Tesis-galvanoplastia-19-DE-MAYO-DEL-2014

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“PROPUESTA DE ACTUALIZACIÓN DE UNA PLANTA PILOTO 
DE GALVANOPLASTIA CON UN SISTEMA AUTOMÁTICO” 
 
 
T É S I S 
 
Q U E P A R A O B T E N E R E L T Í T U L O D E : 
INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN 
 
P R E S E N T A N 
MARTÍNEZ ORTIZ CARLOS ALBERTO 
MENDOZA TORRES JOSUÉ 
TORRES GÓMEZ ARTURO 
 
 
 
 ASESORES: 
RICARDO HURTADO RANGEL 
ARMANDO TONATIUH AVALOS BRAVO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA 
MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
 
 
 
 MÉXICO, D.F. A 04 DE MARZO DEL 2014 
AGRADECIMIENTOS JOSUÉ MENDOZA TORRES 
 
Primero agradezco a Dios por permitirme terminar esta etapa de mi vida, por estar 
conmigo tanto en los buenos momentos como en los malos, por poner en mi camino 
a las personas que me acompañaron durante todo este tiempo. 
 
A mis padres por esforzarse para que llegara hasta este momento, por los consejos 
que me dan y por guiarme con su ejemplo todos estos años. 
 
A los profesores que me regalaron su tiempo y que compartieron su conocimiento 
conmigo. 
 
Por último, a todos aquellos amigos con los que conviví a lo largo de 4 años y 
medio, a los que me ayudaron y dieron consejo cuando lo necesitaba, por esos 
momentos felices que pase con ustedes, pero especialmente por brindarme sui 
amistad. 
 
DEDICATORIA 
 
A Dios por permitir que este momento sea posible. 
 
A mi mamá y papá por todos esos años de esfuerzo, consejos y enseñanzas 
para que yo pudiera llegar a este momento. 
 
A mi hermano, espero que logres todas las metas que te propones, aquí está 
un ejemplo que te puede servir de inspiración. 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS ARTURO TORRES GÓMEZ 
Al INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL, mi Alma Máter, la institución que ha 
formado durante casi una década. 
 
A la ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA por haber 
sido mi segundo hogar y todos los conocimientos que me ha brindado. 
 
A MIS PROFESORES, por brindarme sus conocimientos y experiencias. 
 
Al Ing. Ricardo Hurtado Rangel y a la Dra. Blanca Zamora Celis por el apoyo a la 
elaboración de ésta tesis. 
 
DEDICATORIA 
A mi madre por su apoyo, paciencia, amor y confianza que en todo momento 
estuvieron presentes, siendo la piedra angular de mi formación personal y profesional. 
 
A mi padre por su apoyo incondicional, por enseñarme el valor de la responsabilidad 
y por su enorme esfuerzo laboral que me hizo llegar hasta aquí. 
 
A mi hermano Diego Armando que es el guía más grande que me ha dado la vida. 
A mi hermana Ana Karen por todo su apoyo y cariño. 
 
A mis abuelos por su inmenso cariño y por ser una fuente de sabiduría. 
A mis tíos que nos han tratado a mis hermanos y a mí como sus propios hijos. 
 
A Rubén Gómez, tu fallecimiento cambio mi vida pero tu espíritu permanece en los 
corazones de toda mi familia. 
 
A todos mis amigos. Que han permanecido sin importar las circunstancias y por ser 
un gran ejemplo de disciplina, compañerismo, responsabilidad, resiliencia y 
superación. 
 
Gracias por apoyarme, escucharme, aconsejarme y guiarme. 
 
AGRADECIMIENTOS CARLOS ALBERTO MARTÍNEZ ORTÍZ 
 
AL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. Por brindarme la oportunidad de estudiar 
en una escuela de calidad, obteniendo conocimientos adecuados para la práctica de 
la ingeniería en Control y Automatización. 
 
A LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA. Por ser 
una institución responsable en el desarrollo de los ingenieros, contando con los 
maestros y el apoyo suficientes para la práctica y estudio de la carrera de Ingeniero 
en Control y Automatización. 
 
A MIS PROFESORES. Durante la carrera conté con el apoyo de profesores los cuales 
son un ejemplo a seguir y una fuente de conocimientos que aportaban a las nuevas 
generaciones con el fin de pasar sus conocimientos con la experiencia obtenida en 
su vida laboral, y por hacerlo con el amor a la docencia. 
 
A MIS ASESORES Y SINODALES. Por haberme brindado el apoyo necesario y las 
observaciones en este trabajo de tesis, pudiendo cumplir con los objetivos planteados 
para poder demostrar y poner a prueba los conocimientos obtenidos durante la 
carrera. Así mismo como el apoyo brindado por la Profesora Blanca Zamora Celis por 
brindar la oportunidad de trabajar en la planta piloto de Galvanoplastía de su 
laboratorio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA. 
A MIS PADRES. Por brindarme el apoyo necesario y suficiente durante toda mi vida 
escolar, por sus consejos, su honestidad y su trabajo que realizan día con día para 
hacer de mí y mi hermano unas personas responsables, educadas y que siempre 
tengan metas por cumplir además que estemos comprometidos con nuestros 
deberes, ustedes son la fuente de inspiración a seguir adelante, mostrándonos que 
ustedes estarán siempre con nosotros dándonos todo su apoyo incondicional. 
 
A MI HERMANO. Por ser la persona que más unida está a mí y en quien pongo mi 
confianza plenamente, por ti y por tus ganas de hacerme feliz siempre espero que 
este trabajo te inspire y ayude a que tu cumplas tus metas, trabajando y esforzándose 
todo es posible. 
 
A MIS TÍOS. Por brindarme consejos, escucharme, y por los momentos que vivimos 
al estar juntos ya que esos momentos de felicidad son los que me dan la fuerza para 
no desmotivarme y así lograr lo que me propongo, siempre he contado con el apoyo 
de ustedes y con mucho cariño este trabajo también es para ustedes. 
 
A MIS PRIMOS. Por ser como mis hermanos y estar con migo para vivir los momentos 
duros de la vida, pero también los más felices ustedes son la familia que me brinda la 
motivación y el apoyo para triunfar y espero este sea un ejemplo de que cuando se 
quiere lograr una meta solo deben centrarse en su objetivo. 
 
A MIS ABUELOS. Por su amor, sus sabios consejos, su confianza en mí y la 
dedicación que han tenido en formar una familia unida. 
 
A LILI BONILLA TORRES. Por ser una persona que me ha enseñado que puedo 
lograr lo que quiero siempre que me lo propongo brindándome su apoyo, su 
comprensión y sobre todo su compañía durante el transcurso de la carrera, dándome 
momentos para ser feliz y disfrutar del amor que se puede dar y recibir, espero que 
este logro te sirva de inspiración para que alcances el tuyo. 
 
 
 
