PINTURA ELECTROSTATICA

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Recubrimientos

CORROSIÓN GALVÁNICA Protección CATÓDICA EFECTIVA SOLUCIÓN

Equipos Noticias Pruebas Entrevistas

CABINAS DE APLICACIÓN

Requerimientos

La pintura

ELECTROSTÁTICA

Eficiente Transferencia

México Año 2 N o . 10

/ferrepro

@ferrepro F1

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Protección anticorrosiva, Normas en oleoductos La National Association of Corrosion Engineers (NACE), American Petroleum Institute (API) y la American Society Mechanical Engineers (ASME), son asociaciones que se encargan de producir, analizar, adaptar y divulgar normas referentes al control de corrosión. Para ello cuentan con el apoyo de empresas y profesionales pertenecientes al sector productivo, comercial y de investigación.

Gradiente de voltaje de corriente continua (DCVG) Con la técnica DCVG, puede localizar los defectos del recubrimiento en una tubería enterrada, además de determinar el estatus de la corrosión, así como los defectos y la severidad referente al consumo de corriente de protección que cada uno de éstos absorbe. Si tomamos en cuenta que la protección catódica genera un flujo de corriente hasta los puntos metálicos expuestos de la tubería, con este método se pueden encontrar los defectos de manera individual por más ínfimos que parezcan.

Oleoducto

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C O AT I N G T E C H

LA INDUSTRIA DE LOS RECUBRIMIENTOS

Los instrumentos de medición de espesor son los más esenciales en la industria de recubrimientos.

Precisión de la Galga

Las calibraciones de recubrimientos se realizan normalmente por el fabricante o por un laboratorio calificado, siempre en un ambiente controlado mediante un proceso documentado. Las normas del espesor del revestimiento utilizados en la calibración, deben ser tales que las incertidumbres combinadas de la medición resultante, sea menor que la precisión indicada de la galga (unidad de longitud para medir grosores en materiales muy finos).

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Cuando se utiliza un medidor de espesor de revestimiento, tres pasos aseguran mejor precisi贸n: 1. Calibraci贸n 2. Verificaci贸n 3. Ajuste de medici贸n

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SEGURIDAD

ANTE TODO

EXCESO DE CONFIANZA Desafortunadamente seguimos escuchando por parte de técnicos y aplicadores que ejercen su trabajo a grandes alturas, en relación a ciertos equipos de seguridad y en particular del arnés, expresiones como: “¡Es incómodo!”, “¡Sólo tomará un par de minutos este trabajo!” o He realizado esto miles de veces, todo está bien.

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SALUD LABORAL

EL USO DEL ARNES

USO OBLIGATORIO

La realidad es que la industria de la construcción cuenta con el mayor número de caídas, de todas la industrias. Tan sólo en México, anualmente se registran 1,412 defunciones por riesgos laborales y 411 mil accidentes de trabajo, los cuales son la primera causa de incapacidad temporal en el país.

El arnés es un equipo de protección, su objetivo es detener la caída libre de un individuo. La mayoría consiste en correas o cintas de nylon o poliéster, los cuales son ajustables en hombros y piernas, las mismas que distribuyen el peso del usuario a través del pecho y caderas, contando con argollas o anillos los cuales se encuentran conectados a una línea de seguridad.

La Norma Oficial Mexicana NOM-017-STPS-2008, Equipo de protección personalSelección, uso y manejo en los centros de trabajo.

Establece el uso obligatorio de equipo de protección personal proporcionado por el patrón y de acuerdo a la capacitación que recibieron para tal efecto. El usuario debe revisarlo antes, durante y después de su uso.

NÚMEROS

PINTURA ELECTROSTÁTICA

La pintura electrostática debe ser formulada con disolventes polarizables. El usuario debe asegurarse de la formulación adecuada por parte del fabricante o distribuidor del producto.

22.1%

Bienes de consumo

El recubrimiento de bienes de consumo representa el 22,1% del volumen total de recubrimientos en polvo del mercado en 2013.

150 KVA

Los sistemas de pulverización de pintura electrostática operan con tensiones elevadas (de 30 a 150 kilovatios). Por lo tanto, la seguridad del operador debe ser una preocupación importante.

7.7%

de crecimiento Se espera que el sector automotriz sea el segmento de más rápido crecimiento para la aplicación de recubrimientos en polvo, a una tasa de crecimiento anual del 7,7% entre 2014 y 2020.

Los recubrimientos en polvo no se pueden emplear en lugares donde se necesitan recubrimientos delgados ya que tienden a desprenderse debido a la alta temperatura de curado.

EFECTO JAULA DE FARADAY

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Un inconveniente potencial del uso de pintura electrostática, en particular para el recubrimiento de superficies complicadas, es el efecto jaula de

Faraday: una tendencia a que las partículas cargadas del recubrimiento, se depositen alrededor de las entradas de las cavidades.

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NÚMEROS

EL MUNDO DE LOS RECUBRIMIENTOS

8% Anual En 2013, la empresa analista IHS estimó que el mercado de recubrimientos en América Latina, crecerá a una tasa anual del 8% hasta el 2018, en comparación con tasas de sólo dos a tres por ciento en los EE.UU. y de 1.5 a 2.5 % en Europa Occidental.

6% Anual En los países emergentes del mundo, la industria de los revestimientos está creciendo a un ritmo acelerado. Las mejores perspectivas de crecimiento están en Asia y el Pacífico (crecimiento del 4-5% por año en el futuro cercano), Europa Oriental (6%) y América Latina (8%). IHS estima el crecimiento mundial total en 6% anual.

45% para

decorar & proteger Alrededor del 45% de los recubrimientos producidos en todo el mundo se utilizan para decorar y proteger construcciones nuevas, así como para mantener las estructuras existentes, incluyendo casas, apartamentos, edificios públicos e instalaciones industriales.

40% para

Proteger productos manufacturados

Sí, 40% de los revestimientos se utilizan para decorar y/o proteger los productos manufacturados en las diversas industrias, principalmente en la fase de acabados.

ANÁLISIS SECTORIAL

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IHS Inc. (IHS) es una empresa con sede en el condado de Douglas, Colorado en los Estados Unidos. Ofrece análisis de información para apoyar el proceso de toma de

decisiones de empresas y gobiernos, en relación al comportamiento de industrias como la aeroespacial, automotriz, de energía o química, por mencionar sólo algunas.

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CONTENIDO

FERREPRO RECUBRIMIENTOS

36 EN PORTADA

PINTURA ELECTROSTÁTICA El espesor de la pintura electrostática es totalmente homogéneo y no requiere de la aplicación previa de productos anticorrosivos. Además las estructuras pintadas no se saltan a menos de que se realicen en ellas cortes o rayados con utensilios metálicos.

26 ARTÍCULO La corrosión galvánica se produce cuando dos metales con diferente potencial eléctrico, entran en contacto físico o eléctrico, y se exponen a una solución conductora.

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30 artículo En la protección catódica se reduce o elimina la corrosión de un metal a través de la aplicación de corriente mediante una fuente externa, así el carácter eléctrico del metal será electronegativo respecto a su medio, deteniendo el ataque corrosivo.

