Rockwell Automation, 2015) 37
Tabla 4.3. Tabla comparativa de termopares 40
Tabla 4.4. Características del termopar 40
Tabla 4.6. Tabla comparativa entre motores de CA, CV y a pasos. 44
Tabla 4.7. Características de vigas de hierro. (AHMSA, 2015) 45
Tabla 5.1. Costos fijos del proyecto 74
Tabla 5.2. Tabla comparativa del proceso antes y después. 74
Tabla 5.3. Tabla de ventajas y desventajas para la automatización. 75

Índice General

vii
Glosario.
ASTM: American Society for Testing Materials o Sociedad Americana para Prueba de Materiales,
es una organización autónoma fundada en 1902 cuyo campo de acción abarca todos los tipos de
materiales, comprendiendo los revestimientos y los mismos procesos de tratamiento.
BSI: La British Standards Institution o Institución de Estándares Británicos, es una multinacional
cuyo fin se basa en la creación de normas para la estandarización de procesos. BSI es un organismo
colaborador de ISO y proveedor de estas normas, son destacables la ISO 9001, ISO 14001 e ISO
27001. Entre sus actividades principales se incluyen la certificación, auditoría y formación en las
normas.
CRETIB: Es la sigla del código de clasificación que corresponde a las características
de corrosivo,reactivo, explosivo, tóxico, inflamable y biológico-infeccioso. Pueden existir
en recipientes, envases, embalajes y suelos que hayan sido contaminados por ellos. Algunos
ejemplos de residuos peligrosos son los acumuladores de vehículos, el aceite lubricante usado,
los residuos de pintura y del curtido de pieles.
CN: Es un anión monovalente conocido como cianuro. Es utilizado en el ámbito industrial, minero,
en la galvanoplastia de electrodeposición de zinc, oro, cobre y especialmente plata y de uso en la
producción de plásticos de base acrílica. Es muy tóxico, potencialmente letal.
CNC: El Control Numérico Computarizado es un sistema de automatización de máquinas
herramienta que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en
comparación con el mando manual mediante volantes o palancas. Para mecanizar una pieza se usa
un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.
El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los
ejes de coordenadas de la máquina, usandoun programa informático ejecutado por una
computadora.
DIN: Es el acrónimo de Deutsches Institut für Normung (Instituto Alemán de Normalización).
Tiene sede en Berlín, es el organismo nacional de normalización de Alemania. Elabora, en
cooperación con el comercio, la industria, la ciencia, los consumidores e instituciones públicas,
estándares técnicos (normas) para la racionalización y el aseguramiento de la calidad. El DIN
representa los intereses alemanes en las organizaciones internacionales de normalización (ISO, CEI,
entre otros.). A través de la metodología empleada en la elaboración de las normas se pretende
garantizar que sus contenidos correspondan con el «estado de la ciencia».
https://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_9001
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_14001
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_27001
https://es.wikipedia.org/wiki/ISO_27001
https://es.wikipedia.org/wiki/Sigla
https://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n_(derecho)
https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Corrosivo
https://es.wikipedia.org/wiki/Reactivo
https://es.wikipedia.org/wiki/Explosivo
https://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%B3xico
https://es.wikipedia.org/wiki/Inflamable
https://es.wikipedia.org/wiki/Biol%C3%B3gico
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Infeccioso&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/Recipiente
https://es.wikipedia.org/wiki/Envase
https://es.wikipedia.org/wiki/Embalaje
https://es.wikipedia.org/wiki/Suelo
https://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_recargable
https://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo
https://es.wikipedia.org/wiki/Aceite
https://es.wikipedia.org/wiki/Lubricante
https://es.wikipedia.org/wiki/Basura
https://es.wikipedia.org/wiki/Pintura_(material)
https://es.wikipedia.org/wiki/Curtido
https://es.wikipedia.org/wiki/Piel
https://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Valencia_(qu%C3%ADmica)
https://es.wikipedia.org/wiki/Zinc
https://es.wikipedia.org/wiki/Oro
https://es.wikipedia.org/wiki/Cobre
https://es.wikipedia.org/wiki/Plata
https://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico
https://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%B3xico
https://es.wikipedia.org/wiki/Automatizaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramienta
https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramienta
https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Medio_de_almacenamiento
https://es.wikipedia.org/wiki/Coordenadas
https://es.wikipedia.org/wiki/Acr%C3%B3nimo
https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania
https://es.wikipedia.org/wiki/Normalizaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Berl%C3%ADn
https://es.wikipedia.org/wiki/Comercio
https://es.wikipedia.org/wiki/Industria
https://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia
https://es.wikipedia.org/wiki/Consumidor
https://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)
https://es.wikipedia.org/wiki/Racionalizaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Garant%C3%ADa_de_calidad
https://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_para_la_Estandarizaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Comisi%C3%B3n_Electrot%C3%A9cnica_Internacional

Índice General

viii
GERBER: Es un formato diseñado para el control de las impresoras de transparencias (fotolito).
Estas impresoras (también conocidas como fotoplotter) son de hecho máquinas de control numérico
computarizado (CNC) que se mueven en un plano. Hay una intensa fuente de luz y un volante de
varias posiciones que varía la forma del haz de luz. En cada posición de la rueda existen formas de
aberturas cuadradas, elípticas, circulares, etc., y varios tamaños para cada una de las formas. La luz
modulada con la forma se condensa en el fotolito a través de lentes.
HMI: Es una interfaz de usuario asistida por ordenador, actualmente una interfaz de uso, también
conocida como interfaz hombre-máquina, forma parte del programa informático que se comunica
con el usuario. En ISO 9241-110, el término interfaz de usuario se define como "todas las partes de
un sistema interactivo (software o hardware) que proporcionan la información y el control
necesarios para que el usuario lleve a cabo una tarea con el sistema interactivo"
ISO: La Organización Internacional de Normalización es un conjunto de normas sobre
calidad y gestión de calidad. Sus normas se pueden aplicar en cualquier tipo de organización o
actividad orientada a la producción de bienes o servicios. Las normas recogen tanto el contenido
mínimo como las guías y herramientas específicas de implantación como los métodos de auditoría.
También, especifica la manera en que una organización opera sus estándares de calidad, tiempos de
entrega y niveles de servicio.
NMX: La Normatividad Mexicana es una serie de normas cuyo objetivo es regular y asegurar
valores, cantidades y características mínimas o máximas en el diseño, producción o servicio de
los bienes de consumo entre personas morales y/o personas físicas, sobre todo los de uso extenso y
de fácil adquisición por parte del público en general, poniendo atención en especial en el público no
especializado en la materia.

https://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico
https://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico
https://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_de_Normalizaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Conjunto
https://es.wikipedia.org/wiki/Control_de_calidad
https://es.wikipedia.org/wiki/Control_de_calidad
https://es.wikipedia.org/wiki/Gesti%C3%B3n_de_calidad
https://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Acuerdo_de_nivel_de_servicio
https://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)
https://es.wikipedia.org/wiki/Bienes_de_consumo
https://es.wikipedia.org/wiki/Persona_moral
https://es.wikipedia.org/wiki/Persona_f%C3%ADsica

Índice General

ix
Resumen.
Este trabajo de tesis explica el proceso de galvanización en caliente para el recubrimiento de vigas
metálicas tipo H fabricadas de aceros para construcción, para evitar su oxidación y prolongar su
vida útil. En los primeros capítulos se muestran los antecedentes de mecanismos para el proceso de
galvanización además de las normas que rigen a este proceso. Esto se complementa con el marco
teórico donde se explican las etapas para preparar y generar el recubrimiento con zinc fundido. En
los capítulos posteriores se analizarán las herramientas necesarias para su automatización, desde el
tipo de motores, examinando sus características para determinar el que mayores ventajas ofrece. De
la misma forma se determinan la instrumentación, el mecanismo, la programación del equipo y su
interfaz HMI. Además se hace un análisis costo-beneficio que expone las ventajas del proceso
galvánico. Todos estos componentes involucran la propuesta de automatización y mejoras en planta
demostrando por medio de simulaciones la factibilidad de implementar este sistema automático.