 
ÍNDICE: 
PROTOCOLO DE TESIS. ............................................................................................................................ 1 
CAPÍTULO I GALVANOPLASTIA Y PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA. .............................................. 4 
1.1 DEFINICIÓN DE PLANTA PILOTO. .................................................................................................. 5 
1.2 DEFINICIÓN DE GALVANOPLASTIA. ............................................................................................... 6 
1.3 USOS DE LA GALVANOPLASTIA. .................................................................................................... 8 
1.4 LEY DE FARADAY. .......................................................................................................................... 9 
1.5 TIPOS DE SUSTANCIAS UTILIZADAS. ............................................................................................ 11 
1.5.1 DESENGRASANTES. .................................................................................................................. 11 
1.5.2 BAÑOS ELECTROLITICOS. ......................................................................................................... 13 
1.6 PARAMETROS PRACTICOS INFLUYENTES EN EL PROCESO DE GALVANOPLASTIA. ..................... 16 
1.7 PROCESOS EN LA PLANTA DE GALVANOPLASTIA. ....................................................................... 22 
CAPÍTULO II SITUACIÓN ACTUAL DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA. ................................. 29 
2.1 DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA PILOTO. .........................................................................................30 
2.2 DTI Y EXPLICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS. ............................................................................. 36 
2.3 OPERACIÓN EN LA PLANTA DE GALVANOPLASTIA. .................................................................... 40 
2.4 DESENGRASE POR INVERSIÓN PERIÓDICA (PR). ......................................................................... 42 
2.5 TABLERO DE ALIMENTACIÓN GENERAL Y PROTECCIONES. ........................................................ 43 
2.6 ALIMENTACIÓN DE TABLERO PARA ESTACIONES. ...................................................................... 44 
2.7 CONTROL DE ESTACIÓN DE LIMPIEZA FRÍA. ............................................................................... 45 
2.8 CONTROL DE LA ESTACIÓN DE LIMPIEZA CALIENTE Y CUBAS DE BAÑO GALVANOPLASTICO. ... 46 
CAPITULO III PROPUESTA DE ACTUALIZACIÓN PARA LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA. ....... 49 
3.1 TIPOS DE INSTALACIONES DE GALVANOPLASTÍA. ...................................................................... 50 
3.2 SISTEMAS AUTOMÁTICOS. .......................................................................................................... 51 
3.3 INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPO UTILIZADO. ................................................................................ 59 
3.4 ELECCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL CONTROLADOR. ...................................................................... 64 
3.5 PROPUESTA DE PROGRAMACIÓN ............................................................................................... 71 
3.5 PROPUESTA ELÉCTRICA. .............................................................................................................. 95 
CAPITULO IV COSTO DEL PROYECTO. .................................................................................................. 108 
4.1 COTIZACIÓN .............................................................................................................................. 109 
CONCLUSIONES Y TRABAJO A FUTURO. .............................................................................................. 116 
CONCLUSIONES. .............................................................................................................................. 117 
TRABAJO A FUTURO. ....................................................................................................................... 118 
FUENTES DE CONSULTA ...................................................................................................................... 119 
ANEXO I INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA DESCRITOS EN EL 
DTI. ...................................................................................................................................................... 121 
ANEXO II TIPICOS DE INSTALACIÓN. ................................................................................................... 132 
ANEXO III CATÁLOGOS Y HOJAS DE ESPECIFICACIONES. .................................................................... 138 
ÍNDICE DE FIGURAS 
FIGURA 1.1 ESQUEMA DEL PROCESO DE GALVANOPLASTIA. ................................................................. 8 
FIGURA 1.2 DEPÓSITOS EN SUPERFICIES. ............................................................................................. 22 
FIGURA 1.3 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE GALVANOPLASTIA. ............................................. 28 
FIGURA 2.1 DIAGRAMA DE UNA CUBA DE GALVANOPLASTÍA. ............................................................ 30 
FIGURA 2.2 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 1 Y 2. .............................................................. 33 
FIGURA 2.3 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 3 Y 4. .............................................................. 34 
FIGURA 2.4 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 5 Y 6. .............................................................. 34 
FIGURA 2.5 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 7 Y 8. .............................................................. 35 
FIGURA 2.6 PARTES DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA....................................................... 37 
FIGURA 2.7 INTERRUPTORES DE NIVEL COMERCIALES......................................................................... 41 
FIGURA 2.8 INVERSOR DE POLARIDAD. ................................................................................................ 43 
FIGURA 2.9 TABLERO DE PROTECCIONES Y ALIMENTACIÓN GENERAL. ............................................... 43 
FIGURA 2.10 ALIMENTACIÓN GENERAL DE LA PLANTA. ....................................................................... 44 
FIGURA 2.11 ALIMENTACIÓN DE LOS TABLEROS DE CONTROL. ........................................................... 45 
FIGURA 2.12 CONTROL DE LA ESTACIÓN DE LIMPIEZA FRÍA. ............................................................... 46 
FIGURA 2.13 CONTROL DE BAÑO CALIENTE Y ESTACIONES 3,4,5,6,7 Y 8 DE LA PLANTA PILOTO. ....... 47 
FIGURA 2.14 SE MUESTRA EL DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL CONTROLADOR Y LOS ELEMENTOS DEL 
TABLERO DE CONTROL DE TANQUES 2 AL 6. ........................................................................................ 47 
FIGURA 2.15 CONTROL DE TANQUES 8 Y 9. .......................................................................................... 48 
FIGURA 3.1 COMPONENTES DE UN MICROCONTROLADOR. ................................................................ 53 
FIGURA 3.2 PERRO GUARDIÁN. ............................................................................................................ 56 
FIGURA 3.3 PLC. .................................................................................................................................... 57 
FIGURA 3.4 ESTRUCTURA DE UN PLC. ................................................................................................... 57 
FIGURA 3.5 CONFIGURACIÓN DE RTD’S A 2, 3 Y 4 HILOS. .................................................................... 61 
FIGURA 3.6 CONFIGURACIÓN DE 4 HILOS DEL SENSOR ROSEMOUNT 68. ........................................... 61 
FIGURA 3.7 EJEMPLO DE PEDIDO DEL SENSOR. .................................................................................... 61 
FIGURA 3.8 PEDIDO EL SENSOR. ........................................................................................................... 64 
FIGURA 3.9 OPLC UNITRONICS V350-35-TR20...................................................................................... 68 
FIGURA 3.10 MÓDULO IO-RO16. .......................................................................................................... 69 
FIGURA 3.11 MÓDULO IO–PT400. ........................................................................................................ 70 
FIGURA 3.12 INTERFAZ EX–A2X. ........................................................................................................... 70 
FIGURA 3.13 ENTORNO DE VISILOGIC PARA PROGRAMACIÓN DE LÓGICA DE ESCALERA Y HMI. ....... 71 
FIGURA 3.14 SELECCIÓN DE PLC V350 A UTILIZAR EN EL PROYECTO Y CONFIGURACIÓN DE ETIQUETAS 
PARA E/S. .............................................................................................................................................. 72 
FIGURA 3.15 CONFIGURACIÓN DE MÓDULOS DE ENTRADAS Y SALIDAS ADICIONALES. ..................... 72 
FIGURA 3.16 AGREGAR UNA NUEVA PANTALLA EN LA HMI. ................................................................ 73 
FIGURA 3.17 ASIGNACIÓN DE DIRECCIÓN DE PROGRAMA PARA LAS PANTALLAS DE LA HMI. ........... 74 
FIGURA 3.18 DIAGRAMA DE FLUJO PARA PROGRAMACIÓN DE LIMPIEZA CALIENTE. ......................... 76 
FIGURA 3.19 RESPUESTA DE CALENTADOR POR CONTROL ON-OFF CON HISTÉRESIS. ........................ 77 
FIGURA 3.20 CONFIGURACIÓN DE TARJETAS PARA RTD. ..................................................................... 78 
FIGURA 3.21 FUNCIÓN DE LINEALIZACIÓN Y PARÁMETROS. ...............................................................79 
FIGURA 3.22 GRÁFICA PARA FUNCIÓN DE LINEALIZACIÓN. ................................................................. 79 
FIGURA 3.23 DIAGRAMA DE FLUJO PARA CONTROL DE CALENTADORES. ........................................... 81 
FIGURA 3.24 DIAGRAMA DE FLUJO PARA BAÑOS GALVANOPLÁSTICOS. ............................................. 83 
FIGURA 3.25 ESPACIO DE TRABAJO. ..................................................................................................... 85 
FIGURA 3.26 MENÚ DE HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑO DE UNA HMI EN VISILOGIC. ...................... 85 
FIGURA 3.27 MENÚ DE OPCIONES EN LA ASIGNACIÓN DE UN BOTÓN. .............................................. 86 
FIGURA 3.28 MENÚ DE ASIGNACIÓN DE UN TEXTO BINARIO. ............................................................. 87 
FIGURA 3.29 IMÁGENES ADJUNTAS EN VISILOGIC. .............................................................................. 88 
FIGURA 3.30 DIRECCIONAMIENTO DE PANTALLAS. ............................................................................. 89 
FIGURA 3.31 PORTADA DE LA HMI. ...................................................................................................... 90 
FIGURA 3.32 MENÚ DE LA HMI. ............................................................................................................ 91 
FIGURA 3.33 ASIGNACIÓN DE PARÁMETROS Y DIRECCIONAMIENTO DE LA GRÁFICA DE 
TEMPERATURA. ..................................................................................................................................... 92 
FIGURA 3.34 PARÁMETROS DE LA FUNCIÓN NUMERIC. ...................................................................... 93 
FIGURA 3.35 TECLADO. ......................................................................................................................... 94 
FIGURA 3.36 PANTALLA DE BAÑO GALVANOPLÁSTICO. ....................................................................... 94 
FIGURA 3.37 PANTALLA DE AGITACIÓN Y EXTRACTOR. ........................................................................ 95 
 
 
 
 
 
ÍNDICE DE TABLAS: 
 
TABLA 2.1 INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA. ....................... 39 
TABLA 3.1 COMPARACIÓN ENTRE CONTROLADORES. ......................................................................... 59 
TABLA 3.2 DATOS DEL SENSOR ROSEMOUNT 68. ................................................................................. 62 
TABLA 3.3 RELACIÓN DE TEMPERATURA (°C) Y RESISTENCIA. .............................................................. 63 
TABLA 3.4 SALIDAS Y ENTRADAS PARA EL PLC. .................................................................................... 65 
TABLA 3.5 COMPARACIÓN DE PLC´S. .................................................................................................... 66 
TABLA 3.6 DIRECCIONES PARA LAS PANTALLAS DE LA HMI. ................................................................ 74 
TABLA 3.7 DIRECCIONES PARA ENTRADAS DIGITALES DEL PLC. ........................................................... 82 
TABLA 3.8 DIRECCIONES PARA SALIDAS DIGITALES DEL OPLC. ............................................................ 82 
TABLA 3.9 LISTA DE DIAGRAMAS ELÉCTRICOS. ..................................................................................... 95 
TABLA 4.1 CATÁLOGO DE CONCEPTOS. .............................................................................................. 109 
TABLA 4.2 CATÁLOGO DE CONCEPTOS. .............................................................................................. 112 
TABLA 4.3 COSTOS DE EQUIPO. .......................................................................................................... 113 
TABLA 4.4 COSTOS DE MANO DE OBRA. ............................................................................................. 114 
TABLA 4.5 COSTOS DE INGENIERÍA DE DETALLE. ................................................................................ 114 
TABLA 4.6 COSTO TOTAL DEL PROYECTO. .......................................................................................... 115 
TABLA 2.1 INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA (CONTINUACIÓN 
APÉNDICE) ........................................................................................................................................... 122 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 123 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 124 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 125 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 126 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 127 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA ..................... 128 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 128 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 129 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 130 
TABLA 2.1. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
(CONTINUACIÓN). ............................................................................................................................... 131 
 