44 Automatización En México, la automatización de procesos industriales cada día es más fuerte, sin embargo, algunos sectores industriales no han considerado evaluar las ventajas de contar con robots industriales.

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CONTENIDO

FERREPRO RECUBRIMIENTOS

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TÉCNICAS DE DEPOSICIÓN

Se conoce como fluidización al proceso por medio del cual una corriente ascendente de fluido -ya sea líquido, gas o ambos- se emplea para suspender partículas sólidas.

48 Equipos y

herramientas La pistola se alimenta a través de una tolva de lecho fluidizado, en donde el polvo es arrastrado por el vacío creado por un inyector de aire con obturación variable.

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54 Conociendo la

cabina de pintado

Disminuir las pérdidas del material, evitar la exposición de los usuarios a los solventes, y reducir los tiempos muertos son algunas de las funciones de las cabinas de pintado.

62 Glosario El potencial de corrosión es un fenómeno originado por el balanceo establecido por la reacción de oxidación del metal y la reacción de reducción oxidante contenida en el electrolito.

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DIRECTORIO

Director Editorial Enrique Sánchez Co-editor Abigaíl Núñez Jefe de Diseño Gloria Rojas Diseñadoras Beatriz Arciniega Mercedes Landaverde Presidente y Director General Lic. Enrique Sánchez esanz@bestconcept.mx Dirección de Administración Lic. Angélica Morales administracion@bestconcept.mx Gerente Comercial Lic. Elvira Santos santos@bestconcept.mx Gerente de Operaciones Ing. Javier Sánchez Publicidad publicidad@bestconcept.mx Web Master Eduardo Reyes

Coordinación Editorial Alice Mora Ilustración Jaime Ruelas Fotografía ESANZ Elohim Luna Karina Sánchez Jessi Sanmore Consejo Editorial Zasahel Hernández Colaboradores Kaeri Tedla, Adán Hernández, Ana Bravo Mejía, Alicia Paz, Sarasuadi Vargas, Montserrat SL, Alice Mora, Lara Alvárez, Saúl Linares, Nancy Ramírez Corro, Mariana Miranda, Guillermo Salas, Abraham Geifman, Leobardo Durán, José Luis Ibarra, Pepe Ochoa.

Ventas de Publicidad publicidad@bestconcept.mx 52 55 5543 4581 5682 4672 Ciudad de México Asuntos Editoriales editorial@bestconcept.mx

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Impreso Por: Best Printing Tel. 5682 4672 Distribuido Por: Best Concept

TV ONLINE

Año. 2 Núm.10 Número de reserva al título en Derechos de Autor: 04-2012-070412072700-102 Certificado de licitud de título: En trámite. Certificado de licitud de contenido: En trámite. Editor responsable: Enrique Sánchez. Preprensa e impresión: Best Printing Av. Eugenia #701-A, Col. del Valle, México, D.F., C.P. 03100, Del. Benito Juárez. Precio: $50. El contenido de los artículos es responsabilidad exclusiva de los autores. Todos los derechos están reservados. Prohibida la reproducción parcial o total incluyendo cualquier medio electrónico o magnético con fines comerciales.

Periodicidad bimensual. Fecha de impresión: Julio 2015.

Editada e impresa en México.

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C A R TA E D I T O R I A L

Protección Anticorrosiva

A

partir de la reforma energética México será uno de los países que más consumirán acero a nivel mundial, es decir, la demanda anual crecerá el 3% a partir del presente año. El acero que se consume en mayor medida en el sector industrial, es utilizado para la fabricación de herramientas, maquinaria y productos. No obstante, si el metal no es protegido adecuadamente puede ocasionar pérdidas millonarias.

La corrosión es un problema latente en el sector industrial, si ésta no se previene o se detecta a tiempo las pérdidas monetarias se elevan, ya que las superficies atacadas deben sustituirse de inmediato para evitar accidentes. Una posible solución a este mal, es la aplicación de pintura en polvo que además de combatir la corrosión, ofrece un acabado uniforme y estéticamente bello, sin desprender compuestos orgánicos volátiles, haciendo de ésta un producto amigable con el medio ambiente y segura para los usuarios. En la presente edición abordaremos más a detalle las características de este tipo de recubrimiento.

Asimismo, ahondaremos un poco más en el tema de la corrosión, centrándonos en la galvánica y en la forma de combatirla, es decir, a través de la protección catódica. Además conoceremos a detalle las cabinas de pintado, el equipo triboeléctrico y la deposición por lecho fluidizado. ¡Queridos lectores sean bienvenidos!

Editor en Jefe

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NEWS

ALTA INVERSIÓN DE

EMPRESAS NORTEAMERICANAS

En el estado de Querétaro durante los últimos cinco años, el número de empresas norteamericanas creció de 325 a 495. Éstas compañías han generado alrededor de 32 mil empleos formales y en el 2014 invirtieron alrededor de 379 millones de dólares más. Entre ellas PPG Industries (que emplea a 380 trabajadores en la entidad), Kenworth, Kimberly-Clark, Eaton, Walmart y Kellogs, y otras.

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PINTURA EN POLVO ANTIMOSQUITOS

La empresa Adapta Color ha desarrollado una novedosa pintura en polvo que repele al mosquito Adedes Aegypti, portador del virus del dengue y de la fiebre amarilla. La pintura es óptima para la aplicación sobre metales, obtiene su eficacia a través de la combinación de resinas y sustancias activas.

En 2014, la producción de pintura y recubrimientos en México alcanzó un récord histórico de

716

millones de litros,

6.8% + con respecto a 2013.

Fuente: INEGI

NANOTECNOLOGÍA

ANTICORROSIVA Modumetal, con sede en Seattle, Washington, ha desarrollado un proceso electroquímico cuyo resultado es un recubrimiento de zinc nanolaminado que busca mejorar la resistencia de los metales a la corrosión. Según sus fundadores, este tipo de revestimiento que se compone de partículas de metal a escala nanométrica (iones), que se depositan sobre un sustrato y varían la composición y atributos como resistencia al desgaste, a la fragilización, incrementan la tenacidad y resistencia a la corrosión.

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NEWS MAYOR EXPANSIÓN DE

CHEMOURS EN MÉXICO Tras su reciente separación de Dupont, Chemours Company busca posicionarse como un jugador importante de soluciones químicas aplicadas a diversas industrias.

Principalmente en productos de refrigeración, pinturas, recubrimientos para el sector automotriz, del papel, minería e industria aeroespacial y arquitectónica. Para ello, este año invertirán 150 millones de dólares en su planta de Altamira, Tamaulipas y pronostican ingresos de hasta 350 millones de dólares para el 2018.

2° consumo de pinturas

México

es el

en

lugar

de cualquier tipo a nivel América Latina,

PINTURAS PARA CARROCERÍAS LIGERAS

Muchos de los avances que ha generado Axalta, tienen la capacidad de reducir el número de pasos de horneado, brindando el mismo rendimiento de cubrición que los sistemas tradicionales. Además, presentan beneficios como mejora de la productividad, menor emisión de COV y menor consumo de energía, así como reducción en los costos de inversión.

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con un valor en el mercado de aproximadamente

28 mil 500 millones de pesos.