Abstract.
In this thesis, it will be explained the hot dip galvanizing process for coating metallic pieces such as
H roof rafter manufacture steel for construction, to avoid oxidation and extend their service life. In
the first chapter it will be shown the mechanic precedents to galvanizing process and the standards
for the process. This will be followed by the theoretical framework where each phase will be
explained to prepare and produce the molten zinc coating. In the next chapters, the needed tools will
be analyzed to automate this procedure, from the motor types, examining their characteristics to
choose the best advantages they offer. As well it will be observed the instrumentation, the
mechanism, the equipment programming, and the HMI. There will be a Cost-benefit analysis added
to expose the advantages for this galvanic process. All this components compose the automation
factory improvements demonstratingthrough simulations the viability to implement this automatic
system.

Índice General

x
Objetivo General.
Automatizar un proceso de galvanización en caliente por medio de zinc fundido aplicado a vigas
tipo H de acero para obtener una secuencia de operaciones que cumpla con las necesidades del
cliente.

Objetivos particulares.
 Caracterizar el proceso de galvanización para identificar las fases y características
principales del recubrimiento a ejecutar.
 Establecer un mecanismo para el desplazamiento de las piezas.
 Realizar el monitoreo de las variables que permiten recubrimiento uniforme y mejorar la
calidad.
 Simular la propuesta mecánica y el sistema secuencial para comprobar la funcionalidad del
sistema.

Índice General

xi
Justificación.
Las tecnologías innovadoras se caracterizarán por ser de bajo costo energético y por generar pocos
residuos. En este contexto, el galvanizado representa una solución que reduce el consumo de energía
en la fabricación de las estructuras. Este proceso en caliente ha tenido uso prudente de los recursos
naturales, por lo que puede ser considerado como un factor importante en la contribución sostenible
de la construcción.

El galvanizado, el recubrimiento de hierro o de acero con zinc, es posiblemente el proceso menos
nocivo para el ambiente utilizado para evitar la corrosión por intemperización y agentes agresivos
para los metales. Debido a que permite la reutilización de los residuos generados en el proceso. El
acero galvanizado se recicla fácilmente con otros desechos de acero en el proceso de producción del
metal. La mejora de la tecnología de quema de gas también ha mejorado la eficiencia energética en
la calefacción del baño de galvanización. El calor expulsado no se desperdicia y se utiliza para
calentar el pretratamiento químico o para el secado antes de la inmersión. (Latiza, 2010)

Se estima que los costos de la corrosión representan alrededor del 4% del Producto Interno Bruto de
las naciones industrializadas, porcentaje que tiende a ser mayor en las economías de los países
emergentes. Cada 90 segundos, en todo el mundo, una tonelada de acero se consume por la
corrosión, y de cada dos toneladas de acero producido, una es para reemplazar el acero corroído. El
galvanizado representa el uso eficiente del zinc para proteger el acero durante largos períodos, lo
que significa un ahorro de recursos con un impacto mínimo en el medio ambiente.(Latiza, 2010)

Además de los beneficios que aporta este trabajo de tesis se contribuirá con un sistema que permita
aumentar la seguridad de las personas que está involucradas directamente con el proceso, mismo que
se cataloga como una actividad de alto riesgo que involucra: el proceso en caliente del zinc que
puede llevar a quemaduras de usuarios; elevaciones de material pesado provocando choques, golpes,
caídas de objetos causando fracturas, cortes, contusiones, aplastamientos; manejo de sustancias
químicas peligrosas por su clasificación CRETIB ( Corrosivo, Reactivo,
Explosivo, Tóxico, Inflamable y Biológico-infeccioso) que se relaciona con inhalación y contacto
de las mismas debido a los vapores desprendidos en el proceso y salpicaduras de los líquidos
utilizados, que justificarán la reducción en las necesidades de personal y que haya menor peligro de
contaminación de las soluciones.

Índice General

xii
El diseño consta de etapas que permiten generar actividades enfocadas a la ingeniería como:
desplazamiento por medio de mecanismos, control de variables, programación de secuencias e
instrumentación. El diseño se realiza con el objetivo de producir un recubrimiento en las piezas
metálicas concorde a las especificaciones dadas como es grosor de recubrimiento y uniformidad, y
tomar en cuenta los tiempos de inmersión en las tinas que contienen las soluciones para un producto
con calidad en el acabado, tratar en mayor medida la necesidad de reducir el espacio y las pérdidas
por arrastres.

Índice General

xiii
Introducción.
El zinc es un material muy versátil, y muy utilizado en determinadas aplicaciones industriales y
productos. Se emplea para proteger el acero de la corrosión, permitiendo que sea más duradero. Esto
se ve reflejado en los costos y en el impacto en el medioambiente. Finalizando su vida útil, los
productos que contienen zinc pueden reciclarse al ser recuperado sin ninguna pérdida en su calidad o
propiedades (IDU (Instituto de desarrollo urbano) & Cámara Fedemetal, 2011).

Este elemento es la base para el proceso de galvanización en caliente, ya que se utilizan en piezas de
gran volumen para prologar su vida útil. El periodo de vida de los productos galvanizados varía de
acuerdo con las condiciones ambientales, con un tiempo mínimo sin oxidarse de 10 años. La
protección proporcionada por los recubrimientos de zinc es directamente proporcional a su espesor.
(IDU (Instituto de desarrollo urbano) & Cámara Fedemetal, 2011)

El proceso de galvanizado consta de diversas etapas, donde las principales son el desengrase y
decapado, que son pre tratamientos para el recubrimiento de la pieza por zinc, ya que eliminan
impurezas en el material base. También se tiene el enjuague que elimina las sustancias anteriores por
medio de agua y el fluxado que prepara el material con una capa antioxidante para pasar al secado y
finalmente recubrirlo con zinc.

Actualmente las empresas de galvanización cuentan con procesos manuales donde se involucran
grúas viajeras para la transportación del material, también se tiene personal que verifica y ajusta la
posición de la pieza en cada tina, además de montacargas para el desplazamiento, y según las
necesidades del recubrimiento hay un aumento en el número de tinas y en su tamaño de acuerdo al
de las piezas.

A nivel industrial, la automatización ha logrado el desarrollo de todos los sectores, permitiendo la
fabricación de productos más elaborados, la simplificación y eficiencia de sus procesos, busca el
aprovechamiento de la materia prima y menor defecto en la elaboración. Aunque a corto plazo
implica una gran inversión, es necesario analizar los beneficios que conlleva el cambio de un
proceso manual a uno automático.

Índice General

xiv
La galvanización se considera un proceso de gran utilidad y de alto riesgo donde se pretende
generar por medio de herramientas de ingeniería, la automatización del proceso mostrando las
simulaciones que caracterizarán la galvanización en caliente, la comparación entre varios tipos de
automatización, la selección de elementos e instrumentación y finalmente los costos y conclusiones
sobre la viabilidad de la propuesta que se desarrollará.