 
ÍNDICE DE PLANOS: 
PLANO 2.1 CROQUIS DE LABORTORIO .............................................................................................. 31 
PLANO 2.2 DTI ACTUAL DE PLANTA DE GALVANOPLASTIA .............................................................. 38 
PLANO 3.1 DIAGRAMAS DE FUERZA PARA MOTORES, BOMBAS Y CALENTADORES PARTE 1 ........ 100 
PLANO 3.2 DIAGRAMAS DE FUERZA PARA MOTORES, BOMBAS Y CALENTADORES PARTE 2 ........ 101 
PLANO 3.3 DIAGRAMA DE CONEXIONES A TARJETAS DE ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES DEL OPLC
 ........................................................................................................................................................ 103 
PLANO 3.4 DIAGRAMAS DE CONEXIÓN PARA ENTRADAS DE RTD A OPLC ..................................... 105 
PLANO 3.5 DIAGRAMA FÍSICO DE TABLERO DE CONTROL .............................................................. 106 
PLANO 3.6 DTI DE PROPUESTA PARA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA ............................... 107 
PLANO A1 TÍPICO DE INSTALACIÓN DE OPLC V350-35 TR20 .......................................................... 133 
PLANO A2 TÍPICO DE INSTALACIÓN DE INTERFAZ EX-A2X .............................................................. 134 
PLANO A3 TÍPICO DE INSTALACIÓN DE TARJETA IO-RO16 ............................................................. 135 
PLANO A4 TÍPICO DE INSTALACIÓN PARA TARJETA IO-PT400 ........................................................ 136 
PLANO A5 TÍPICO DE INSTALACIÓN PARA RTD ...............................................................................137 
 
 
 
 
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PROTOCOLO DE TESIS. 
OBJETIVO GENERAL. 
Diseñar una propuesta de actualización para una planta piloto de 
galvanoplastia con un sistema automático que facilite su operación, además de 
ofrecer un manejo seguro. 
 
OBJETIVOS PARTICULARES. 
 Describir la planta piloto de galvanoplastia. 
 Explicar las etapas y el manejo para llevar a cabo el proceso de 
galvanoplastia en una planta piloto. 
 Describir las sustancias utilizadas. 
 Describir los elementos de la planta piloto de galvanoplastia. 
 Proponer un sistema automático para una planta piloto de 
galvanoplastia. 
 Argumentar la propuesta y el equipo a utilizar en ella. 
 
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 
El proceso de galvanoplastia consiste en recubrir un material con una capa 
metálica haciendo pasar una corriente eléctrica a través de una solución de sales 
metálicas llamadas electrolitos. Proceso también conocido como electrólisis. 
Los metales que comúnmente se utilizan para estos procesos son: Plata, 
níquel, cobre, cromo y zinc. Su operación manual implica el riesgo de entrar en 
contacto con estos materiales, sin mencionar la temperatura y la corriente necesaria 
para llevar a cabo dicho proceso. 
 
Actualmente, en la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias 
Extractivas (ESIQIE-IPN) existe una planta piloto de este proceso que teniendo una 
operación incomoda, y al tener que ser operada manualmente, las posibilidades de 
sufrir un accidente son altas. Esta tesis, beneficiará a alumnos y profesores para que 
la operación resulte segura, debido a que las dimensiones de la planta y la ubicación 
de los tableros de control hacen necesaria la utilización de un banco para alcanzar 
los botones, por otra parte al hacer uso del banco es necesario para el operario 
P R O T O C O L O D E T E S I S | 2 
 
extender los brazos por encima de los tanques del proceso en caso que se tenga que 
realizar un paro de emergencia o cambios en el proceso, como temperatura o 
agitación. 
 
Los operarios en este caso son alumnos y profesores, los cuales cumplen con 
prácticas de Laboratorio de Electroquímica, al estar operando la planta piloto para la 
realización de las prácticas es necesario que utilicen guantes de hule, ya que hay que 
introducir la pieza a la solución y posteriormente retirarla, por lo que resulta peligroso 
el estar en contacto con las soluciones electrolíticas del proceso. Al estar en una 
práctica, es de gran importancia entender y analizar el proceso, en este caso la 
galvanoplastia. Los alumnos sólo controlan el proceso mediante temperatura y 
botones de arranque y paro, pero no pueden saber físicamente qué es lo que pasa 
dentro de los tanques, ya que estos se tapan y se monitorean continuamentepara 
saber si el proceso ha terminado. 
 Existen procesos en los cuales el periodo de recubrimiento es muy extenso 
como días o incluso semanas, en los cuales la planta se queda encendida y durante 
la noche no se cuenta con un sistema de seguridad que permita apagar la planta en 
caso de que algo no contemplado ocurriese. 
 
JUSTIFICACIÓN. 
Dentro de los procesos Electroquímicos, se manejan sustancias con distintas 
propiedades que pueden ser dañinas para el ser humano, ya sea por si solas, 
haciendo una reacción o mezclándolas para formar el electrolito. 
 
Esta tesis propone los beneficios de la automatización a una planta piloto de 
galvanoplastia para contar con una operación segura, cómoda, eficiente y auxiliar en 
las acciones de arranque y paro de la planta, monitoreo de variables como el nivel de 
líquido en tanques, temperatura de las sustancias a utilizar, y en caso de alguna 
condición de operación no establecida garantizar la seguridad del equipo y del 
personal. 
La intención de este trabajo es actualizar dicho proceso utilizando la 
automatización para hacer fácil el proceso de galvanoplastia de la planta, poniendo 
todo el control del proceso en una interfaz HMI (por sus siglas en inglés Human 
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Machine Interfaz “Interfaz hombre máquina”) sin que el operario tenga necesidad de 
cambiar constantemente de lugar, reduciendo los tiempos de operación requeridos 
para desplazarse de un lugar a otro. Lo importante, sin duda es que al estar en un 
lugar apartado del proceso no se corre el riesgo de entrar en contacto con las 
sustancias, esto no implica que se tengan que gastar recursos económicos extras, ya 
que al tener la seguridad del personal y del equipo estamos ahorrando en gastos tanto 
de tiempo, dinero, e incluso procesos legales en los cuales se perderían recursos 
humanos, materiales, y financieros. Para esto se elegirá el equipo adecuado a las 
necesidades de trabajo que exige el proceso, implicando gastos económicos que se 
justifican con la mejora de la operación, una manera dinámica de estudiar y ejecutar 
el proceso de galvanoplastia y principalmente el cuidado de la integridad de los 
operarios, siendo el factor de mayor importancia. 
 
ALCANCE. 
Diseñar una propuesta de automatización para una planta de galvanoplastia 
que consiste en: 
1. proponer la instrumentación adecuada. 
2. Los diagramas de ingeniería a detalle para la instalación de los 
elementos de control, el diseño de la interfaz HMI contemplando las 
características del proceso para la selección adecuada del equipo a 
utilizar y de manera que ésta selección sea económica y eficiente. 
3. Una cotización de la implementación del sistema automático para la 
planta e ingeniería requerida para su implementación. 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I GALVANOPLASTIA Y PLANTA 
PILOTO DE GALVANOPLASTIA. 
 
 
 
En este capítulo se describe el proceso de Galvanoplastía, así como los elementos 
requeridos para realizar los recubrimientos como; tipos de soluciones, materiales con 
los que se puede galvanizar y las características de la planta de galvanizado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 5 
 
1.1 DEFINICIÓN DE PLANTA PILOTO. 
 
 
Se define como Planta Piloto al proceso que consiste en partes específicas 
ensambladas que operan como un todo con la finalidad de reproducir, a escala menor, 
procesos productivos. En estos procesos intervienen fenómenos, simples o 
complejos, de interés para las ingenierías, permitiendo el análisis de las interacciones 
presentes en operaciones tales como la termodinámica, el flujo de fluidos, la 
transferencia de masa y energía, las reacciones químicas, la biotecnología, el control 
de procesos, entre otras. También facilita la posterior operación y aplicación a nivel 
industrial o en algún área de trabajo determinada: sirve además para la confrontación 
de la teoría (modelos) con la práctica y la experimentación en las áreas del 
conocimiento ya mencionadas (Baasel. 1990). El uso de plantas de proceso a escala 
piloto tiene como propósitos principales: 
 
 Predecir el comportamiento de una planta a nivel industrial, operando la planta 
piloto a condiciones similares a las esperadas. En este caso los datos 
obtenidos serán la base para el diseño de la planta industrial. 
 
 Estudiar el comportamiento de plantas industriales ya construidas, en donde la 
planta piloto es una réplica y estará sujeta a condiciones de operación previstas 
para la planta industrial. En este caso a la planta piloto se le llama modelo y 
tiene como función principal mostrar los efectos de los cambios en las 
condiciones de operación de manera más rápida y económica que si se 
realizaran en la planta original. 
 
La finalidad de utilizar una planta piloto en la enseñanza de las ingenierías es 
llevar a cabo prácticas que ayuden a la interacción de los alumnos y profesores con 
el proceso. Las simulaciones de trabajo permiten desarrollar habilidades como la toma 
de decisiones, el trabajo en equipo, el manejo y la manipulación de variables, 
resoluciónde problemas, creatividad y la comprensión del proceso. 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 6 
 
1.2 DEFINICIÓN DE GALVANOPLASTIA. 
 
La denominación de recubrimientos electrolíticos es usualmente empleada 
para designar a depósitos adherentes obtenidos por formación catódica. Este ramo 
industrial es de suma importancia para las industrias automotriz, joyería, electrónica, 
electrodomésticos, herrajes, entre otros. 
 