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BLUEMETRIC Medidor de espesor de recubrimientos El BLUE-DT156 posee con memoria para 400 lecturas (80 directas y 320 en grupo). Mide el espesor de recubrimientos no magnéticos en acero, recubrimientos ferrosos en sustratos aislantes, así como revestimientos aislantes en materiales ferrosos. También cuenta con interfaz de USB para PC. www.bluemetric.mx

SOLUCIONES &

productos VAZDELAR Fanuc Robot de pintura diseñado para operar en ambientes peligrosos. Su velocidad y destreza son un complemento perfecto para la aplicación de recubrimientos. También, se puede utilizar para pintar piezas pequeñas.

Brinda un ahorro de material y cuenta con múltiples cañones fijos. www.vazdelar.com.mx

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SOLSPERSE 82500 Lubrizol Es un dispersante para los sistemas a base de disolventes. Está diseñado para trabajar en una amplia gama de pigmentos incluyendo grados rojos y amarillos orgánicos, azul, negro y compuestos inorgánicos. Este dispersante proporciona una buena compatibilidad con muchos sistemas de resinas, lo que permite el uso general a toda una gama de sistemas industriales. Se suministra con un 50% activo en PGMEA etilo / butilo (4/1). www.lubrizol.com/coatings

ETHOFLEX®-ER Etho Aditivo para revestimientos epoxi que se puede aplicar ya sea con la resina epoxi o del endurecedor. Es compatible con cualquier disolvente. Además de la vida de la mezcla, el tiempo de curado, resistencia al impacto, brillo, la corrosión y mejoras de flexibilidad, el producto también imparte mayor adherencia y mejora las propiedades de disolventes de bajo costo. www.e-sperse.com

30% aditivo

STANDOX UV FILLER Axalta Pintura para repintado automotriz que cura con la exposición a la luz UV en cuestión de segundos, además puede lijarse inmediatamente después de que se ha secado. Sus características de relleno, nivelación y formación de película brindan un acabado de excelente calidad. www.axaltacs.com/mx/

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BERMOCOLL AKZO NOBEL Es un grupo de éteres de celulosa no iónicos en presentación polvo de color blanquecino de libre fluidez y de diferentes tamaños de partículas. Se utiliza como agentes de retención espesante, estabilizante y agua para pinturas decorativas a base agua. Disponible en una amplia gama de viscosidades y variedad de grados modificados. Reacciona con diferentes sustituyentes tales como metilo, etilo, hidroxietilo, o grupos hidrófobos. https://www.akzonobel.com

CORROSION 2016 La Organización Mundial de la Corrosión (OMA) ha difundido la fecha de su próximo evento que se llevará a cabo en el Centro de Convenciones de Vancouver, Canadá, del 06 al 10 de marzo del 2016. En este evento se tendrá la oportunidad de conocer los más recientes desarrollos en la corrosión, medio ambiente, metales, oxidación, cerámicas y polímeros. www.corrosion.org

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DATAPAQ EASYTRACK2 Diseñado específicamente para pinturas y recubrimientos en polvo de los que se requiere obtener información fiable del proceso, de forma fácil y rápida. Este sistema cuenta con una gama de registradores que proporcionan perfiles en un corto intervalo de muestra de 0,5 segundos, mayor exactitud de ±0,9 °F (±0,5 °C), y comunicaciones USB. Al medir la temperatura exacta del producto, cuando está pasando por el horno de curado, tiene la capacidad de entender, controlar y así incrementar el potencial de su proceso de recubrimiento. Verifica que su proceso cumple la especificación de curado de los proveedores para garantizar la calidad del producto. Identifica de inmediato cualquier problema que ocurra en su horno. Utiliza los datos del perfil para aislar la causa y sugiere la acción necesaria para corregirla. www.datapaq.com

MERCK COLORSTREAM LAPIS SUNLIGHT El Colorstream T10-04 Lapis Sunlight es un pigmento con efecto multicolor adecuado para aplicaciones de impresión, plásticos y recubrimientos. Con características ideales para disolventes convencionales y materiales termoplásticos. El producto abre multitud de posibles estilos gracias a su gran transparencia, por ejemplo, en combinación con colorantes orgánicos e inorgánicos, así como otros efectos de los pigmentos. Sus tonalidades van de un oro a un elegante verde plateado, pasando por un azul profundo. www.merckgroup.com/

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ARTÍCULO

DIFERENCIA DEL POTENCIAL ELÉCTRICO Corrosión galvánica Por: Ing. Martín Covarrubias

La encontramos en conexiones de tuberías de acero, tornillería de unión de estructuras metálicas de rascacielos o en barcos, en los que los diversos componentes sumergidos en el agua, son de diferente aleación metálica. Y es que La Corrosión Galvánica se origina cuando dos diferentes metales, con distinto potencial eléctrico, se encuentran en contacto físico o eléctrico, debido a que se exponen a una solución conductora (electrolito).

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E

ste diferencial de potencial eléctrico funciona como directriz para el paso de la corriente eléctrica a través de un agente corrosivo, ocasionando que el flujo de la corriente corroa uno de los metales del par formado. En este tipo de corrosión, el deterioro sólo se presenta en uno de los metales, mientras que el otro casi no sufre daño; además, mientras más grande sea la diferencia de potencial entre los metales hay mayor probabilidad de que se presente la corrosión galvánica. La corriente fluye desde el metal con menor potencial (ánodo, el cual se degrada y pierde masa a través de los iones, vertidos al electrolito), al de mayor potencial –cátodo-, que recibe la corriente y se protege de la corrosión. El metal que se corroe se conoce como metal activo, en tanto que el que no se daña recibe el nombre de metal noble. La destrucción del metal comienza desde que la superficie del sistema, pasa por el metal-medio y se propaga paulatinamente dentro del metal a profundidad.

Celda Galvánica A este conjunto de elementos presentes en la corrosión galvánica se le denomina, técnicamente, Celda Galvánica o Celda Voltaica, denominada así en honor de Luigi Galvani y Alessandro Volta, respectivamente. Se trata de una celda electroquímica que obtiene la energía eléctrica a partir de la llamada reacción redox. Cuando una sustancia se oxida y pierde electrones, otra sustancia los capta, reduciéndose. Este es el mecanismo básico que promueve las reacciones de óxido-reducción o redox.

Los Electrodos En una celda galvánica, un electrodo se refiere a cualquiera de los dos conceptos mencionados anteriormente, sea ánodo o cátodo, términos acuñados por Michael Faraday. El ánodo es definido como el electrodo en el cual los electrones emergen de la celda y ocurre la oxidación, mientras que el cátodo es definido como el electrodo en el cual los electrones ingresan, ocurriendo la reducción.

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ARTÍCULO En una celda controlada, cada electrodo puede convertirse en ánodo o cátodo dependiendo del voltaje que se aplique a la celda. Ahora bien, en la corrosión galvánica, las regiones en donde se presentan las reacciones catódicas (reducción del oxidante) y anódicas (corrosión metálica) son diferentes entre sí, esto se debe a la heterogeneidad del material y del medio.

Proceso de Oxidación-reducción Como ya lo señalamos, en un proceso de oxidación-reducción, el metal sufre un proceso de oxidación y se destruye. Al mismo tiempo el hidrógeno presente en la solución acuosa, se reduce y se desprende oxígeno elemental de la disolución, que corroe adicionalmente el metal.