Para resolver la problemática presentada por la necesidad de automatizar el proceso de
galvanización, en esta tesis se presenta en el capítulo 1 el estado del arte necesario para conocer la
evolución de la mejora que se le ha dado a la galvanización, en el capítulo 2 se tiene la serie de
conceptos teóricos necesarios para realizar la automatización del proceso, en el capítulo 3 se
presenta la metodología para llevar a cabo el proyecto, la selección de materiales y elementos para
llevar a cabo el proceso, en el capítulo 4 se realiza el diseño a detalle del sistema automático, el
monitoreo de variables, la comunicación y cálculos necesarios, finalmente en el capítulo 5 se
muestran los diagramas y resultados de la simulación pata automatizar el proceso.

En este capítulo se presentan los
antecedentes del proceso de
galvanización, como ha
evolucionado, los tipos de plantas
que involucra y algunos ejemplos de
estetipo de empresas, así como las
normas relacionadas a la
galvanización.

GENERALIDADES

Estado del Arte
2
1. Generalidades.
La automatización se ha vuelto parte del desarrollo en las empresas de manufactura, ya que se
encaminó en un principio a conseguir sistemas aislados que permitieran realizar tareas de
contabilidad, gestión de nóminas, gestión financiera, etc. Todas las tareas se mecanizaron creando
islas de gestión. Igualmente las empresas industriales fueron automatizando fases de un proceso,
creando células automatizadas o islas de automatización. Estos sistemas puntuales formarán un
conjunto integrado que darán la posibilidad práctica de integrar los diversos sistemas automatizados
que comenzaron desde los años ochenta. El ambiente de competencia internacional de hoy requiere
que la fabricación no pueda ser considerada como una actividad aislada, sino como un sistema
integrado que incorpora todos los elementos necesarios para hacer funcionar el conjunto de la
empresa industrial como una entidad única. Las tecnologías avanzadas de producción o de
automatización industrial contemplan diferentes tecnologías, técnicas y metodologías concluyentes
para favorecer la mejora de la flexibilidad y productividad de los procesos de producción y lograr
una calidad óptima y homogénea de los productos fabricados. (Estrella, 2010)
En este capítulo se presenta la evolución que ha tenido la automatización en el proceso de la
galvanización.

1.1 Galvanización.
La electroquímica es la interrelación que se establece entre los sistemas químicos y los sistemas
eléctricos, cuando ambos fenómenos inciden en un proceso. El recubrimiento de hierro o de acero
con zinc, es posiblemente el proceso más ecológico para evitar la corrosión debido a la reutilización
de sus desechos de material o del mismo para procesos futuros y aprovechamiento de la energía
eléctrica. (Farrera G., 2008)

La galvanización representa el uso eficiente de metales para proteger el acero durante largos
períodos, lo que significa un ahorro de recursos procurando un impacto mínimo en el medio
ambiente.

Entre los metales utilizados para el recubrimiento se encuentra el zinc, el elemento natural
responsable de la resistencia a la corrosión, que es esencial para los seres humanos, animales y
plantas. En el proceso de galvanización, las estructuras de hierro o de acero se sumergen en un baño

Estado del Arte
3
que contiene zinc fundido por su adherencia después de un pretratamiento químico para la
eliminación de impurezas. (Latiza, 2010)

Aplicaciones de la galvanización.
La electrodeposición de los metales se ha utilizado y se sigue utilizando cada vez más para distintos
fines, algunos de los cuales, más conocidos, se enumeran a continuación:
a) En la lucha contra la corrosión, especialmente en la protección del hierro o aceros.
b) En el mejoramiento del aspecto externo de diferentes objetos metálicos utilizados con fines muy
diversos.
c) En estructuras metálicas y obras de ingeniería que deben cumplir cometidos específicos de
carácter tecnológico.
d) En joyería, decoración y artículos de bisutería.
e) En Galvanotipia o en réplica de moldes a utilizar en la electroerosión.
f) En la metalización de plásticos.
g) En electrónica (componentes) y en circuitos impresos. (Jordà, 2009)

1.2 Automatización del proceso de galvanización.
La galvanización en caliente es uno de los sistemas más eficaces de protección del hierro y acero
frente a la corrosión que experimentan estos materiales ya que al someter estos metales al baño de
zinc se generan varias capas de recubrimiento que adquieren las propiedades catódicas que evitan la
oxidación. (Pinales & Márquez, 2008)
Desde el punto de vista industrial se distinguen tres tipos principales de instalaciones de
procedimientos de galvanización:

Instalaciones discontinuas o de galvanización general.
Son aquellas en las que se galvanizan las piezas y productos de peso y tamaños muy diversos, por lo
que no es fácil la automatización del proceso. En este tipo de instalaciones la preparación superficial
se realiza por vía química. En la figura 1.1 se muestran las etapas del proceso.

Estado del Arte
4

Figura 1.1 Proceso de galvanización general.(Pinales & Márquez, 2008)

Instalaciones automáticas y semiautomáticas.
Permiten la galvanización de productos en serie, tales como tubos, perfiles, accesorios de tuberías,
etc. En estas instalaciones la preparación superficial se realiza también por vía química, en algunos
casos por chorreo abrasivo, y el movimiento de los materiales a través de las distintas etapas del
proceso está total o parcialmente automatizado.

Instalaciones continuas.
La galvanización del alambre y de la banda se efectúa en líneas de galvanización que trabajan en
continuo y en las que la preparación superficial previa a la inmersión en el baño de zinc se puede
realizar por vía química o termoquímica en hornos de atmósfera apropiada. (Pinales & Márquez,
2008)

Figura 1.2 Esquema de una instalación de galvanización en continuo. (Pinales & Márquez, 2008)

Estado del Arte
5
Describiendo las partes de la figura 1.2, se observa:
a) La alimentación en la bobina
b) Cizallado de las colas
c) Unión de las bobinas por soldadura
d) Acumulador de entrada de la banda
e) Horno de oxidación-reducción y
homogenización de la estructura
f) Inmersión en zinc fundido.
g) Escurrido con chorro de aire o vapor.
h) Zona de enfriamiento
i) Enderezado
j) Pasivación por cromado
k) Acumulador de salida de banda
l) Bobinado
m) Cizallado.

1.3 Robots cartesianos aplicados en la industria
Todas las industrias importantes del mundo tienen automatizadas sus líneas de producción mediante
robots manipuladores. Comparadas con los robots, en actividades rutinarias las personas tienen la
desventaja de la fatiga o cansancio por lo que la productividad y rentabilidad de la empresa así como
la calidad del producto se ven comprometidas. En contraste, una característica de los robots es que
pueden realizar las cosas con repetitividad, siempre con la misma calidad y en tiempos óptimos
todos los días del año. Por eso, los robots manipuladores son parte clave de la modernización
industrial.(Reyes Cortés, 2011)

Mesa de posicionamiento XY. Este tipo de robot obedece a una configuración cartesiana con la
finalidad de solucionar los problemas que se tienen en la precisión que se tienen en máquinas
convencionales en el fresado y torno de herramientas, donde estas máquinas son manuales y
totalmente mecánicas. A éste se le han planteado soluciones para que sus procesos de fabricación se
puedan realizar de una forma rápida y eficiente, al colocar el robot como mesa se obtuvo un sistema
robusto y con flexibilidad en trayectoria, logrando hacer los recorridos y figuras más estrictas con
alta precisión.(Segovia, Santiago, & Vázquez, 2007)

Estado del Arte
6

Figura 1.3. Mesa automatizada XY.(Segovia et al., 2007)

Robot cartesiano de seguimiento de trayectorias irregulares arbitrarias mediante computadora.
En la tesis referida que fue presentada en el estado de Hidalgo se hizo un estudio general de la
robótica, desde sus sistemas en los que abarcan los actuadores, sensores y sistemas de transmisión
de potencia, además del estudio de las diferentes configuraciones de robots y sus tipos, los motores
y articulaciones que involucran. Este proyecto reproduce una trayectoria irregular arbitraria, que a
diferencia de otras configuraciones robóticas sólo permite la ubicación de un punto en específico o
para el trazo de líneas rectas. Manejaron comandos GERBER, que ayuda a la fabricación de placas
de circuitos impresos. Utilizaron el puerto paralelo controlado a través de una interfaz gráfica creada
en Visual Basic que envía el código de pulsos hacia los motores delas articulaciones del
robot.(Segovia et al., 2007)