Los recubrimientos electrolíticos son consecuencia de los procesos de 
descomposición de ciertos productos químicos por medio de la corriente eléctrica. 
Estos productos poseen características químicas específicas debido a que son 
sustancias complejas que contienen elementos en proporciones ponderables bien 
definidas. Las propiedades presentadas son muy diferentes a las de sus 
constituyentes originales. 
 
Los productos químicos descompuestos, también conocidos como 
electrodepósitos constituyen recubrimientos relativamente delgados e idóneos para 
usos decorativos y/o servicios de protección. Estos recubrimientos se adhieren 
firmemente al metal base e incorporan la consistencia necesaria al producto acabado, 
dándole a la superficie las propiedades físicas propias del metal depositado. 
 
El proceso de la electrodeposición de metales consiste, 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 mismo 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 cobrizado alcalinocianurados y 
en baños de cincado alcalino-cianurados, respectivamente. 
 
C A P Í T U L O 1 | 7 
 
En electrólitos ácidos simples, el ión metálico (catión) está rodeado por una 
envoltura de hidratación, como ocurre, por ejemplo, para el ión Cu2+, presente en un 
electrólito ácido, el cual está como solvato, con cuatro moléculas de agua: 
 
Cu2+ (H2O)4. 
 
Cualquiera que sea 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 migran 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 
dentro de la celda. 
 
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: 
Cu0 Cu2++ 2e 
 
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: 
 
Cu2+ + 2e Cu0 
 
Junto a este esquema sencillo, se producen en esos electrodos una serie de 
fenómenos más complicados, ligados a la existencia de la doble capa eléctrica en la 
interface electrodo electrolito, en donde intervienen la polarización, la sobretensión, 
la difusión, etc. 
 . 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 8 
 
Generalmente la corriente eléctrica aplicada a los electrodos es alimentada por 
una fuente de corriente continua. El voltaje aplicado debe producir una circulación de 
corriente, la cual se expresa en Amperes [A]. En la figura 1.1 se muestran los 
componentes de un sistema electroquímico. 
 
 
FIGURA 1.1 ESQUEMA DEL PROCESO DE GALVANOPLASTIA. 
 
La galvanoplastia fue descubierta por un discípulo de Volta, Brugnatelli, en 
1807, que fue el primero en obtener depósitos de oro o plata utilizando una pila. Pero 
su creación real corresponde a los trabajos del físico ruso H. Jacobi hacia 18371 . 
 
1.3 USOS DE LA GALVANOPLASTIA. 
 
En la industria de la galvanoplastia se efectúa un depósito específico sobre 
piezas metálicas con el fin de otorgarles un acabado cuyo proposito dependerá del 
uso al que sean destinada. 
 
Este proceso tiene como finalidad modificar las propiedades de la superficie de 
los metales base la cual puede estar asociada a motivos decorativos o funcionales 
pudiendo ser: 
 
 Aumentar la resistencia a la corrosión. 
 
1 Blum, William. Galvanotecnia y galvanoplastia: C.E.C.S.A. 
C A P Í T U L O 1 | 9 
 
 Aumentar la resistencia al paso de una sustancia. 
 Incrementar la resistencia a la fricción. 
 Obtener propiedades eléctricas y magnéticas. 
 Mejora la apariencia. 
 
La corrosión, es un fenómeno natural que provoca el deterioro de los metales 
y de sus propiedades químicas y físicas. Debido a esto, el uso de recubrimientos 
protectores contra la corrosión ha tenido un incremento considerable en los últimos 
años. 
 
Un ejemplo de tipo de recubrimiento muy utilizado por su bajo costo y dado que 
proporciona una protección adecuada contra la corrosión, en condiciones 
atmosféricas normales, es el proceso que se le conoce como galvanizado. Los 
recubrimientos de cinc en acero, representan el mercado más grande en cuanto a 
recubrimientos protectores, siendo la industria automotriz la principal consumidora. 
Debido a las mayores exigencias de resistencia a la corrosión y a las normas 
ecológicas, cada vez más estrictas, los recubrimientos de cinc puro, están siendo 
reemplazados por sus aleaciones (zinc-hierro, zinc-níquel, zinc-cobalto). 
 
1.4 LEY DE FARADAY. 
 
Faraday (1883) conecto un ampermetro en el circuito de una celda electrolítica para 
medir la corriente eléctrica [I], y pesó la cantidad M de la sustancia depositada en los 
electrodos en un tiempo [t]. De ese modo conoció la cantidad de energía eléctrica que 
había pasado a través de la disolución y la masa de la sustancia producida. Con estos 
datos estableció dos leyes: 
 
Primera ley de Faraday. 
 La masa de una sustancia desprendida o depositada en los electrodos es 
directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través de la 
disolución electrolítica. 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 10 
 
 
 
Segunda ley de Faraday. 
Las cantidades de diferentes sustancias producidas por la misma cantidad de 
electricidad son directamente proporcionales a los equivalentes químicos de dichas 
sustancias. El equivalente químico es el peso de un producto al dividir su peso 
molecular entre el número de electrones que intercambia en la reacción de oxido-
reducción. 
 
Con estos conocimientos puede definirse ahora la electrólisis de un modo más 
general como el “fenómeno en virtud del cual tienen lugar transformaciones químicas 
motivadas por la emigración y descarga iónicas de acuerdo con las leyes de Faraday” 
cuando se hace pasar una cantidad de electricidad (Q=IT) igual a 96, se obtiene como 
producto un equivalente químico de la sustancia en cuestión. A esta cantidad de 
electricidad se le conoce como la constante de Faraday. 
De las 2 leyes resulta que el peso M de una sustancia depositada en un 
electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad (I t) y al peso equivalente, que 
se expresan en la ecuación 1.1. 
𝑀 =
𝐼 𝑡 𝐸𝑞
𝐹
 𝑬𝒄. 𝟏. 𝟏 
Dónde 
𝑀 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑑𝑎. 
𝑡 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜.𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝐹 = 96 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏/𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒. 
𝐸𝑞 = 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑞𝑢𝑖𝑚𝑖𝑐𝑜. 
 
Otro de los aspectos importantes a considerar es el área de la pieza a recubrir, 
para eso se utiliza la fórmula de densidad (ecuación 1.2): 
 
𝜕 =
𝑚
𝐴
 𝑬𝒄. 𝟏. 𝟐 
Dónde 
𝑚 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑏𝑟𝑖𝑟 
𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑏𝑟𝑖𝑟 
C A P Í T U L O 1 | 11 
 
1.5 TIPOS DE SUSTANCIAS UTILIZADAS. 
 
La primera etapa del Proceso de galvanoplastia es la limpieza del material a 
recubrir, esta limpieza cuando es mecánica, no es necesario utilizar mezclas de 
sustancias, sólo se utiliza agua pasta Si la pieza a galvanizar tiene grasa, es necesario 
un desengrase químico que elimina no solamente las grasas y aceites, también 
separa con facilidad de la superficie a tratar el polvo, partículas metálicas, sales 
procedentes de los tratamientos térmicos y huellas procedentes de su manipulación 
anterior. 
 
1.5.1 DESENGRASANTES. 
 
El procedimiento de este tipo de desengrase es sumergir la pieza en una 
solución alcalina, dónde la grasa se saponifica, y de este modo la grasa y la suciedad 
son eliminadas de la pieza y se retiran los residuos con enjuagues sucesivos de agua. 
 
Las soluciones alcalinas desengrasantes más utilizadas en la industria se 
describen a continuación. 
 
SOSA CÁUSTICA (Hidróxido de sodio (NaOH). 
Es una de las sustancias más utilizadas por su poder de saponificación2, posee 
una gran acción espumeante debido a su alta viscosidad. Su inconveniente es que 
presenta una eliminación difícil, por lo que exige largo tiempo de enjuague. Por otra 
parte su utilización está limitada, por su gran alcalinidad, ya que con exposiciones 
prolongadas de la pieza pueden fragilizarla. 
 
POTASA CÁUSTICA (Hidróxido potásico, KOH). 
Es utilizado con menor frecuencia en comparación a la sosa cáustica, esto 
debido a su costo elevado. Sin embargo posee una conductividad eléctrica alta, 
aspecto a tomar en cuenta cuando el desengrasado se aplica electrolíticamente. 
 
 
2 Que convierte un cuerpo graso en pasta soluble en agua. 
C A P Í T U L O 1 | 12 
 
FOSFATO TRISÓDICO (Na3PO4 x 12H2O o Na3PO4 anhidro). 
Posee un excelente poder emulsionante y humectante, al propio tiempo que 
ejerce un buen poder de saponificación. 
 
 METASILICATO SÓDICO (Na2SiO3 x H2O). 
Este compuesto posee una marcada acción humectante, emulsionante y 
saponificante3. Elimina el ataque en medio alcalino de los metales que perturban el 
proceso tal cómo aluminio y cinc. 
 
 CARBONATO SÓDICO (Na2CO3). 
Este compuesto posee propiedades burbujeantes y detergentes débiles, pero 
es barato, es fácil de eliminar por enjuague simple y desempeña un papel importante 
cuando se desea que el medio desengrasante tenga un menor valor de PH que el que 
se obtiene al usar fosfato trisódico o metasilcato sódico. 
 
FOSFATO TRISÓDICO (Na3PO4 × 12H2O o Na3PO4 
anhidro). 
Posee un excelente poder emulsionante y humectante, al mismo tiempo que 
ejerce una buena acción defloculante4. Es, además, un buen tampón5, manteniendo 
un pH, comprendido entre el que genera el metasilicato sódico y el del carbonato 
sódico. 
 