El agua salina de mar, el aire húmedo cargado de partículas suspendidas, las soluciones ácidas, de álcalis o salinas, son algunos de los electrólitos más comunes en ambientes industriales, o altamente corrosivos, con los que entran en contacto los metales en la vida cotidiana.

Serie Galvánica La tendencia de los metales a ceder sus iones a la disolución, se llama potencial de disolución. Cada metal tiene su propia potencial de disolución. A consecuencia de esto, si se colocan diferentes metales dentro de un mismo electrólito, cada uno adquiere diferente potencial eléctrico y forman pares galvánicos. En estos pares el metal con potencial mas bajo (mayor potencial de disolución), pasa a ser el ánodo y se destruye, es decir se oxida o pasa a la disolución. El segundo metal con potencial mayor actúa como cátodo y no se disuelve.

Metales y aleaciones pueden ser caracterizados por su potencial de corrosión (potencial de disolución), dicha caracterización se conoce como Serie Galvánica. Sirve para establecer la clasificación de metales y aleaciones según su potencial de corrosión; a partir de esta serie, es posible determinar la célula que se creará por el acoplamiento eléctrico de dos metales diferentes. Cabe mencionar que los metales de aleación desarrollan pro-

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cesos de corrosión electroquímica en todo su cuerpo, a pesar de no estar en contacto con otro tipo de metal.

Ya que al sumergir, hipotéticamente la aleación en un electrolítico, sus diferentes partes tomarían diferentes potenciales, y como en el interior del metal estos componentes están en conflicto, entonces este sistema se puede considerar como un conjunto de múltiples pares galvánicos conectados.

Nobleza de metales Los metales que conocemos poseen diferentes tendencias a corroerse.

Tenemos entonces a los metales nobles, como el oro y platino, que se encuentran usualmente como metales libres en la tierra. Por otro lado, existen los llamados metales activos,

La Celda Galvánica es una celda electroquímica que obtiene la energía eléctrica a partir de la llamada reacción redox. Cuando una sustancia se oxida y pierde electrones, otra sustancia los capta, reduciéndose.

o base, tales como el sodio, aluminio y magnesio, los cuales no se podrán encontrar como metales libres en el planeta, sino como compuestos. Por último, tenemos ciertos metales con actividades intermedias a los anteriormente mencionados, tales como el cobre, la plata y el hierro. Los metales más nobles son los menos “activos” y por tanto presentan la mayor resistencia a la corrosión (metales relativamente catódicos). En cambio los metales menos “nobles” como el caso del aluminio y el magnesio, son más “activos’’ y poseen una menor resistencia a la corrosión (metales relativamente anódicos).

Control de la corrosión Para controlar la corrosión en un ambiente comercial e industrial;

Agua

Sitio anódico

protegiendo instalaciones, equipos, vehículos, tuberías, herramientas, estructuras y todo tipo de elemento con partes metálicas, debemos empezar por conocer muy bien los factores que intervienen en las distintas Celdas Galvánicas que se pueden desarrollar.

La medición de la corrosión emplea gran variedad de técnicas destinadas a determinar que tan corrosivo es el ambiente del sistema y a qué tasa se experimenta la pérdida de metal.

La medición de la corrosión es un método cuantitativo por medio del cual la efectividad de las técnicas de control y prevención de la corrosión, pueden ser evaluadas. Las mediciones incluyen análisis químico, monitoreo de corrosión, pruebas no destructivas, datos operacionales o fluido electroquímico, entre otras acciones. Algunas técnicas pueden ser utilizadas a través de un monitoreo constante del proceso, mientras que otras mediciones deben ser determinadas a través de análisis de laboratorio. La tasa de corrosión determina que tan duradera puede ser la vida útil de una infraestructura y su seguridad operacional. La medición de la corrosión y las acciones para remediar las tasas de corrosión elevadas, permiten incrementar la efectividad costo-operativa, gracias a la reducción de costos asociados a la renovación de las instalaciones.

CABE MENCIONAR...

Una película emanada de la corrosión puede servir como una barrera física entre la superficie metálica y el medio ambiente. También puede participar directamente en las reacciones electroquímicas si conduce corriente eléctrica, ya sea como un conductor o un semiconductor.

Protección ante la corrosión galvánica Ya que la corrosión de metales en ambientes húmedos es de naturaleza electroquímica, una alternativa lógica para intentar controlar la corrosión sería mediante métodos electroquímicos. Justamente ese es el fundamento de la protección catódica que proporciona un sistema de protección de estructuras de acero, tuberías metálicas o cualquier otro elemento metálico enterrado. Hay dos tipos de protección catódica: protección galvánica y de corriente impresa.

Por otra parte, los recubrimientos se aplican para separar los metales del ambiente corrosivo, es decir que puedan servir como ánodos sacrificables que puedan ser corroídos en lugar del metal subyacente, los galvanizados son un buen ejemplo de esto. Un recubrimiento continuo de zinc y estaño aísla el acero respecto al electrolito.

La termodinámica de la corrosión estudia cuáles serían los cambios energéticos asociados con una reacción entre metales. Se realiza determinando la magnitud de la energía que el metal poseía inicialmente, antes de corroerse, y estableciendo luego la energía que poseen los productos de dicha corrosión.

Óxido Sitio catódico

Las pérdidas económicas por la corrosión de metales son tan altas que en Estados Unidos, Japón o Gran Bretaña, las estimaciones fluctúan entre el 3 y 4 % de su PIB. El control de la corrosión en México debe ser un tema prioritario de atender, los recubrimientos industriales una excelente solución.

Serie Galvánica Metal

Magnesio Aluminio Zinc Cromo Hierro Cadmio Níquel Plomo Estaño Cobre Plata Oro

Potencial eléctrico (v) -2.340 -1.670 -0.762 -0.710 -0.440 -0.402 -0.250 -0.126 -0.135 +0.345 +0.800 +1.680

Tipo

Anódico Anódico Anódico Anódico Anódico Anódico Anódico Anódico Anódico Catódico Catódico Catódico

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ARTÍCULO

PROTECCIÓN CATÓDICA

Electronegatividad en Metales Por: Ing. Martín Covarrubias

El control de la corrosión resulta imprescindible desde el punto de vista industrial, por ello, se han desarrollado diversas técnicas, procedimientos y productos para su prevención y combate. La protección catódica es uno de los fundamentos de muchos recubrimientos, por lo que hoy hablaremos de esta útil tecnología que se utiliza en diversos sectores industriales.

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U

n método ampliamente utilizado para el control de la corrosión de estructuras metálicas, al entrar en contacto con la mayoría de las formas de entornos electrolíticamente conductores como los suelos, el agua de mar y aguas naturales, es la protección catódica. La protección catódica disminuye, esencialmente, la velocidad de corrosión de una estructura metálica, mediante la reducción de su potencial de corrosión, con lo que el metal queda más cerca de un estado inmunológico. Este proceso se logra haciendo que el potencial eléctrico del metal a proteger se vuelva más electronegativo, por medio de la aplicación de una corriente directa o de la unión de un material de sacrificio (comúnmente magnesio, aluminio o zinc). Este método es la base sobre la que funcionan diversos revestimientos de protección de superficies, por lo que resulta fundamental saber cómo funciona.