Robot cartesiano con 3 grados de libertad controlado vía internet. Esta tesis profesional realizada
en ESIME Azcapotzalco se enfocó al análisis los robots que cuentan con mesas para desplazarse en
el eje X, Y y Z. Estas mesas como se mencionan en su investigación poseen muchas aplicaciones
industriales, entre ellas, pantógrafos, plotters, grúas, máquinas herramientas con CNC. El cuerpo
principal del dispositivo diseñado está constituido por un cubo esquelético en donde en su parte
superior tiene montados los mecanismos que permiten el desplazamiento a su mano o eslabón
terminal. En uno de sus ejes de traslación se depende de un motor fijo a la estructura, y su
transmisión puede ser variada por una cadena o banda dependiente del tipo de trabajo. Además
posee un motor de transmisión que cubre un segundo eje cartesiano permitiendo el acoplamiento del
tercer eslabón para el eje Z.(Rodríquez Lara & Olivares Zaragoza, 2005)

Estado del Arte
7
Como se observó en los apartados anteriores, el desarrollo de robots y mecanismos han facilitado el
desempeño de actividades industriales sobre todo en tareas repetitivas que requieren programación
secuencial, ya que como se referenció, los robots cartesianos satisfacen esta necesidad, pero
aparentemente hay carencias en el soporte de cargas mayores con respecto al proyecto de la figura
1.3, por el hecho de que los sistemas neumáticos no lo permiten; además según las delimitaciones
del proyecto no se incluyeron en estos caso el respectivo control e instrumentación que se considera
necesario para toda automatización.

1.4 Manipuladores para el proceso de galvanización.
En un trabajo terminal llamado “Diseño de un sistema electroneumático en el proceso de
galvanizado de tuberías para caño” propuesto por compañeros de la misma carrera enfocados en la
parte de secuencia electroneumática con cilindros que lleven a cabo el proceso de galvanización.
Básicamente es un sistema que se enfoca en un polipasto que se ubica en el carro grúa, que se
encarga de someter el proceso de inmersión en las diferentes tinas. Las dimensiones de la grúa en
cuanto a la altura que se propuso fueron de 6.96m y la carrera de los cilindros de 0.7m. Este
proyecto concluyó que podían soportar cargas mayores según el diseño convencional, un trabajo de
mayor calidad y aumento de la producción.(Pinales & Márquez, 2008)

Figura 1.4 Grúa Viajera. (Pinales & Márquez, 2008)

Estado del Arte
8
Entre algunos sistemas de galvanización se encuentran líneas de producción como el mostrado en
las figuras 1.5 y 1.6.

Línea de galvanización en caliente a 3 alambres.
Este sistema está compuesto de:
 3 decalaminadores con 6 rollos controlados eléctricamente.
 3 arenadoras BANFI con 3 rollos de 18Kw.
 3 reenvíos a 90°.
 1 tanque de lavaje.
 3 secaderos.
 1 horno eléctrico de recalentamiento de 1290 Kw marca FIB.
 1 dispositivo de inmersión. Dimensiones: 6000x600x1500 marca FIB.
 1 complejo de soporte para boquillas de calibración. Revestimiento marca FIB (Sistema gas
wipe).
 1 planta mixto aire/H2O para la refrigeración.
 3 unidades de tiro para el enrollado del alambrón marca FRIGERIO MARIO de 11Kw.

Figura 1.5. Sistema de galvanización en caliente para 3 alambres. (Tecnofil, 2015)

Estado del Arte
9

Características y velocidad del alambre de entrada:
 Diámetro mínimo de entrada 5.50 mm
 Diámetro máximo de entrada 13,00 mm
 La velocidad es ajustable independientemente para cada unidad (alambre), desde 20
metros/minutos hasta 40 metros/minuto.
 Las velocidades se pueden aumentar calentando por inducción el material de entrada.

Línea de galvanizado por inmersión en caliente de alambre de acero de tipo óxido-reducción.
Otro de los sistemas utilizados para la galvanización de alambres es el mostrado en la figura 1.6.
Este proceso cuenta con las siguientes etapas:
 Introducción del alambre
 Lavado con alcalina electrolítica
 Enjuague con agua caliente
 Activación de la superficie
 Recocido y reducción de óxido
 Templado
 Galvanizado por inmersión en caliente (electricidad/gas natural/ gas licuado del petróleo)
 Limpieza (nitrógeno/carbón engrasado)
 Refrigeración con aire y agua
 Tratamiento posterior (pasivación/encerado)
 Bobinado de alambre (tipo invertido/tipo bobina)

Estado del Arte
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Figura 1.6. Sistema de galvanización para alambres tipo óxido-reducción. (Gongda Galvanizing, 2015)

Características del alambre de entrada al proceso:
 Alambre de acero: acero bajo en carbono
 Diámetro: 1.6～4.5mm
 Grosor de revestimiento: 150～450g/m²
 Cantidad de alambres: 6～24 alambres

1.5 Normas aplicadas a la galvanización.
Entre las normas principales relacionadas al proceso de galvanizado según estándares
internacionales y europeos se presentan las normas ISO, ASTM, DIN y BSI, además de algunas que
hay en México que rigen los estándares para el proceso según las condiciones que hay en el país,
donde se recalcan los requisitos generales sobre las especificaciones que debe hacer el cliente para
generar el recubrimiento, las propiedades del galvanizado, además de requisitos relacionados a la
seguridad y al proceso.

Normas ISO.
La Organización internacional para la estandarización, está compuesta por representantes de los
organismos de normalización y que agrupa cerca de cien países, que produce normas internacionales
y comerciales. El propósito de esta agencia es el desarrollo de normas que promueven la

Estado del Arte
11
cooperación en actividades intelectuales, científicas, tecnológicas y económicas, además de que
facilitan el intercambio universal de bienes y servicios. (Latiza, 2010)
Por lo que a continuación se presentan normas relacionadas a la galvanización.
ISO 1459: Protección por galvanización en caliente: los principios rectores.
ISO 2081: Recubrimientos de zinc laminado.
ISO 3575: Chorros continuos galvanizados en caliente.

Para consulta de información sobre las normas ISO relacionadas a la galvanización en caliente
ingrese a la siguiente dirección: http://www.bauforumstahl.de/upload/downloads/210200285313.pdf

Normas británicas y europeas.
La British Standards Institution, cuyas siglas corresponden a BSI, es una multinacional cuyo fin se
basa en la creación de normas para la estandarización de procesos. BSI es un organismo colaborador
de ISO y proveedor de estas normas, son destacables la ISO 9001, ISO 14001 e ISO 27001. Entre
sus actividades principales se incluyen la certificación, auditoría y formación en las normas. (Latiza,
2010)
De igual forma hay normas sobre galvanizado:
BS EN ISO 1461: 1999: Especificaciones y métodos de ensayo para recubrimientos galvanizados
por inmersión en caliente sobre artículos fabricados con hierro y acero.
Certificación BS EN ISO 14713: 1999: Protección contra la corrosión del hierro y el acero en las
estructuras. Revestimientos de zinc y de aluminio. Directrices.
BS 7371: Parte 6: 1998: Revestimientos en los fijadores de metal - Especificación inalámbrica de
recubrimientos galvanizados por inmersión en caliente.
BS EN 244 10: Parte 2: 2001: Productos de alambre de acero y cables - Recubrimientos metálicos
no ferrosos en el alambre de acero.
BS EN 10326 / 10327: 2004: Recubrimientos de zinc por inmersión en caliente sobre chapa de
acero.
BS 3083: 1988: Hoja revestida y corrugada por inmersión en caliente para usos generales.