METASILICATO SÓDICO (Na2SiO3 × H2O). 
Posee una marcada acción humectante y emulsionante, al propio tiempo que 
un buen poder saponificante y defloculante. También, actúa como tampón, dando un 
pH superior al del fosfato y carbonato, y es un buen inhibidor al ataque en medio 
alcalino sobre metales anfóteros, como aluminio y cinc. 
 
 
 
3 Termino derivado de Saponificación 
4 Es un aditivo que causa una dispersión más estabilizada y evita que se aglomeren las partículas finas, 
manteniéndolas en suspensión. 
5 Tienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades 
relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes. 
C A P Í T U L O 1 | 13 
 
TETRABORATO SÓDICO (Bórax, Na2B4O7 × 10H2O). 
Es un agente desengrasante de acción débil, utilizado especialmente para 
metales muy sensibles a los agentes alcalinos fuertes. 
 
PIROFOSFATO SÓDICO (Na4P2O7). 
Es un emulsionante activo. Utilizado especialmente para la limpieza de metales 
sensibles a los álcalis, como el aluminio. Se utiliza tambien combinado con 
compuestos alcalinos como sosa y metasilicato. 
 
ÁCIDO ETILENDIAMINOTETRA ACÉTICO (EDTA) Y SU SAL 
DISÓDICA (EDTA Na2). 
Se utilizan como desengrasante de metales debido a su capacidad para 
disolver compuestos como carbonatos, óxidos o sulfatos. 
 
GLUCONATO SÓDICO (CH2OH−(CHO)4−COONa). 
Esta sal forma complejos con el manganeso, hierro, níquel, aluminio, cobre y 
magnesio. El poder secuestrante6 del gluconato es mayor mientras más elevado sea 
el pH. En disoluciones neutras secuestra al aluminio, níquel, cinc y hierro. Por otra 
parte, el gluconato es un catalizador7 de la saponificación, y al mismo tiempo un 
poderoso desoxidante. 
 
1.5.2 BAÑOS ELECTROLITICOS. 
Para el proceso de recubrimiento se utiliza diferentes sustancias en solución 
acuosa dependiendo del metal a recubrir, así como el tipo de recubrimiento. A 
continuación se enlistan algunos tipos de recubrimientos, y soluciones electrolíticas o 
baños más utilizados. 
 
 
 
 
6 Fija o compleja los iones metálicos entre ellos el Ca2 y Mg2+ del agua y otros iones de metales pesados, dando 
compuestos solubles en agua y evitando de esta forma que dichos iones metálicos reaccionen con la suciedad y 
produzcan compuestos insolubles . 
 
7 Que aumenta la velocidad de una Reacción Química. 
C A P Í T U L O 1 | 14 
 
DEPÓSITO DE COBRE. 
 
Baño de cobre ácido: 
Sus componentes fundamentales son: 
 
 Sulfato de cobre (CuSO4 x 5H2O). 
 Ácido sulfúrico (H2SO4). 
 
La sal proporciona los iones de metal y el ácido reduce la resistividad, 
disminuye la concentración del ion metálico, aumenta la corrosión del ánodo y evita 
la precipitación de sales cuprosas o cúpricas. 
 
 
Baño de cobre alcalino cianurado: 
Existen dos composiciones esenciales que pueden utilizarse: 
 
 Cianuro de potasio y cobre (CuCN x 2KCN). 
 Cianuro de sodio y cobre (CuCN x 2NaCN). 
 
En estas formulaciones el cianuro de cobre tiene mayor estabilidad que el sulfato de 
cobre. 
 
DEPÓSITO DE NÍQUEL. 
 
Solución Watts: 
Permite la obtención de depósitos de buena coloración y brillo, las sustancias 
utilizadas son: 
 
 Sulfato de níquel. 
 Cloruro de níquel. 
 Ácido bórico. 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 15 
 
Níquel brillante: 
Contiene agentes de adición que modifican el crecimiento del depósito de 
níquel para producir superficies completamente brillantes que pueden recibir depósito 
de cromo sin necesidad de pulido previo. 
 
Las sustancias utilizadas son: 
 
 Sulfato de níquel. 
 Cloruro de níquel. 
 Ácido bórico. 
 Abrillantador primario. 
 Abrillantador secundario. 
 
Los abrillantadores primarios ejercen un efecto enérgico sobre el brillo, la 
dureza y tensiones internas del depósito. 
 
Los abrillantadores secundarios: tienen un efecto abrillantador más ligero 
cuando se utilizan solos y se utilizan para reducir tensiones internas en la capa 
metálica producidas por los abrillantadores primarios. 
 
Níquel mate: 
Produce una película uniformemente satinada sobre metales base como 
acero, cobre y latón. 
 
Se obtiene una estructura del depósito fino y uniforme en todas las áreas. 
 
Las sustancias usadas son: 
 
 Sulfato de níquel. 
 Cloruro de níquel. 
 Ácido bórico. 
 Abrillantador primario. 
 Abrillantador secundario. 
C A P Í T U L O 1 | 16 
 
DEPÓSITO DE CROMO. 
 
Las sustancias utilizadas son: 
 
 Acido crómico. 
 Ácido sulfúrico. 
 Agua. 
 
1.6 PARAMETROSPRACTICOS INFLUYENTES EN EL 
PROCESO DE GALVANOPLASTIA. 
 
Existen una serie de factores que de un modo directo o indirecto influyen en las 
características finales del electrodepósitos obtenido. 
 
Los parámetros prácticos relacionados con estos factores, que permiten 
controlar el proceso de galvanoplastia en las diversas etapas del mismo y modificar 
en mayor o menor cuantía la estructura del recubrimiento metálico son: 
 
DENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA. 
Este parámetro es decisivo en la galvanoplastia, es muy utilizado en la práctica 
para modificar y controlar la estructura del electrodepósitos en formación. Las 
corrientes bajas significan una velocidad de electrodeposición lenta. Para incrementar 
el rendimiento es deseable operar siempre con una densidad de corriente elevada. 
Hasta cierto límite, cuanto mayor sea ésta, más finos serán los desprendimientos del 
material con el que se galvanizará. 
 
Rebasando ciertos límites, que varían con la naturaleza del baño y con la 
temperatura, la velocidad de crecimiento aumenta tanto especialmente en ciertos 
lugares del cristal, que el electrodepósitos obtenido se convierte en rugoso, en 
dendrítico o incluso en esponjoso o pulverulento y finalmente, si la densidad de 
corriente se incrementa demasiado, se producirán depósitos “quemados” debido al 
C A P Í T U L O 1 | 17 
 
desprendimiento simultaneo de gas en los materiales por los que circula la corriente, 
todos estos indeseables. 
 
TEMPERATURA. 
Es también un factor importante en el proceso de galvanoplastia. Un aumento 
en la temperatura favorece la difusión de la especie iónica hacia el electrodo. 
 
Por otra parte, permite aumentar la densidad de corriente. Todo ello lleva 
consigo un aumento de la movilidad de los iones metálicos, y una disminución de la 
viscosidad, con un mayor reaprovisionamiento de la zona catódica, dando lugar a la 
formación de electrodepósitos de grano fino y brillante, sin llegar a la obtención de 
recubrimientos arborescentes (dendríticos) o esponjosos. Además, la temperatura 
permite eliminar los gases en el cátodo de manera eficiente, disminuyendo la 
absorción que producen depósitos frágiles con tendencia a desquebrajarse como 
sucede con el hierro, níquel, y cobalto. 
 
Cuando el aumento de temperatura no va acompañado del aumento de la 
densidad de corriente, el efecto de este se traduce en aumentar el tamaño de los 
cristales, como consecuencia de la disminución de la polarización. 
 
CONCENTRACIÓN DE IONES HIDRÓGENO (pH). 
Este parámetro es muy importante cuando el metal a depositar es 
electronegativo, pues entonces ele electrolito debe contener suficientes iones H+ para 
evitar la formación de hidratos y sales básicas poco solubles, y al propio tiempo, no 
debe contener tantos iones H+ que haga posible su descarga en el cátodo. Algunos 
metales, como el níquel, zinc y hierro precisan un pH muy bajo para obtener depósitos 
finos y, por tanto, brillantes. Cuando se conoce el margen de pH conveniente para 
conseguir en los depósitos un fin determinado, la medida de este nos indica que es 
demasiado alto o bajo, es preciso regular el contenido en iones H+. Para esta 
regulación se acostumbra emplear sustancias que actúan como tampones 
C A P Í T U L O 1 | 18 
 