La protección catódica la describió, por primera vez, Sir Humphry Davy en 1824. Después de una serie de pruebas, la primera aplicación se llevó a cabo en embarcaciones como el Samarang, donde se adjuntó un ánodo de sacrificio de hierro a la plancha de cobre del casco por debajo de la línea de flotación y redujo drásticamente la velocidad de corrosión del cobre, sin embargo, al presentarse la proliferación de algas marinas, se rechazó el sistema por la afectación a la navegación. En 1850 y, después de un largo período de estancamiento, mediante el empleo adecuado de pinturas con antiorganismos y anticorrosivos, la marina canadiense demostró que era factible la protección catódica de embarcaciones con mucha economía en los costos y en el mantenimiento.

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ARTÍCULO

Tanque protegido catódicamente / Fotografía: Protección Catódica de México.

Hoy en día, la protección catódica se puede lograr de dos maneras: Con el uso de ánodos galvánicos (sacrificio) donde se emplean metales reactivos, como ánodos auxiliares, que están directa y eléctricamente conectados al metal a proteger, cuyo principio básico es el mismo de la corrosión galvánica, en la que un metal más activo es anódico con respecto a otro más noble, corroyéndose el metal anódico.

Con la aplicación de corriente impresa empleando ánodos inertes a los que, a través de una fuente de alimentación externa de CC, se imprime en el circuito constituido por la estructura a proteger y la cama anódica. Este tipo de sistema trae consigo el beneficio de que, los materiales a usar en la cama de ánodos, se consumen a velocidades menores, pudiendo descargar mayores cantidades de corriente y mantener una vida más amplia. Los ánodos mayormente empleados son la chatarra de hierro (utilizado como electrodo dispersor de corriente) y el ferrosilicio, que es recomendable en terrenos de media y baja resistividad, al que se coloca en el suelo incado o tumbado rodeado de un relleno de carbón de coque.

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PROTECCIÓN CATÓDICA GALVÁNICA Generalmente se utiliza en los siguientes casos: cuando se requiere una corriente pequeña (como en una tubería o tanque pequeño); si la resistividad del medio es baja (como en suelos marinos); ya sea cuando no es posible realizar monitoreo frecuente al sistema (como en el interior de tanques de almacenamiento de crudo contaminado) y, finalmente, si se requiere alta resistencia mecánica evitando la posibilidad de contacto entre el cátodo y el ánodo (como en plataformas marinas). Se puede emplear como complemento de la protección, por corriente impresa, o para mitigar los efectos de corrientes parasitarias.

Como ventajas de los sistemas de protección galvánicos, se tienen que: • no genera problemas de interferencia con otras estructuras • no requiere fuente externa para drenar corriente • tiene bajos requerimientos de mantenimiento • puede usarse en lugares con poco espacio En cuanto se refiere a las limitantes de este sistema de protección,

podemos mencionar: • poca eficiencia en ambientes de alta resistividad eléctrica • no es flexible • es muy costoso para altas demandas de corriente • resulta complicado conseguir vidas útiles más allá de 15 años.

Con respecto a la duración de los ánodos de sacrificio, es importante mencionar que depende del material del ánodo, su peso y la demanda de corriente que requiera la estructura en estudio. Como buena práctica de ingeniería se evita utilizar el ánodo hasta el final de su consumo, pues habrá variado tanto su forma, que no funcionará adecuadamente. Un valor común de máximo desgaste es el 85%, pero hay situaciones en las que se puede considerar un factor de desgaste mayor o menor.

CORRIENTE IMPRESA Una de las ventajas que presenta este tipo de protección es su flexibilidad que le permite operar en un amplio intervalo de potencial y corriente, posibilitando la protección de estructuras de mayor tamaño con sólo un punto de instalación o con una alta demanda de corriente; el aumento en el requerimiento no

CAMA ÁNODICA Puede ser de distintos materiales, pues se eligen en función del medio en el que se colocarán, las prestaciones que brindarán para la protección catódica, su resistencia, aplicabilidad para la estructura, etc. La elección del ánodo se hace con base en la corriente que puede drenar, en su consumo, en sus propiedades de resistencia mecánica, en el comportamiento respecto al medio y en su disponibilidad comercial. Por ejemplo, en tierra y en medios marinos, se utiliza la aleación conformada por hierro-cromo-silicio, pero, si se requiere que no existan residuos de la reacción anódica, como en los tanques de almacenamiento de agua potable, es indispensable el uso de ánodos inertes de titanio-platino o titanioóxidos de metales preciosos, pues no producen elementos solubles.

Se recomienda que, para su instalación en tierra, se haga un lecho de relleno especial, el cual puede ser de coque metalúrgico, coque calcinado de petróleo tratado especialmente o de concreto conductivo especial. La función del relleno va desde crear un medio homogéneo y de baja resistividad alrededor del electrodo auxiliar, y aumentar el área de contacto electrolítico entre el suelo y la cama anódica, hasta absorber parte del desgaste del ánodo y alargar su vida útil.

implica la instalación de nuevos elementos, ya que su flexibilidad permite contrarrestar cualquier problema medio ambiental, tal es el caso de la resequedad del terreno o de las interferencias dinámicas.

Por otro lado, la protección catódica por corriente impresa también presenta algunos inconvenientes: • puede causar corrientes parásitas que provoquen corrosión en estructuras vecinas • en caso de una mala regulación, ocasionará sobreprotección dañando el recubrimiento de la estructura o fragilizándolo • requiere inspecciones periódicas preventivas y de mantenimiento • necesita una fuente externa de corriente, lo que en la mayoría de los casos implica el pago del servicio de alimentación de corriente alterna • es más susceptible al vandalismo Fuente de corriente Para brindar protección catódica por corriente impresa resulta necesario el uso de una fuente de corriente continua, la cual debe funcionar ininterrumpidamente por lo menos durante diez años.

Un hecho que debe destacarse es que, cuando la corriente es alterna, será necesaria la utilización de un rectificador, ya que estos dispositivos permiten la conversión de corriente alterna a corriente

Cable de retorno negativo (conexión de la estructrura)

Fuente de alimentación de corriente directa

Cable de ánodo aislado Estructura protegida Agua marina

Ánodo de corriente impresa

Sistema de protección catódica de corriente impresa

ÁNODOS MÁS COMUNES Chatarra de hierro: resulta muy económico, pero su desgaste no es uniforme y puede perderse la conexión al sistema fácilmente, requieren múltiples puntos de conexión.

Ferrosilicio: ideal para aplicaciones en suelos con alto contenido en cloruros, se usa también para protección de líneas submarinas. Es mecánicamente frágil.

Grafito: es aplicable en casi todo tipo de suelo, no se recomienda para terrenos contaminados por cloruros o para estructuras sumergidas.

Titanio platinado: se utiliza para aplicaciones especiales tales como condensadores, reactores, etc. Requiere cuidados especiales en cuanto al máximo voltaje de drenaje.

Titanio-óxido de metales preciosos: utilizado en diferentes tipos de suelos y condiciones.