Para consulta de información sobre las normas BSI relacionadas a la galvanización en caliente
ingrese a la siguiente dirección: http://www.galvanizing.org.uk/learn-more/specifying-
galvanzing/standards

http://es.wikipedia.org/wiki/Norma_(tecnolog%C3%ADa)
http://www.galvanizing.org.uk/learn-more/specifying-galvanzing/standards
http://www.galvanizing.org.uk/learn-more/specifying-galvanzing/standardsEstado del Arte
12
Normas DIN.
Las normas DIN son los estándares técnicos para el aseguramiento de la calidad en productos
industriales y científicos en Alemania. Éstas representan regulaciones que operan sobre el comercio,
la industria, la ciencia e instituciones públicas respecto del desarrollo de productos alemanes. DIN
es un acrónimo de „Deutsches Institut für Normung‟, o bien, “Instituto Alemán de Normalización”,
que es la institución, con sede en Berlín y establecida en 1917, que se ocupa de la normalización
alemana. El DIN realiza las mismas funciones que organismos internacionales como el ISO. (Latiza,
2010)
Entre sus normas relacionadas a la galvanoplastia se encuentran:
DIN 267: Los sujetadores galvanizados por inmersión en caliente
DIN EN ISO 1461: Recubrimientos galvanizados por inmersión en caliente sobre artículos
manufacturados de hierro y acero - Especificaciones y métodos de ensayo.
DIN 50978: Ensayo de adherencia de los revestimientos, galvanizado en caliente.
DIN 51 213: Pruebas de recubrimientos de zinc y cables.
DIN 59 231: Chapa ondulada galvanizada.
DIN 50 961: Zinc laminado.

Para consulta de información sobre las normas DIN relacionadas a la galvanización en caliente
consulte: Handbook of Hot-dip Galvanization, Peter Maaß, Peter Peißker, John Wiley & Sons

Normas ASTM.
Desde su fundación en 1898, ASTM International (American Society for Testing and Materials) es
una de las organizaciones internacionales de desarrollo de normas más grandes del mundo. En
ASTM se reúnen productores, usuarios y consumidores, entre otros, de todo el mundo, para crear
normas de consenso voluntarias. (Latiza, 2010)
Aquí se encuentran algunas de aquellas que rigen la industria de la electrodeposición:
A123/A123M – 02: Recubrimientos galvanizados por inmersión en caliente sobre productos
fabricados.
A90 / A 90M – 01: Método de ensayo para el peso del recubrimiento de zinc sobre hierro y artículos
de acero.
A143 – 03: Protección contra la fragilización.
A1531A 153M – 05: Recubrimiento galvanizado por inmersión en caliente sobre las herramientas
de acero y hierro.
http://www.definicionabc.com/general/instituciones.php

Estado del Arte
13
A384-02: Protección contra la distorsión.
A385 – 05: Práctica para ofrecer un acabado galvanizado de alta calidad.

Para consulta de información sobre las normas ISO relacionadas a la galvanización en caliente
ingrese a la siguiente dirección: http://www.astm.org/Standards/A123.htm.

Norma mexicana NMX.
Son elaboradas por un organismo nacional de normalización. Establecen los requisitos mínimos de
calidad de los productos y servicios, con el objetivo de proteger y orientar a los consumidores. Esta
norma mexicana especifica las propiedades generales y los métodos de ensayo de los recubrimientos
aplicados mediante inmersión en caliente en zinc fundido (que no contenga más del 2,0 % de otros
metales) sobre piezas y artículos diversos fabricados con hierro y acero. La norma referida es la
siguiente:
NMX-H-004-SCFI-2008: industria siderúrgica-productos de hierro y acero recubiertos con cinc
(galvanizados por inmersión en caliente)-especificaciones y métodos de prueba.

En general se considera que está es la principal y en la cual se basará el trabajo como norma
principal ya que primeramente debe cumplir con las especificaciones de uniformidad, grosor,
rugosidad, entre otras. Los criterios de seguridad y calidad que debe haber en las piezas. Esto nos
lleva a revisar los objetivos y la forma de estructuración en las necesidades que cumplirá la tesis.

1.6 Planteamiento del problema.
La galvanización es un proceso que tiene una problemática relacionada a la seguridad del personal
debido a las sustancias y el manejo de mecanismos como grúas que podrían lesionar a los usuarios o
al mismo equipo por mal manejo, además de que es un tratamiento que al variar en sus condiciones
de operación se podría provocar el deshecho del material base y pérdidas económicas. Es por eso
que se identifican las variables primordiales en este proceso como: la temperatura que es de gran
importancia dado que un metal fundido al solidificarse causaría la necesidad de reemplazo de la tina
y del metal para recubrir; también el nivel se considera importante porque si al pasar por cada tina
de tratamiento no se cuenta con la sustancia necesaria, podría comprometer la calidad de la capa y su
uniformidad. Todas estas situaciones identificadas cuentan con una solución, por medio de su
instrumentación, monitoreo y adaptación de sistemas mecánicos se podrán mejorar las condiciones
http://www.astm.org/Standards/A123.htm

Estado del Arte
14
de trabajo y la seguridad que el personal requiere. La automatización de sistemas provee además de
lo mencionado, se podrían reducir tiempos de operación, racionalización de energía e insumos.
Además, entre otras cosas reducción de costos por el aprovechamiento de los recursos.
Esta problemática fue identificada debido a que aún existen plantas de galvanización que se operan
de forma directa por el personal, y como referencia se pueden observar en múltiples videos que
explican cómo se lleva a cabo el proceso en varios países y las personas involucradas en el proceso.
.
1.7 Objetivos del proyecto y organización de la tesis.
Retomando el objetivo general sobre la automatización de un proceso de galvanización en caliente
por medio de zinc fundido, y a partir de lo planteado en el estado del arte se puede afirmar que para
la industria de la galvanización son requeridos estos mecanismos debido a que involucran a un gran
sector de la metal mecánica, sobre todo relacionado a la fundición de zinc para el recubrimiento de
piezas hechas de aceros que están más expuestas a la corrosión.
Como objetivos particulares se tiene: el diseño del mecanismo y el control de las variables.
Finalmente corresponderá hacer las simulaciones necesarias para asegurar su buen funcionamiento.

A continuación se señalan los conceptos teóricos para obtener el mecanismo y los elementos
necesarios para llevar a cabo el proceso. Después se programará la secuencia automática de
actividades y se diseñará la HMI (Interfaz Hombre-Máquina) del proceso. Finalmente se
comprobará que se cumplen con las actividades necesarias del procedimiento y se obtendrá la
simulación del proceso real.

Para alcanzar los objetivos aquí planteados, este trabajo se ha organizado de la siguiente manera:

En el Capítulo 2, Marco Teórico, se da una introducción a los aspectos teórico-prácticos necesarios
para adquirir las bases que permitirán que se conozca al proceso que involucra la galvanización.

En el Capítulo 3, Diseño conceptual, se plantea la metodología a seguir para hacer una selección
entre diferentes elementos para realizar las mediciones y el control de la temperatura. Así mismo la
comparación entre dispositivos que hagan las secuencias automáticas para la sumersión en las tinas
de proceso.

Estado del Arte
15
En el Capítulo 4, Conceptos teóricos para el diseño del prototipo, se muestran las capturas de
programación, diagrama de instrumentación y tuberías, tablero de control, HMI y análisis de costos.