(reguladores de pH) constituidos por ácidos muy poco disociados (por ejemplo ácido 
bórico en los electrolitos de niquelado), o bien ácidos débiles y sus sales o bases 
débiles y su sal. 
NATURALEZA Y ESTADO SUPERFICIAL DEL CÁTODO 
(METAL-BASE). 
 La naturaleza del cátodo (metal-base) reviste una gran importancia, pues no 
todos los recubrimientos metálicos se pueden depositar sobre cualquier metal-base, 
si este no es el idóneo, el electrodepósito podría depositarse de manera imperfecta o 
bien se desprenderá posteriormente al menor golpe o tensión. 
El estado de la superficie del cátodo (metal-base) también es muy importante, 
pues la estructura que posea influirá decisivamente en la electrocristalización. 
Por último, cabe indicar que, junto al estado superficial inherente, es importante 
el estado de limpieza de ese cátodo, o dicho de otro modo, es esencial el estado 
activo en que se encuentre, pues de él dependerá el correcto anclaje del 
electrodepósito y, en parte, también la correcta construcción de la red cristalina. 
CONCENTRACIÓN IÓNICA. 
La composición más conveniente del electrolito será aquella que posea pocos 
iones metálicos a depositar y muchas moléculas no disociadas dispuestas a 
disociarse rápidamente, liberando los iones metálicos que sustituirán a los que 
desaparezcan de la película liquida catódica durante la deposición. El ánodo, al ser el 
metal que se quiere recubrir cumple la tarea de disolverse para proveer de iones 
metálicos que serán depositados. 
La concentración real de un ion determinado es función de un sinfín de factores, 
tales como la concentración molar, el grado de ionización, la temperatura, la presencia 
de sales con un ion común y la formación de complejo químicos. 
 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 19 
 
AGITACIÓN DEL ELECTROLITO. 
La agitación favorece los cambios entre la zona catódica y el resto del 
electrolito. Al modificar la capa de difusión disminuye la polaridad por concentración, 
lo que produce recubrimientos uniformes. Además permite el aumento de la densidad 
de corriente, sin que este aumento provoque la obtención de electrodepósitos 
dendríticos o esponjosos. 
AGENTES DE ADICIÓN. 
Se llama de esta forma a aquellos compuestos de naturaleza inorgánica u 
orgánica que, adicionados al electrolito en cantidades generalmente muy pequeñas, 
modifican la textura cristalina del electrodepósito en cualquier etapa del proceso. 
Estos agentes de adición pueden cumplir misiones diferentes, influyendo sobre 
diferentes factores que afectan al proceso. 
Se denominan abrillantadores cuando al ser absorbidos irreversiblemente en 
puntos de baja sobretensión influyen en el crecimiento del cristalino, modificando el 
grano o bien orientando las caras cristalinas en una dirección determinada. 
Se llaman nivelantes cuando al ser absorbidos irreversiblemente en puntos de 
densidad de corriente elevada, inhiben ele crecimiento en las puntas, dando más 
velocidad al crecimiento en los valles del cristal. 
Se llaman humectantes cuando su misión consiste en mojar la superficie 
catódica, reduciendo la tensión superficial en las burbujas de hidrogeno y facilitando 
su desprendimiento de esa superficie catódica. 
Se llaman agentes disminuidores de tensiones internas o agentes ductilizantes 
cuando dichos compuestos, al ocluirse o absorberse selectivamente en el 
electrodepósito, disminuyen o suprimen las tensiones internas asociadas a ciertos 
tipos de crecimiento cristalino. 
 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 20 
 
PASIVIDAD ANÓDICA. 
En el ánodo también es posible la producción de polarización debido a la 
formación de películas poco conductoras originadas por reacción química. Cuando el 
ánodo deja de disolverse como consecuencia de estas reacciones, se dice que se ha 
pasivado. 
Se han establecido numerosas teorías para explicar este interesante 
fenómeno, y dominan entre ellas la teoría oxídica y la oxigénica. Los partidarios de la 
primera admiten que el metal se recubre de una capa de óxido protector, 
análogamente a lo que sucede con el aluminio, tan distinto de los metales nobles. 
Los partidarios de la segunda teoría pretenden que el revestimiento es de 
oxígeno, el cual es retenido por la superficie, pero sin llegar a formar óxido, y objetan 
contra la primera teoría el no haber podido demostrar en muchos casos la existencia 
de esta capa de óxido y el ser inverosímil su insolubilidad en ácidos, pero se olvida 
que por tratarse de una capa constituida por escaso número de moléculas 
superpuestas, o quizá una capa monomolecular, las condiciones de formación del 
óxido son muy distintas de las que rigen en una formaciónquímica corriente, pudiendo 
formarse, contrariamente a este caso, capas de óxido muy denso, adherente y poco 
poroso. De cualquier manera, el caso es que la posibilidad de un gran 
desprendimiento de oxígeno en el ánodo y, por consiguiente, una gran densidad de 
corriente anódica es una de las causas más frecuentes de la pasividad del mismo y 
que los metales puros son los que más tendencia tienen a la pasividad al permitir la 
continuidad de la capa protectora. 
Dado lo anterior, algunos metales, sometidos a determinados tratamientos o 
mezclados con otras sustancias, se disuelven con mucha más facilidad en el baño 
electrolítico que el metal puro. Otro factor que dificulta la pasividad y que, por 
consiguiente, vuelve al ánodo activo, es decir, facilita su disolución, es la existencia 
en el baño de aniones de escaso volumen atómico, que al facilitar su difusión a través 
de los pocos poros de la superficie protectora puedan efectuar un trabajo de 
disolución del metal, siempre que las sales formadas sean solubles en las condiciones 
del baño. 
 
C A P Í T U L O 1 | 21 
 
PODER DE PENETRACIÓN. 
 El poder de penetración se refiere a la propiedad de un baño por la que se 
consigue una distribución regular del depósito sobre toda la superficie del cátodo. Si 
se trata de un cátodo de superficie irregular, las partes cercanas de éste se cubren 
con una capa más gruesa que aquellas más alejadas, debido a que la resistencia 
óhmica del electrolito intermedio es menor. Se ha demostrado que el poder de 
penetración es función del modo como varían el potencial catódico y la resistencia del 
electrolito con la densidad de corriente. 
 
Cuando en un punto del cátodo, que se halla más cerca del ánodo que otros, 
se reduce la distancia y por consecuente la resistencia en el electrolito, esto origina 
un empobrecimiento de iones en dicho punto que da lugar a una polarización por 
concentración, lo que tiene el mismo efecto que un aumento de la resistencia óhmica 
entre el ánodo y los puntos cercanos del cátodo; por dicho motivo la corriente se dirige 
hacia otros lugares más alejados, manifestándose así el poder de penetración de la 
solución. La corriente que fluye desde el ánodo hacia las superficies prominentes es 
mayor en éstas que en las partes huecas, es decir la densidad de corriente por 
decímetro cuadrado (A/dm2) es mayor porque la distancia ánodo-cátodo es más corta 
y por lo tanto tiene menos resistencia eléctrica que en las partes huecas. El reparto 
de la corriente de la corriente en el baño es llamado “distribución de corriente”. Esto 
quiere decir, que las áreas huecas reciben un depósito más delgado que en las partes 
prominentes como se muestra en la figura 1.2. 
 
C A P Í T U L O 1 | 22 
 
 
FIGURA 1.2 DEPÓSITOS EN SUPERFICIES. 
 
 
1.7 PROCESOS EN LA PLANTA DE GALVANOPLASTIA. 
 
PRETRATAMIENTOS SUPERFICIALES. 
Esta etapa involucra los primeros baños químicos, en los cuales el objetivo es 
acondicionar la superficie quitándole las grasas, y tratándola para tener una superficie 
que acepte correctamente las capas del metal de recubrimiento. Dentro de las etapas 
a considerar se encuentran: desengrase, decapado o electro-pulido y desoxidado. 
 
A) DESENGRASE. 
Esta etapa tiene por objeto eliminar los aceites y grasas de la superficie, a fin 
de que no interfieran en las etapas siguientes, las soluciones utilizadas son 
normalmente alcalinas. Dependiendo del tipo de acabado se escogen soluciones leve 
o fuertemente alcalinas. Este proceso necesariamente debe ser seguido de enjuague 
para remover la solución desengrasante. 
 
 
C A P Í T U L O 1 | 23 
 
B) DESENGRASE POR INVERSIÓN PERIÓDICA DE LA 
CORRIENTE. 
Las piezas a desengrasar actúan durante cortos espacios de tiempo como 
cátodo y como ánodo. Se emplea generalmente para eliminar las manchas como el 
óxido y la cascarilla de los metales ferrosos, se lleva a cabo con disoluciones 
alcalinas, mediante este procedimiento se elimina los óxidos que recubren la 
superficie metálica sin riesgo de que se produzca ataque químico o que se desarrollen 
manchas. 
 
ENJUAGUE. 
El enjuague es una de las etapas más importantes en la galvanoplastia, en 
algunos casos se descuidad u olvida, y ello tiene consecuencias posteriores en forma 
de contaminación de los baños electrolíticos de deposición metálica, falta de 
adherencia del recubrimiento metálico y manchas en el mismo e incluso pérdida del 
brillo. 
 
La operación del enjuague se realiza no solamente entre las operaciones del 
desengrasado químico o electrolítico, entre las operaciones del pulido químico o 
electrolítico o del decapado, sino que también se emplea después del correspondiente 
tratamiento de electrodeposición metálica, sea de un solo metal o de un sistema de 
metales como cobre-níquel, níquel-cromo l cobre-níquel-cromo. 
 
Formas de realizar el enjuague. 
 Enjuague simple por inmersión. 
 Enjuague múltiple (en cascada). 
 Enjuague por rociado. 
 Enjuague por rociado y por niebla. 
 
ELECTRODEPOSICIÓN. 
El acabado de los metales es el nombre por el que se conoce a una serie de 
procesos que se realizan para modificar las propiedades superficiales de un metal 
mediante la aplicación de una o varias capas de otros metales o aleaciones de 
metales. En sus orígenes, esta técnica estaba basada con el propósito de aumentar 
C A P Í T U L O 1 | 24 
 
el valor de un artículo mejorando su apariencia, sin embargo actualmente un 40% de 
la producción mundial de acero se emplea en reponer el destruido por corrosión, por 
lo que la tendencia actual en los tratamientos es buscar sistemas que aporten una 
buena resistencia a la corrosión o unas propiedades mecánicas o físicas particulares. 
 