Las composiciones y prestaciones varían dependiendo del fabricante, por lo que siempre se debe verificar con el mismo.

Ánodos de corriente impresa preenvasados ​​en un recipiente de acero con coque F35

ARTÍCULO directa, esto normalmente se hace a través de diodos, aunque existen otras tecnologías. La regulación se hace por medio del transformador CA que posee el equipo, el cual está diseñado para funcionar con entradas de voltaje monofásicas o trifásicas.

En el caso de las conducciones enterradas, el costo de la protección catódica es mucho menor que el de cualquier otro sistema que ofrezca la misma seguridad de protección.

REQUISITOS PARA SU IMPLEMENTACIÓN La proyección de un sistema de protección catódica requiere de la investigación de características respecto a la estructura a proteger y al medio. En el primer caso, se estudia el material de la estructura, así como las especificaciones y propiedades del revestimiento protector (si lo hay), las características de construcción, la localización y las particularidades de otras Aplicación de corriente según el material y medio donde funcionará

Medio

Densidad de corriente A/m2 Máxima

Práctica

Hierro chatarra

7.8 7.0

5

Grafito

1.6

10-100

2.5-40

Terreno y agua de mar

Titanio platinado

4.5

400 por cada micra de platino de espesor

500-1000

Agua de mar y terreno no salino

Titanio óxido de rutenio

4.5

1100

700-1100

todos

-7.0

30-40

10-100

Agua dulce y terreno

Ferro-silicio

estructuras metálicas, enterradas o sumergidas en las proximidades, las condiciones de operación de líneas de transmisión eléctrica en alta tensión, los datos sobre las fuentes de corriente continua en las proximidades que pueden originar corrosión, así como las condiciones mínimas para la utilización de fuentes alternas de energía, entre otras.

Con respecto al medio, se deben realizar mediciones de resistividad eléctrica a fin de evaluar las

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Peso específico g/cm2

Tipo

1

todos

condiciones de corrosión a las que estará sometida la estructura; definir el tipo de sistema a utilizar (galvánico o corriente impresa) para determinar el mejor lugar para la instalación de ánodos; medir el potencial Estructura-Electrólito para evaluar las condiciones de corrosividad en la estructura y detectar los problemas de corrosión electrolítica; determinar los lugares de baja resistividad, distribución de corriente sobre la estructura y accesibilidad a los sitios para montaje e inspección. Por últi-

Fotografía: Protección Catódica de México

mo, hacer las pruebas necesarias para determinar la corriente que se imprimirá a la estructura con la intensidad requerida.

MEDICIÓN DE LA PROTECCIÓN La base para saber si una estructura se encuentra adecuadamente protegida, generalmente se establece con la medición de la fuerza electromotriz (FEM) o voltaje, entre la estructura y un electrodo de referencia. Para la realización de ésta, se deben hacer conexiones tanto a la estructura como al electrólito, la conexión a la estructura por proteger se puede realizar mediante una barra de acero, la cual se pone en contacto con esta estructura. Mientras que, la conexión al electrólito, se puede hacer con una variedad de medios, sin embargo, como el potencial se desarrollará en este punto y formará parte del valor final, se deberá hacer con bastante exactitud y facilidad de reproducción, las lecturas de la medida del potencial estructura/ electrólito siempre especificarán el tipo de electrodo de referencia usado.

metría particular y las densidades de corriente consideradas.

PROS Y CONTRAS Los potenciales negativos excesivos pueden causar corrosión a estructuras de plomo y aluminio debido a los ambientes alcalinos creados en el cátodo acelerado. La evolución de hidrógeno en la superficie del cátodo puede, en aceros de alta resistencia, resultar en la fragilización por hidrógeno del acero, con la subsiguiente pérdida de fuerza, pudiendo llevar a fallas catastróficas. Asimismo, puede causar desprendimiento de los revestimientos; el recubrimiento actuaría, entonces, como un escudo aislante a las corrientes de protección catódica. Este método no se puede utilizar para prevenir la corrosión atmosférica sobre metales.

La conexión al electrólito se puede llevar a cabo simplemente sumergiendo un pedazo de metal dentro de aquel, este método algunas veces es aceptable, por ejemplo: (a) pequeños bloques de zinc puro se pueden emplear en ciertos sistemas de agua de mar donde la exactitud es de menor importancia, (b) un simple electrodo metálico que contacte al terreno puede ser satisfactorio cuando las medidas de potencial se hacen a intervalos relativamente cortos entre las condiciones “encendido y apagado” de la fuente de corriente.

Cuando la corriente fluye hacia una superficie metálica, se establece un gradiente de potencial entre el ánodo y la superficie protegida. Este potencial depende, en cierto grado, del lugar donde se coloque el electrodo de referencia, por esta razón, dicho electrodo se debe colocar lo más cercano posible a la estructura, o bien, se tiene que definir el criterio de protección de acuerdo con la geo-

Tubería con protección catódica, proporciona una protección adicional por años.

Sin embargo, en el caso de las conducciones enterradas, el costo de la protección catódica es mucho menor que el de cualquier otro sistema que ofrezca la misma seguridad de protección. La garantía de que, en una tubería enterrada protegida catódicamente no se produzcan fugas por la cara del suelo, ha hecho factible, desde el punto de vista económico, por ejemplo, transportar petróleo y gas natural a altas presiones.

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EN PORTADA

PINTURA EN POLVO

La evolución de los recubrimientos Por: Abigaíl Núñez

La pintura electrostática se utiliza en la industria del metal, pues brinda un acabado uniforme y duradero ya que no forma burbujas como las que se producen con la pintura líquida. El proceso se realiza en instalaciones equipadas que cuenten con un horno de curado, cabinas de aplicación, pistolas electrostáticas y, como un extra, cadenas de transporte aéreo.

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EN PORTADA

C

ualquier pintura electrostática es ambientalmente amigable, ya que transfiere la mayor parte del material al sustrato, liberando mínimas cantidades de partículas al aire. Esto se debe a que se adhiere a la pieza a recubrir. Así se requiere menos cantidad de pintura para cubrir por completo la superficie y se libera menor cantidad de contaminantes a la atmósfera. Otras características de este tipo de pinturas son su mayor resistencia a la corrosión, abrasión, al impacto, a la intemperie, productos químicos y a la deformación. ¿Dónde utilizar pintura electrostática?

Por ser un recubrimiento bastante resistente, de fácil aplicación y económico, que brinda excelentes resultados en cuestiones como el acabado y sello hermético, puede emplearse en un gran número de superficies. En ese sentido, es utilizado en diferentes sectores, por ejemplo, en la industria manufacturera tiene una amplia gama de aplicación, ya que se puede usar sobre piezas de acero, aluminio, metales galvani-

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zados, es decir, metales ferrosos y no ferrosos.

En el sector industrial, la pintura electrostática se destina para recubrir láminas, tuberías, maquinaria, herramientas, imprimaciones anticorrosivas, planchas, ductos, partes y piezas de automóviles, ductos de ventilación, perfilería en Cold Rolled y Hot Rolled, tejas metálicas onduladas y acanaladas

Beneficios Cuando se implementa la pintura electrostática las ventajas que se obtienen son muchas y, generalmente, se reflejan en la eficiencia de aplicación, ya que no son inflamables, son menos peligrosas para la salud del usuario, debido a que no requieren el uso de solventes –en comparación con la pintura líquida- por lo tanto, no liberan COV; tienen una apariencia más fina en su acabado,

a diferencia de las pinturas líquidas, el proceso de aplicación no deja marcas de brocha, burbujas, goteo o imperfecciones.