En el Capítulo 5, Simulación y análisis de resultados, en este se muestran los diagramas y pruebas
por medio de software especializados como Solidworks y RsLogix.

Lo anterior es en el entendido de que, en función de los objetivos específicos planteados, se
proponen los capítulos que habrán de cubrir con los establecidos en ellos.

En este capítulo se presenta toda la
información necesaria para el
desarrollo de la tesis, desde el
proceso de la galvanización, sus
conceptos primordiales y etapas.

PROCESO DE
GALVANIZACIÓN

Galvanización

17
2. Proceso degalvanización.
Todo proceso químico requiere de condiciones específicas, sobre todo cuando se trata de reacciones.
Entre los factores importantes que influyen de forma más crítica está la temperatura, que se puede
definir como el catalizador más ocupado a nivel industrial. Primeramente se deben conocer cada una
de las etapas de la galvanización y los tipos de automatización que se podrían aplicar. Lo que
permitirá un conocimiento profundo de lo mencionado son las definiciones que se tienen a
continuación.

El proceso de la electrodeposición de metales consiste, a grandes rasgos, en la descarga de un metal
sobre un electrodo llamado cátodo, en contacto con una disolución-electrólito conteniendo
primordialmente iones de ese metal, por el paso de la corriente eléctrica continua, al propio tiempo
que en otro electrodo denominado ánodo se produce la parcial disolución del metal.

Los iones del metal a depositar pueden estar en la disolución-electrólito en forma de iones simples,
como es el caso de los iones Ni2+ o Cu2+, presentes en un baño de niquelar y cobrear,
respectivamente, o bien pueden estar en forma de iones complejos, como es el caso de los iones
tricianocuprato(I) [CU(CN)3]2- o tetracianocincato [Zn(CN)4]2-, presentes en baños de cobreado
alcalinocianurados y en baños de cincado alcalino-cianurados, respectivamente. (Jordà, 2009)

Fuere cual fuere la forma iónica bajo la cual se hallen presentes los iones metálicos, cuando se aplica
un potencial a los dos electrodos sumergidos en la disolución electrólito, los iones cargados
eléctricamente se ponen en marcha hacia uno de los dos electrodos: los iones metálicos cargados
positivamente (cationes) se dirigen hacia el electrodo negativo (cátodo) y los iones cargados
negativamente (aniones) se mueven hacia el electrodo positivo (ánodo), transportando de este modo
la corriente eléctrica. (Jordà, 2005)

Galvanización

18
Figura 2.1. Esquema ilustrativo del dispositivo para la electrodeposición de los metales. (A) amperímetro, (V)
voltímetro.(Jordà, 2005)
En estos electrodos, positivo y negativo, y por el paso de la corriente, se producen fenómenos
electroquímicos de oxidación y reducción: el primero en el ánodo y el segundo en el cátodo, ligados
ambos fenómenos a una variación de la valencia, es decir, del número de electrones-valencia libres.
Así, en el caso del níquel, este metal, en el ánodo, cede dos electrones y pasa al estado iónico:
Ni0_ Ni2++ 2e (2.1)

y, a su vez, en el cátodo, el ión níquel de la solución toma dos electrones y pasa al estado de átomo
metálico neutro, depositándose allí:
Ni2+ + 2e_ Ni0 (2.2)

2.1 Los metales.
La mayoría de los elementos conocidos pertenecen al grupo de los metales. Desde el punto de vista
industrial, se caracterizan éstos, generalmente, por su alta densidad, su gran tenacidad, su dureza,
maleabilidad, ductilidad, buena conductividad para el calor y la electricidad, su brillo y elevado
punto de fusión. De los numerosos metales existentes, la lista de selección que más interesa al
galvanoplasta no excede de unos veinte, y algunos de éstos sólo se utilizan en contadas ocasiones.
(Latiza, 2010)

Aceros recomendados para galvanizar. Dentro de la gran variedad de materiales, los ferrosos son los
más adecuados para recibir un tratamiento de galvanizado, debido a su composición
química.(Latiza, 2010)
Las piezas que pueden ser sumergidas para un tratamiento de galvanizado en caliente son:

 Hierro fundido
 Hierro maleable
 Aceros fundidos
 Acero laminado en caliente
 Acero laminado en frío
 Aceros estructurales incluyendo de
baja aleación y de alta resistencia

2.2 Galvanización en caliente.
Este es un proceso por el cual un adherente, una capa protectora de zinc o de aleación de zinc es
desarrollado en las superficies de productos de hierro y acero por inmersión en un baño de zinc

Galvanización

19
fundido. El proceso de inmersión en caliente se utiliza para producir la mayor parte de acero
recubierto de zinc.(Dallin, 2012)

2.3 Etapas del proceso.
La mayoría de las empresas de galvanización aplican los recubrimientos galvanizados a artículos
diversos fabricados por terceros. Puede haber algunas diferencias entre los procedimientos que
utilizan unos galvanizadores y otros. En particular, las instalaciones especializadas en la
galvanización de piezas pequeñas difieren bastante del esquema indicado.(INGALSA, 2012)
En primer lugar se realiza la inspección del material, con objeto de clasificarlo con vistas a la
programación del trabajo.

 Desengrase/ enjuagado. Las piezas con algún resto de grasa o aceite se someten a
desengrase en soluciones alcalinas o agentes desengrasantes ácidos. No se suelen utilizar
desengrasantes orgánicos. Después del desengrase las piezas se enjuagan en un baño de agua
para evitar el arrastre de las soluciones de desengrase a la etapa siguiente.

 Lavado. Una vez desengrasadas, las piezas se someten a un enjuague en agua. Este primer
lavado solamente se utiliza en las instalaciones que poseen desengrases alcalinos.

 Decapado. El decapado sirve para eliminar el óxido y la calamina, que son los
contaminantes superficiales más corrientes de los productos férreos y obtener así una
superficie de acero químicamente limpia. Se realiza normalmente con ácido clorhídrico
diluido y a temperatura ambiente. El tiempo de decapado depende del grado de oxidación
superficial de las piezas y de la concentración de la solución de ácido.

 Lavado. Una vez desengrasadas, las piezas se someten a un enjuague en agua. Este primer
lavado solamente se utiliza en las instalaciones que poseen desengrases alcalinos.

 Fluxado. El tratamiento con sales (mezcla de cloruro de zinc y cloruro amónico), tiene por
objeto eliminar cualquier traza restante de impurezas y producir una limpieza intensa de la
superficie metálica. Estas sales actúan como los "flux" en soldadura, esto es, favorecen la
mojabilidad de la superficie del acero por el zinc fundido. Estas sales se aplican

Galvanización

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normalmente por inmersión de las piezas en una solución acuosa de las mismas. Otra forma
es hacer pasar las piezas a través de una capa de sales fundidas que flota sobre la superficie
del zinc. También pueden espolvorearse las sales sobre la superficie de las piezas (o rociarlas
en forma de solución) antes de la inmersión de las piezas en el baño de zinc.

 Secado. Los materiales fluxados se someten a la operación de secado en un horno-estufa a
una temperatura entre 60 y 100ºC. La función del sacado es, precalentar las piezas a
galvanizar y eliminar la humedad superficial. Las piezas que contienen humedad ocasionan
proyecciones de zinc, que pueden dar lugar a zonas desnudas y marcas de salpicaduras en la
superficie del galvanizado. La capa de sales de fluxado incorporada a las piezas, impide que
el oxígeno tenga acceso al acero base impidiendo su oxidación hasta el momento de la
inmersión en el baño de zinc fundido.