De forma general, se clasifican los diversos sistemas de tratamiento de 
superficie en dos grandes grupos o familias: 
a) Procesos de deposición: La pieza se recubre con una o varias capas de 
recubrimientos. 
b) Proceso de conversión: se efectúa una modificación de la superficie de 
la pieza sin el aporte de otro metal. 
 
A su vez, ambos grupos se pueden subdividir en: 
a) Procesos químicos. 
b) Procesos electrolíticos. 
 
Los principales procesos de deposición química son: 
Níquel químico 
 Cobre químico 
 Oro químico 
 Plata química 
 Estaño químico 
 
 
 
Proceso de conversión química se pueden dividir en: 
 Cromado (cinc, aluminio) 
 Pavonado (hierro, cobre, latón, plata, estaño) 
 Fosfatado (hierro, aluminio, cinc) 
 Pulido químico (cobre, latón, aluminio) 
Procesos de conversión electrolítica. 
 Anodizado (aluminio) 
 Electropulido (acero, acero inoxidable, latón, oro, plata, aluminio) 
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DEPOSICIÓN ELECTROLÍTICA. 
Este proceso requiere de: 
 Una cuba o celda para contener el baño galvánico 
 El baño 
 Como mínimo dos electrodos: los ánodos y los cátodos o piezas a 
recubrir. 
 Una fuente de electricidad. 
 Equipo auxiliar que puede ser: sistemas de calefacción y/o refrigeración, 
filtración, agitación mecánica o por aire, sistema de sujeción de las 
piezas: bastidores, tambores, cestas. 
 
BAÑO ELECTROLÍTICO. 
Normalmente consiste en una mezcla de diversos compuestos químicos que 
de forma general contienen: 
 
a) El ion metálico: 
El metal a depositar está presente en la solución en forma de sal simple o 
compleja usándose en algunos casos más de una sal. Normalmente en el caso de 
metales comunes se utilizan concentraciones metálicas elevadas, para el caso de 
metales preciosos, por su elevado coste, se tiende a usar procesos muy diluidos en 
el metal a depositar. 
 
b) Electrolito soporte: 
Conjunto de sales que tienen como misión aportar al baño la máxima 
conductividad eléctrica. Generalmente actúan también como estabilizadores del PH 
y, en algunos casos, pueden tener además un efecto beneficioso sobre la estructura 
del depósito. 
 
c) Agentes acomplejantes: 
Se utilizanpara diversos cometidos: 
 Mantener en solución al metal a depositar, en valores de pH a los que en 
condiciones normales este metal no es soluble. 
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 Favorecer el poder de penetración del baño conocido como poder cubriente o 
poder de penetracion. 
 Facilitar la disolución de los ánodos. 
 Evitar la deposición de otros metales presentes en el baño en forma de 
impurezas y que su deposición provocaría una alteración en las características 
del depósito. 
 
d) Aditivos orgánicos: 
Se utilizan compuestos orgánicos relativamente en bajas concentraciones para 
modificar la estructura y las propiedades del depósito, se pueden agrupar los aditivos 
en los siguientes conceptos: 
 Abrillantadores8. 
 Agentes humectantes. 
 Agentes niveladores. 
 
SECADO. 
Ésta es la última operación a la que son sometidas las piezas una vez 
recubiertas con el metal deseado y convenientemente lavadas. Tiene por objeto evitar 
el velado (aparición de una capa nebulosa) y en algunos casos el parcial oxidado y el 
manchado de las piezas tratadas. La eficacia del secado dependerá del tipo de pieza 
a tratar, de la forma, peso y orientación de esa pieza al salir del enjuague final y, por 
último del metal y naturaleza del recubrimiento metálico. Para secar las piezas o 
artículos se han empleado en galvanoplastia los siguientes procedimientos: 
 
 Secado atmosférico. 
 Secado por aire caliente. 
 Secado por chorro de aire forzado. 
 Secado por centrifugación. 
 
En la figura 1.3 se presenta un diagrama en el que se aprecia el proceso de 
zincado, con todas las etapas que se requiere para galvanizar una pieza de lámina, 
 
8 La plata es un abrillantador orgánico, 
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se observan los diferentes baños, las reaaciones químicas y los desprendimientos de 
elementos químicos al estar galvanizando en un caso específico de zincado. 
 
 
FIGURA 1.3 PROCESO DE ZINCADO EN PLANTA DE GALVANOPLASTÍA. 
 
En la figura 1.4 se muestra un proceso general de galvanizado, para cualquier 
material, inciando desde el tratamiento de la pieza hasta la última etapa con que se 
cuenta en la planta piloto de galvanoplastía que es el cromado. 
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FIGURA 1.3 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE GALVANOPLASTIA. 
 
 
29 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO II SITUACIÓN ACTUAL DE LA 
PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA. 
 
 
 
 
 
 
Este capítulo trata sobre el estado actual de la planta, desde el levantamiento eléctrico 
hasta el modo actual de operación de la planta piloto. Se realizan diagramas para 
mostrar los elementos de la planta piloto y se describe cómo es que se lleva acabo el 
control de sus elementos. 
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30 
 
2.1 DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA PILOTO. 
 
La planta se ubica en el laboratorio de Electroquímica en los laboratorios 
ligeros, 25318 de la UPALM 
 
El plano 2.1 ilustra el laboratorio que dispone de la planta piloto, mesas de 
trabajo y equipos, también se muestran las medidas correspondientes para la planta 
y el laboratorio. Se observan los tableros de control, las fuentes de alimentación y las 
cubas para los diferentes baños, también las cubas para los enjuagues. 
 
CUBA 
Se le llama cuba a los recipientes de plástico de la planta piloto, todos ellos cuentan 
con una tapa del mismo material, mientras que las cubas de las estaciones de baño 
galvanoplástico tienen 2 varillas de cobre por las cuales se hace circular la corriente 
eléctrica. 
En la parte del proceso se tiene una cuba. Ambas se conectan a la terminal positiva 
de la fuente de alimentación; en la parte central se encuentran dos terminales 
conectadas a la terminal negativa de la fuente de alimentación, aquí se coloca una 
barra de cobre en la que se cuelga el bastidor de la grúa con la pieza que se quiere 
recubrir en la figura 2.1 se muestra una imagen de una cuba para el proceso de 
galvanoplastía. 
 
 
FIGURA 2.1 DIAGRAMA DE UNA CUBA DE GALVANOPLASTÍA. 
 
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ESTACIÓN 1 “LIMPIEZA FRÍA”. 
Esta estación está diseñada para la etapa de lavado de las piezas. En el panel 
de control se encuentran: Un temporizador, un botón para su activación y 
desactivación y un foco indicador. 
 
ESTACIÓN 2 “LIMPIEZA CALIENTE”. 
Esta estación también está diseñada para la etapa de lavado. En el panel de 
control se encuentra un temporizador, con su respectivo botón de encendido y 
apagado, y el foco que indica cuando termina de operar. Además cuenta con un 
indicador de temperatura marca LAE, un botón para encender o apagar el calentador 
de la estación, uno para una bomba y otro para el compresor. Una luz indicadora de 
nivel bajo en el tanque. En la parte del proceso, se tiene una cuba similar a la de la 
estación 1. 
 
Cuando se requiere de una temperatura específica durante la limpieza, se 
enciende el calentador, este está conectado al controlador indicador de temperatura 
el cual mantiene la temperatura de la solución en un punto fijo, la temperatura que 
requieren es programada en el controlador, asignando un Set-Point (punto de ajuste), 
y para que el calentador pueda ser activado, debe estar encendida la bomba. 
 
 El compresor se enciende para agitar el contenido de las estaciones 2, 3, 4, 5, 
y 6. Mientras que la tarea de las bombas es mantener el agua circulando por el 
calentador, el filtro y la cuba. 
 
En la figura 2.2 se muestra la parte del tablero correspondiente a la estación 1 
y 2. 
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FIGURA 2.2 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 1 Y 2. 
 
ESTACIONES 3, 4, 5 Y 6 “BAÑO GALVANOPLÁSTICO”. 
En estas estaciones es donde se realiza el proceso de galvanoplastia, son 
iguales entre sí. Poseen un calentador, un filtro, una bomba para la recirculación del 
líquido, un control de temperatura e interruptores de nivel como permisivo para el 
funcionamiento de la bomba a diferencia de la estación 1, estas cuentan con un filtro. 
El controlador de temperatura funciona de la misma manera como se explicó en 
“Estación 2 limpieza caliente” 
 
Las figuras 2.3 y 2.4 ilustran la parte del tablero de control para las estaciones 
3, 4, 5 y 6. 
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FIGURA 2.3 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 3 Y 4. 
 
 
FIGURA 2.4 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 5 Y 6. 
 
ESTACIONES 7 Y 8 “BAÑO GALVANOPLÁSTICO 5 Y 6”. 
 Están diseñadas para llevar a cabo la etapa de cromado, es similar a las 
anteriores y cuenta con los mismos equipos. Durante el cromado se generan burbujas 
que pueden afectar el rendimiento del recubrimiento, para evitar esta situación se 
agitan los tanques con la ayuda de un motor y un mecanismo de 1 barra, con el fin de 
que la solución electrolítica este en contacto constante con la pieza a recubrir. 
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FIGURA 2.5 TABLERO DE CONTROL PARA ESTACIONES 7 Y 8. 
 