De igual modo, la cobertura curada al calor es más durable que una superficie pintada tradicionalmente, y está mejor preparada para resistir cambios de clima, corrosión y manchas de químicos o solvente.

Es más tersa al tacto y de excelente calidad. Asimismo, el pintado redondea los bordes y las aristas de los materiales a pintar y penetra en zonas difíciles, recubre todo tipo de superficies metálicas ya sean lisas o acanaladas.

Es importante mencionar que el espesor del recubrimiento es totalmente homogéneo y la pintura electrostática no requiere de la aplicación previa de pinturas anticorrosivas, además, las estructuras pintadas no se saltan a menos de que se realicen en ellas cortes o rayados con utensilios metálicos. En cuanto al factor monetario se refiere, el valor del metro cuadrado es más barato que otro proceso de pintura.

VENTAJAS

Las propiedades técnicas de la pintura electrostática forman parte de las virtudes de este recubrimiento, entre ellas destacan su gran resistencia a cambios ambientales y a los rayos UV, su larga durabilidad y capacidad de retención del color y brillo (alrededor de 10 años en el exterior), alta resistencia a agentes corrosivos, excelente adherencia, así como una gran variedad de colores y acabados.

Preparación del sustrato Antes de iniciar con el proceso de pintado o deposición, es necesario preparar la superficie. En primer lugar, las piezas deben limpiarse y desengrasarse, ya que pueden tener polvo, óxido o grasa, lo que podría interferir y modificar la capa de tratamiento que se les de a las piezas.

El siguiente paso es decidir qué tipo de tratamiento se adoptará, para ello hay que tomar en cuenta los siguientes aspectos: tipo de material a pintar, los requerimientos finales de la pieza una vez pintada y las condiciones en las que se halla antes del tratamiento. Entre los tratamientos de superficie que se llevan a cabo

DESVENTAJAS

Bajo riesgo de explosión (flas-point >500°C)

Se genera mucho polvo

Línea de pintado fácilmente automatizable

No pueden pintarse los sustratos que no resistan la temperatura del curado (150°-210° C)

Grandes volúmenes de producción Puede aplicarse sobre sustratos calientes

Menor flow de la capa de pintura, en comparación con la líquida

Es un proceso monocapa El producto que no es depositado en la pieza puede recuperarse y ser reutilizado.

Fácil contaminación de una pintura a otra.

Fotografía: www.axaltacs.com/mx/es_MX.html antes de la deposición de la pintura electrostática tenemos: Alcalino: brinda un buen resultado como limpiador, pero se debe cuidar que no queden residuos del baño porque puede traer problemas en la aplicación de la pintura y, en consecuencia, la corrosión de la pieza.

Tricloroetileno-percloro: es el sistema más económico y de limpieza más rápido, sin embargo, es un producto altamente tóxico. Puede desengrasar la pieza, pero no elimina sus residuos. Es ideal para superficies de hojalata, cobre y sus aleaciones.

Fosfato amorfo de hierro: generalmente se aplica sobre hierro y aluminio –con sus respectivas aleaciones-. Desengrasa y permite que la superficie tenga buena resistencia mecánica y química, además obtiene

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EN PORTADA capas de fosfatos insolubles sobre la superficie del metal (dichas capas son de 0.2 a 0.4 g/m2).

Cromatado: es un tratamiento adecuado para el aluminio y sus aleaciones, su aplicación se realiza en caliente (+/-40°C). Existen dos tipos de cromatado: cromo fosfato amorfo y cromo amorfo. El primero contiene fosfato de fluoruro y cromo VI, mientras que el segundo casi no contiene fluoruro, por lo que las piezas deben desoxidarse antes de iniciar el proceso de tratamiento superficial.

Si el sustrato está muy oxidado, el sistema de tratamiento superficial debe ser el decapado mecánico (chorro de arena); no obstante, existen otros tipos de tratamientos basados en imprimaciones que, en la mayoría de los casos, contienen grandes cantidades de zinc.

APLICACIÓN DE LA PINTURA En términos generales, la deposición de la pintura electrostática se lleva a cabo de la siguiente manera: una vez que la superficie ha pasado la etapa de limpieza y preparación, un polvo seco –compuesto por pigmentos de color y resinas protectoras- es aplicado sobre la superficie de la pieza.

La técnica implica la aplicación de una carga, generalmente negativa, al material del recubrimiento mientras se atomiza. Existen dos métodos de aplicar pintura en polvo: pulverización electrostática y lecho fluidizo.

La pulverización electrostática se divide en tres: pulverización electrostática convencional, triboelectricidad (por fricción) y tribo-plus (combinación de ambos métodos).

No obstante, dichos sistemas de aplicación tienen elementos en común, ya que todas necesitan de una unidad de alimentación en polvo –depósitos y tubos de alimentación-, pistola electrostática de pulverización, unidad de control para la velocidad del flujo de alimentación de la pintura en polvo y el sistema electrostático, así como compresor, unidad de recuperación del polvo y cabina de proyección. Una vez

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Fotografía: www.akzonobel.com

teniendo en cuenta lo anterior, podemos conocer en qué consiste cada método de deposición.

Sistema electrostático convencional: en este caso, las pistolas de pulverización distribuyen una carga electrostática al polvo, el cual se atomiza gracias a la ayuda de un electrodo cargado, localizado al frente de las pistolas. Éstas generan un campo electrostático de alto voltaje y bajo amperaje entre el electrodo y la pieza a recubrir; cabe mencionar, que el sustrato debe conectarse a tierra para que pueda darse la adherencia.

Fotografía:www.nordson.com/es-es/

Paralelamente, existen ciertas cuestiones que deben tomarse en cuenta a la hora de utilizar este método de aplicación, puesto que se crea niebla debido a las partículas de polvo no cargadas y, en consecuencia se reduce la eficacia de la transferencia.

Aplicación por triboelectricidad (fricción): las partículas del polvo pasan sobre una superficie plástica.

En lugar de electrodos emisores de vapores y cascadas, la pistola para carga electrostática por fricción (tribo) evita la formación de campos eléctricos entre la pistola y la superficie a pintar, así la penetración del polvo en cavidades y huecos de la pieza es eficaz, garantizando un recubrimiento óptimo y de excelente calidad.

El polvo fluye a través del tambor de la pistola, lo que genera una carga de fricción en el polvo, el cual es transportado por la corriente de aire al sustrato, donde se adhiere gracias a la atracción electrostática. Debido a que no se utiliza un sistema de alto voltaje, el campo eléctrico es más pequeño, por lo que el polvo sigue las corrientes de aire en lugar de seguir las líneas de campo.

Cabe destacar que como el campo eléctrico es más pequeño reduce el efecto de la jaula de Faraday, consecuentemente, las pistolas de aplicación tribostática producen acabados más uniformes –sin importar la forma geométrica de la pieza- y permiten la deposición de películas de mayor espesor.