 Baño de zinc. La operación de galvanización propiamente dicha se realiza sumergiendo las
piezas en un baño de zinc fundido a temperatura comprendida entre 440ºC y 460ºC. En
algunos procedimientos especiales la temperatura puede alcanzar los 560ºC. La calidad
mínima del zinc a utilizar está especificada por la mayoría de las normas europeas e
internacionales en zinc del 98,5%. Durante la inmersión de las piezas en el zinc fundido se
produce la difusión del zinc en la superficie del acero, lo que da lugar a la formación de
diferentes capas de aleaciones zinc-hierro de distinta composición. Cuando las piezas se
extraen del baño de galvanización, éstas quedan recubiertas de una capa externa de zinc de
composición similar a la del zinc del baño. El tiempo durante el que las piezas deben estar
sumergidasen el baño de zinc, para obtener un recubrimiento galvanizado correcto, depende,
entre otros factores, de la composición del acero, de la temperatura del baño de zinc y del
espesor del acero de las piezas. En cualquier caso, las piezas deben estar sumergidas en el
zinc hasta que alcance la temperatura del baño. Antes de extraer las piezas del baño de
galvanización es necesario retirar de la superficie del mismo la fina capa de óxidos de zinc
que se forma y que también contiene restos de sales, con objeto de que no se adhieran a la
superficie de las piezas y produzcan imperfecciones superficiales en el recubrimiento.

 Enfriamiento, repaso e inspección. Una vez fuera del baño de galvanización las piezas
pueden enfriarse en agua o dejarse enfriar al aire. A continuación se repasan para eliminar
rebabas, gotas punzantes y adherencias superficiales de cenizas o restos de sales y,

Galvanización

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finalmente, se someten a inspección. Los recubrimientos galvanizados sobre artículos
diversos deben cumplir una serie de requerimientos sobre aspecto superficial, adherencia y
espesor que vienen especificados en las normas nacionales e internacionales.(INGALSA,
2012)
2.4 Proceso por lote.
El método más antiguo de la galvanización en caliente es el proceso por lotes, y que continúa para
ser utilizado para los artículos fabricados de acero tales como estructuras, tuberías y elementos de
fijación. Ella implica la limpieza de los artículos de acero, aplicar el fundente a la superficie, y luego
sumergiendo los artículos en un baño fundido de zinc para desarrollar un recubrimiento de aleación
de zinc-hierro de determinado espesor. El recubrimiento por inmersión en caliente típico es
producido en un proceso discontinuo consiste en una serie de aleación capas. Partiendo de la base de
acero, cada capa contiene una mayor proporción de zinc hasta que la capa exterior, que es
relativamente pura de zinc es alcanzada. Los nombres de las capas procedentes hacia el exterior del
acero son: gamma, delta, zeta y eta. (Latiza, 2010). En la Tabla 2 se presentan las propiedades de
estas capas.

Tabla 2.1. Propiedades de las capas de aleación en aceros galvanizados en caliente.(Dallin, 2012)
Capa Aleación
Acero
(%)
°C °F
Estructura
Cristalina
Dureza
Micro-
diamante
Características de
la aleación
Eta Zinc 0.03 419 787 Hexagonal 70-72 Suave, dúctil
Zeta FeZn13 5.7-6.3 530 966 Monoclínico 175-185 Duro, quebradizo
Delta FeZn7 7-11
530-
670
986-
1238
Hexagonal 240-300 Dúctil
Gamma Fe3Zn10 20-27
670-
780
1238-
1436
Cúbico ----- Duro, quebradizo
Base de
Acero
Acero 99+ 1510 2750 Cúbico 150-175 ------

Galvanización

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2.5 Establecimiento del tiempo para el proceso.
El tiempo en cada una de las etapas es determinado según las condiciones del material base, si se
trata de un acero que contiene alguna capa de aceite o grasa y oxidación, esto prolongará el tiempo
en las primeras etapas según la evaluación de un especialista en procesos químicos, ya que se
requiere una preparación especial de desengrasante con agentes alcalinos y para el decapado
sustancias más reactivas como el ácido fosfórico. En cuanto al recubrimiento de la capa de zinc
depende de los reactantes de la etapa de fluxado y el tiempo que se mantenga en la tina de zinc
fundido.

2.6 Preparación para la galvanización en caliente.
La galvanización se produce sólo en una superficie limpiada con químicos. Al igual que en la
mayoría de los procesos de revestimiento, para obtener un buen resultado se encuentra en la
preparación de la superficie. Es esencial que se encuentre libre de grasa, suciedad y acumulación
antes de la galvanización. Estos tipos de contaminación se eliminan a través de una variedad de
procesos. La práctica común es quitar la grasa mediante una solución de desengrase alcalina o ácida,
en la que el material será sumergido. La pieza se lava en agua fría y por inmersión en ácido
clorhídrico a temperatura de ambiente (decapado) para eliminar la oxidación e incrustación de
maquinado. Los residuos de soldadura, pintura y grasa pesada no se quitan en esta etapa de limpieza
y deben ser removidos antes de que el material sea enviado a la galvanización.

Después del paso del enjuague, las piezas deben sumergirse en una solución del compuesto con un
flujo comúnmente de 30% de cloruro de amonio y zinc, de 65°C a 80°C. En la etapa de flujo se
eliminarán los últimos rastros de óxido de la superficie para permitir una mejor interacción entre el
zinc fundido y el acero. (Dallin, 2012) Para ilustrar el proceso se muestran las figuras 2.2 y 2.3.

Figura 2.2. Diagrama de flujo del proceso de galvanización. (Dallin, 2012)

Galvanización

Figura 2.3. Diagrama de bloques del proceso de galvanización en caliente.

Galvanización

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Entre las condiciones de operación del proceso de galvanización se tienen los siguientes aspectos:

Inmersión del material.
Para obtener un espesor de recubrimiento adecuado en la mayoría de las aplicaciones, bastará con
mantener la pieza sumergida en el baño de zinc el tiempo en que éste deja de bullir.

La velocidad de inmersión será lo más rápida posible, solo condicionada, por la violencia de las
proyecciones de zinc en las piezas húmedas. Existe una campana de extracción de humos, formada
por dos mamparas, que cierran completamente el horno de galvanizar, y que deben estar bajadas
cuando las piezas están galvanizándose, para evitar, que las proyecciones de zinc salgan del recinto.
A menor velocidad, aumenta la formación de matas debido a que aumenta el tiempo de contacto con
la cubierta de flux fundido que se va formando, a medida de que el material va entrando en el zinc.
La velocidad de inmersión, también influye sobre la uniformidad del recubrimiento, particularmente,
en los artículos largos, donde la duración de la inmersión entre la primera y la última parte que entra
en el baño, puede ser considerable. (INGALSA, 2012)

Extracción del material.
Antes de extraer el material del baño de zinc, deben desespumarse las cenizas de la superficie. Las
cenizas que permanezcan sobre ésta, en la zona de extracción, pueden quedar ocluidas en el
recubrimiento, modificando el aspecto del material.
La velocidad de extracción, determina la capa de zinc sin alear sobre el material.
Se dispone de polipastos con 2 velocidades, que permiten sumergir rápidamente el artículo y
extraerlo lentamente. La velocidad de extracción, deberá ser igual o menor a la de escurrido de zinc,
considerándose óptima hasta un máximo de 1,50 m. /min. La velocidad rápida oscila entre los 8 y 10
metros por minuto.

Temperatura del baño.
La temperatura del baño se controla pirométricamente y de forma automática, manteniéndose entre
445 y 455 grados centígrados, en función de los diversos materiales y espesores que entran en el
baño galvanizado. (INGALSA, 2012)

Galvanización

Inspección.
Existe una persona responsable del Control de Calidad final del material, el cual, una vez que las
piezas se han repasado, las inspecciona, tanto visualmente como con aparatos de medición de
espesores, para comprobar que se cumplen todos los apartados de la Norma UNE EN ISO 1461, y el
Real Decreto, así como cualquier requerimiento especial que el Cliente haya solicitado por escrito.