ESTACIONES 9 Y 11 “ENJUAGUE POR ROCÍO”. 
Estas estaciones se componen de un tanque, en la parte superior se tienen dos 
boquillas conectadas al suministro de agua, en estas boquillas se tiene un bloque con 
orificios, los cuales dan la característica de “rocio” al chorro de agua. 
No se cuenta con equipo involucrado en las estaciones de enjuague. 
 
ESTACIONES 10 Y 12 “ENJUAGUE BARRIL”. 
Estas estaciones simplemente son tanques que se llenan con agua y se 
sumerge la pieza después de salir de una de las etapas del proceso. 
 
FUENTES DE ALIMENTACIÓN DE CD. 
Las fuentes de alimentación se encuentran en el centro del panel de control de 
la planta, son 4 y cada una alimenta dos estaciones de la planta, tiene un interruptor, 
un medidor de voltaje y de corriente, un reóstato para controlar ambas variables, se 
puede observar como salen dos cables que alimentan los electrodos de lasestaciones 
correspondientes. Internamente las fuentes se componen de transformadores y 
circuitos para rectificar la corriente alterna, también existe un reóstato en cada fuente 
con el que se regula la intensidad de corriente para el baño. 
 
 
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2.2 DTI Y EXPLICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS. 
 
La figura 2.6 muestra la planta piloto de galvanoplastia, se pueden ver los 
componentes de la planta sobre los cuales fue elaborado el diagrama de tubería e 
instrumentación (DTI) de la planta piloto de galvanoplastia, ilustrado en el plano 2.2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 2.6 PARTES DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA 
 
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La tabla 2.1 describe los equipos existentes dentro de la planta, en la primera 
columna el nombre del equipo, la segunda columna hace referencia a la etiqueta (Tag) 
de cada equipo presente, la tercera columna muestra el número de estación dónde 
está ubicado dicho elemento mientras que la cuarta columna muestra las 
especificaciones técnicas. 
 
A continuación se presenta una parte demostrativa de la tabla 2.1, para ver 
todos los instrumentos y equipo consultar el anexo 1. 
 
TABLA 2.1 INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO DE GALVANOPLASTIA. 
 
Equipo Tag Estación Especificaciones 
Temporizador general KIC-000 Todas 
Marca: Finder 
Modelo: 
88.12..0.230..0002 
Corriente: 8ª. 
Tensión máxima: 250 VAC. 
Rango: 0,005 s a 100 hrs. 
Temporizador 1 KIC-001 
Estación 1: 
Limpieza fría. 
Marca: Omron 
Modelo: H3CA-A-306 
Bobina: 
Tensión CA: 24 a 241 VCA. 
Frecuencia: 50/ 60 Hz. 
Potencia máxima: 2VA 
Tensión CD: 12 a 240 VCD 
Potencia máxima: 2W. 
Contactos: 
Corriente: 3A. 
Tensión: 250 VCA. 
Carga resistiva. 
Tanque de lavado en frío TQ-001 
Estación 1: 
Limpieza fría. 
Altura: 48 cm. 
Largo: 36 cm. 
Ancho: 40 cm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.3 OPERACIÓN EN LA PLANTA DE GALVANOPLASTIA. 
 
En esta sección se describe la operación de la planta piloto, utilizando como 
ejemplo un proceso de cobrizado-cobrizado-niquelado-cromado, donde se realizan 
los siguientes pasos: 
 
RECEPCIÓN DE LA PIEZA. 
Se recibe la pieza que se quiere someter al proceso de galvanizado, 
generalmente se trata de placas de latón o hierro. 
 
LIMPIEZA DE LA SUPERFICIE. 
Esta etapa de proceso se lleva a cabo en las estaciones 1 y 2 de la planta piloto. 
 
En la cuba de la estación 1 se sumergen las piezas, ya sea en agua o en una 
sustancia que facilite la eliminación de impurezas. 
 
La estación 2 es similar a la primera estación, Como se mencionó 
anteriormente, tiene integrado un calentador y se utiliza cuando se requiera de una 
temperatura específica para hacer la limpieza de la superficie. Los alumnos y 
profesores revisan que el nivel de solución en el tanque sea el necesario, de lo 
contrario la bomba y el calentador no funcionarán. 
 
PROCESO COBRIZADO-COBRIZADO-NIQUELADO-CROMADO. 
Después de darle tratamiento a la superficie de la pieza, continúa el proceso 
en las estaciones 3-8. 
 
En las estaciones de baño galvanoplástico se corrobora el nivel de solución en 
la cuba con los interruptores de nivel que son un permisivo al arranque y paro de las 
bombas, esto para protegerlas contra la operación en vacío, lo cual las puede dañar. 
Un ejemplo de interruptores de nivel se tiene en la imagen 2.7. 
 
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FIGURA 2.7 INTERRUPTORES DE NIVEL COMERCIALES. 
 
Se tiene preparado un baño de cinc, en el que la pieza se recubre de este metal, 
la pieza se conecta a la terminal negativa de la fuente, mientras que ánodos de cinc 
son conectados en las terminales positivas. La palca a recubrir se sumerge en el baño 
de cinc y se pasa corriente a través de ella, 
 
Al termino de lo la ya mencionado, se traslada la pieza a cubrir a la estación 4 
y junto con un ánodo de cobre se sumergen en el electrolito ácido, que puede ser 
Cu2SO4 o alguna otra solución derivada del cobre con carácter acido. 
 
Ya terminado el cobrizado en la estación 4, la pieza es trasladada a la estación 
5 donde la pieza se somete de nuevo a cobrizado como en la estación anterior. En 
esta ocasión también se utiliza una solución derivada del cobre, pero con carácter 
básico. 
 
Al terminar en la estación 5 se enjuaga la pieza a la estación 9: “enjuaga por 
rocío”. 
 
Ya enjuagada la pieza se lleva a la estación 6 para el niquelado, En esta 
estación el electrolito es una solución derivada del níquel y el ánodo de níquel. Una 
vez transcurrido el tiempo (ver figura 2.2) necesario para el niquelado se regresa a la 
estación 9 para el enjuague por rocío. 
 
La etapa final del proceso corresponde al cromado, que se lleva a cabo en las 
estaciones 7 y 8, en esta etapa el ánodo es de cromo y el electrolito es una solución 
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derivada del cromo. Se sumerge la pieza y posteriormente se ajusta la corriente por 
el reóstato de campo 2 (ver figura 2.2), Se enciende el motor para agitar los tanques 
y las burbujas que se produzcan no afecten el proceso. 
 
Para finalizar, se enjuaga la pieza en la estación 9 y posteriormente se somete 
a un secado. 
 
2.4 DESENGRASE POR INVERSIÓN PERIÓDICA (PR). 
 
Este tipo de limpieza por lo regular va seguida de una pre-limpieza mecánica o 
química. 
 
El objetivo de esta limpieza es remover completamente toda la suciedad y 
activar la superficie metálica de trabajo, esto se obtiene aplicando corriente inversa a 
la solución de electro-limpieza y convirtiendo la pieza de trabajo en ánodo. El 
desprendimiento de oxigeno generado lleva a cabo la reacción de la grasa, mientras 
que la corriente inversa ayuda a la remoción y de alguna película metálica o partículas 
metálicas no adherentes. 
 
La inversión periódica de corriente se venía haciendo mediante un inversor 
electromagnético temporizado que, de forma periódica, invertía la polaridad de la 
corriente procedente de un rectificador. Mientras no se superan intensidades de 
corriente de 2000 Amperes aproximadamente, dicho procedimiento de inversión es 
satisfactorio, aunque se producen ruidos al conectar los contactores y eso provoca un 
desgaste en la zona de dichos elementos. 
 
Para eliminar estos inconvenientes, se introdujeron aparatos inversores 
completamente estáticos: En la figura 2.8 se muestra el inversor de polaridad, con el 
que se lleva a cabo la limpieza fría y caliente, al invertir la polaridad, de anódica a 
catódica. 
 
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FIGURA 2.8 INVERSOR DE POLARIDAD. 
 
2.5 TABLERO DE ALIMENTACIÓN GENERAL Y 
PROTECCIONES. 
 
La planta de galvanoplastia cuenta con un tablero de protecciones e 
interruptores para energizar los tableros y los elementos de cada tanque que se 
pueden ver en la figura 2.9. Se observa que el tablero general para energizar la planta 
piloto, cuenta con protecciones tipo termomagnético de diferentes capacidades, 
siendo algunas monofásicas y otras trifásicas, las conexiones están en buen estado, 
pero para iniciar la planta hay que encender uno por uno cada interruptor térmico. 
 
FIGURA 2.9 TABLERO DE PROTECCIONES Y ALIMENTACIÓN GENERAL. 
 
Una representación por partes para cada etapa de la planta de galvanoplastia 
se muestra en la figura 2.10 dónde el tablero cuenta con un interruptor general, y las 
protecciones por separado de diferentes capacidades para cada fase. Los elementos 
que se tienen al final del diagrama son las etiquetas de cable, los cuales llegan a los 
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tableros de control de cada estación, y son identificados de acuerdo al tanque en que 
se encuentran, 1L1, 1L2 y 1L3 para la cuba 1. 2L1, 2L2 y 2L3 para la cuba 2 etc. 
 
FIGURA 2.10 ALIMENTACIÓN