En caso de que no se cumpla con la calidad requerida, se toman las acciones correctivas oportunas
que pueden pasar desde la regalvanización de la pieza en caso de un rechazo total, hasta un nuevo
repaso, en caso de defectos leves.
Hasta que el responsable no ha dado de paso el material, no se procede a su identificación, embalado
o flejado, operaciones previas a la carga o expedición. (INGALSA, 2012)
Figura 2.4. Proceso de galvanización. (Jordà, 2009)

2.7 Sumario.
En este capítulo se caracterizaronlos conceptos básicos necesarios para el conocimiento general del
proceso de galvanización en caliente, desde sus componentes, los metales que son factibles para
recubrir, las etapas y sustancias involucradas, además de los criterios que se deben tener para la
operación de cada una de las cubas de proceso y se explicaron los diferentes tipos de capas
producidos.

Se presenta la metodología para
llevar a cabo el proyecto, además de
algunos tipos de automatización y el
uso de los cuadros comparativos
para determinar los materiales y
elementos involucrados para la
automatización del proceso.

CONCEPTOS TEÓRICOS
PARA EL DISEÑO DEL
PROTOTIPO

Simulación y Análisis de Resultados
27
3. Conceptos teóricos para el diseño del prototipo.
La finalidad de diseñar el proceso es la producción correcta con el recubrimiento de zinc adecuado,
al proponer se procesará información técnica que permitirá el proceso de fabricación con las
especificaciones ya analizadas con anterioridad. Los pasos para emprender un diseño son los
siguientes:

a. Comprensión del problema: El objetivo principal de esta etapa es permitir el pasar los
requerimientos del cliente a las metas de diseño a partir de la información obtenida durante
las detecciones, las necesidades y estudio preliminar.

b. Diseño conceptual: Consiste en la identificación de todas las funciones que son necesarias
que desarrolle el producto, desde las funciones más generales hasta las más particulares.
También se deben de generar una serie de alternativas de solución en base a un modelo
funcional, después se evalúan estas alternativas de manera sistemática para llevar a una
propuesta de solución con la cual se puede continuar a etapas más avanzadas de diseño.

c. Diseño a detalle: Consiste en definir el producto de tal manera que sea posible su
manufactura. La información generada sirve al área de manufactura para fabricar el producto
y sus componentes, así como para llevar a cabo el ensamble y eventualmente las pruebas
funcionales.

Como parte de este método se explican los tipos de automatización que hay para implementarse en
el proceso de acuerdo a sus características y condiciones que se deben tomar en cuenta.

3.1 Tipos de automatización.
La automatización se compone de todas las teorías y tecnologías encaminadas de alguna forma a
sustituir el trabajo del hombre por el de la máquina. Conceptualmente, la automatización se basa en
una reiterada aplicación del mecanismo de retroalimentación. El tipo de automatización a implantar
depende del tipo de proceso a automatizar, debido a la gran cantidad de procesos distintos que
funcionan actualmente.

Simulación y Análisis de Resultados
28
Automatización Fija.
Este tipo de automatización es utilizada para las altas capacidades de producción y es continua
cuando se trata de productos idénticos o muy semejantes. Requiere de equipos con diseños
específicos para realizar una secuencia determinada de operaciones con alto nivel de eficiencia.
Tiene bajo índice de flexibilidad a cambios en el diseño de productos.

Automatización Programable.
Es aplicado con volúmenes de producción bajos o medios. Los productos se fabrican por lotes.
Presenta menores tasas de producción que en la automatización fija. Tiene un equipamiento
diseñado para adaptarse a las variaciones de las configuraciones del producto. Muestra capacidad de
reprogramación para cambiar de producto a otro.

Automatización Flexible.
En esta se requiere de una considerable planificación de tareas para identificar las piezas (o
productos) que el sistema desarrollará, además de especificar el equipamiento apropiado para
realizar dichas piezas. Hay una producción continua de mezclas variables de elementos. Sus tasas de
producción son medias, situadas entre la automatización fija y la automatización programable. Su
flexibilidad permite tratar con un rango limitado de variaciones en el diseño del producto.

Entre los tipos de automatización planteados, la opción más conveniente considerada es la
automatización programable, debido a que es requerido establecer el tiempo de cada tina y por lo
mismo se presentan variaciones según las piezas base. Es por esto que según su importancia debe
llevar cierto acabado.

3.2 Importancia de la automatización.
Los retos que enfrentan las industrias de procesos de hoy se han multiplicado por el estado inestable
de la economía mundial. En este tipo de entorno, las demandas del sistema de control de procesos
han venido aumentado más allá de simples funciones de regulación. El sistema de control se
convierte en una herramienta para manejar la planta, recortar el consumo de energía, reducir costos,
disminuir las emisiones y proporcionar información rápida y precisa del piso de campo para apoyar
la producción y las decisiones de negocios. (AFCET & ADEPA, 2006)

Simulación y Análisis de Resultados
29
En la automatización existen algunas pruebas que son de importancia tales como.
• Para la excelencia: Engloba una serie de diseño, cuyo objetivo es gestionar la calidad, el coste y
el tiempo de entrega del nuevo producto.
• Para el ensamblaje: Se centra en simplificar el proceso de ensamblaje, con el que se reduce el
ciclo de fabricación y se mejora la calidad del producto.
• Para la fabricación: Trata de facilitar el proceso de fabricación, simplificado el diseño del nuevo
producto por medio de una reducción de los componentes que lo integran. Esta reducción en el
número de componentes facilita la fiabilidad del producto, disminuye los costes del ciclo de vida
del producto, reduce el número de horas de ingeniería de diseño necesarias, reduce las compras,
los inventarios y el espacio para almacenar los componentes.
• Para el medio ambiente: Pretende integrar factores medioambientales en el proceso de diseño
para nuevos productos. En concreto los factores ambientales que han de tenerse en cuenta a la
hora de proceder al diseño de un nuevo producto.

Para facilitar las operaciones: Trata de tener en cuenta desde las primeras etapas del proceso de
diseño las necesidades de los operadores y usuarios del producto, este debe tener un costo de
operación razonable y adecuado al valor añadido. (AFCET & ADEPA, 2006)

3.3 Metodología para el diseño.
Se necesita un método el cual pueda controlar y manipular las variables que conlleva dicho proceso,
y para ello se ocupa una gama de equipos de uso industrial tales como variadores de velocidad,
botoneras, contactares, clemas, relevadores de control, microcontrolador y una PC (computadora
personal) y por último el control lógico programable (PLC).(Automation, 2015)

Los pasos a seguir para un diseño a detalle del proceso de galvanización son:
• Preparación de diseño.
• Descripción de subsistemas.
• Descripción de componentes.
• Dibujos de ensamble.

Simulación y Análisis de Resultados
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3.4 Cuadros comparativos.
Para determinar los elementos se utilizarán los cuadros comparativos, los cuales funcionan como
organizadores de información, y permiten identificar las semejanzas y diferencias de dos o
más objetos o eventos. Entre sus características se tienen:
 Está formado por un número determinado de columnas en las que se lee la
información en forma vertical.
 Permite identificar los elementos que se desea comparar. Por ejemplo semejanzas y
diferencias de algo.
 Permite escribir las características de cada objeto o evento.
3.5 Sumario.
Como se ha visto con los tipos de automatización para este proceso, se requerirá uno del tipo
programable, según las características definidas del proceso. Además de conocer la importancia de
la automatización, que es finalmente protección de los usuarios y cumplir con la demanda de algún