Las pistolas tribostáticas cargan la pintura en polvo por fricción, por lo que a la hora de aplicación son capaces de cargar -sobre la superficie- capas de pintura más espesa,

Fotografía: www.akzonobel.com debido a que el efecto de autoalimentación es menos pronunciado con respecto a las pistolas electrostáticas. La penetración en las cavidades y huecos es buena, por lo que el rendimiento de la pintura aumenta un 70%; no obstante, este porcentaje puede mejorarse notablemente, ya que la pintura puede recuperarse y reutilizarse. Ahora bien, la cantidad de polvo aplicable con pistola tribo es menor que la de las pistolas electrostáticas de alta

Características

Sistema convencional

Cantidad de polvo proyectable

150-250 g/min

Cómo cubre

tensión: hablamos de que puede garantizarse una producción total de 50-100 g/min. Dicha cantidad se pulveriza por medio de un solo cabezal o bien subdividirse entre más cabezas.

El equipo de pulverización tribostática requiere de mantenimiento regular, puesto que los tubos de carga electrostática por fricción en pistolas se consumen y, por ende, deben sustituirse. Hoy en día, no

Triboestático

Triboplus

50-100 g/min

100 g/min

Capas más gruesas que el método convencional

Los bordes de la pieza se cubren mejor que con la triboestática

Eficacia de transferencia

65-70%

70%

80%

Especificaciones técnicas

Unidad de alimentación 80-100 kV

Una o varias boquillas con posibilidad de aplicar una segunda capa

Unidad de alimentación 30-40 kV

Limitaciones

Puede producirse el efecto de la jaula de Faraday

Mantenimiento regular, debido a la erosión

Se presenta el efecto de la jaula de Faraday, pero en menor medida.

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EN PORTADA todos los revestimientos en polvo tienen una composición adecuada para ser cargados por fricción.

Método triboplus: es una combinación de los dos métodos anteriores; no obstante, a diferencia de la aplicación por triboelectricidad, en este sistema la pistola de pulverización se modifica para que le aplique una carga positiva al polvo, minimizando el efecto de la jaula de Faraday y aumentando la velocidad de aplicación. Otra de sus propiedades es que presenta un mejor efecto envolvente, por lo que los espesores de cada capa son mayores en comparación con el sistema electrostático convencional.

Lecho fluidizado: una característica de este proceso es que reduce el efecto de la jaula de Faraday, permitiendo que algunas partes rebajadas de la pieza de trabajo sean revestidas sin ningún problema, sin embargo, los revestimientos aplicados por lecho fluidizado son considerablemente más gruesos que los obtenidos por pulverización electrostática. En este proceso

reinan condiciones óptimas para un intenso intercambio de calor y transferencia de masas: las partículas, que en estado de reposo se encuentran como lecho de sólidos, son fluidizadas desde abajo, comúnmente, con aire. Así, las partículas se mezclan a fondo y forman lo que conocemos como lecho fluidizado.

Para iniciar la aplicación por lecho fluidizado tradicional, el sustrato

Durante el curado de la pintura electrostática se activa la reacción química del sistema de resinas por medio del calor, permitiendo la adhesión de las partículas

se precalienta -generalmente entre 200° y 400°C- después se sumerge en el lecho del revestimiento en polvo. Cuando las partículas de pintura en polvo entran en contacto con el sustrato precalentado se funden y se adhieren a la superficie del mismo.

En este proceso el revestimiento adquiere una carga por fricción, es decir, una carga tribostática; no obstante, también hay métodos denominados electrostáticos, en los que se induce una carga en el sistema con la aplicación directa de energía eléctrica.

Curado y evaluación de la pintura Si bien es cierto que la carga estática mantiene los pigmentos y las partículas de resina adheridos al sustrato, no puede hacerlo por mucho tiempo. Es por eso que las piezas pintadas deben hornearse, así las partículas se fusionarán permanentemente con la pieza. Durante el curado de la pintura electrostática se activa la reacción química del

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sistema de resinas por medio del calor. El tiempo y la temperatura a la que debe hornearse dependerán del tipo de pintura aplicada.

Para el correcto curado de las pinturas en polvo resulta de vital importancia mantenerse en los rangos de calor establecidos por el fabricante, de lo contrario podría haber serias consecuencias en el acabado. Por ejemplo, un sobrecurado puede provocar cambio de color en las piezas, disminución del brillo, manchado o disminución de las propiedades mecánicas.

Una vez finalizado el proceso de curado, es importante realizar una inspección final sobre la pintura, la cual debe incluir medición del espesor de la película, evaluación de la adhesión y del curado, así como una prueba de dureza. Veamos más de cerca cada una: Medición del espesor de la película: determina si se ha alcanzado el espesor especificado y se efectúa después del curado, además es el único valor que puede verificarse en cualquier momento sin dañar el recubrimiento.

Tipo de recubrimiento

Adhesión: se realiza al efectuar un corte en forma de cruz o de cuadrícula –dependiendo del espesor de la película- para evaluar el grado des resquebrajamiento a lo largo de los bordes de los cortes. Los resultados son de carácter cualitativo, basados en una escala visual con seis niveles de adherencia.

Sistema convencional

Epoxi

Se utiliza en piezas que necesitan alta resistencia química, en el sector de la electrónica y como imprimante de piezas destinadas al exterior.

Epoxi/poliéster

Empleada en sustratos de uso interior (muebles metálicos, electrodomésticos, juguetes).

Poliéster TGIC

Generalmente se usan en piezas destinadas al exterior (muebles de jardín, partes de automóviles).

Poliuretano

Fueron desarrolladas para aplicarse sobre piezas de uso exterior y sustratos que necesiten de un excelente acabado.

Acrílica

Se utiliza en piezas destinadas al exterior, pero su elevado costo limita su mayor aplicación.

Curado: se lleva a cabo con lija y se aplica, principalmente, en aquellas pinturas que brindan gran dureza en su acabado. Cuando la pintura está completamente seca y se lija forman un polvillo, de lo contrario, de vuelven pegajosas y se van adhiriendo al papel lija.

Prueba de dureza: la dureza es la resistencia de la película frente al rayado a raspaduras superficiales.

Para realizarla se emplean lápices de dureza con escala 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, FH, 2H, 3H, 4H y 5H. Lo más recomendable es comenzar la inspección con los lápices de menor dureza hasta que alguno logre cortar la película, así el valor de dureza será el antecesor de aquel lápiz que logró causar daño a la película.

Finalmente, debe considerarse que una superficie con recubrimiento electrostático debe cuidarse como la pintura de un automóvil, sólo que la pintura electrostática además de ser mas dura no requiere encerarse, ni pulirse periódicamente.

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AUTOMATIZACIÓN

Robotización

industrial

P ri m er contacto

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¿Por qué utilizar un robot?

El factor principal para su uso es elevar la calidad del proceso de producción, es decir, la precisión y la productividad industrial. Al emplear un robot se busca mejorar la calidad siguiendo las normas establecidas, por lo que el margen de error es casi nulo. Además resulta ventajoso poder trabajar las 24 horas del día sin descanso. Un robot industrial puede pintar, soldar, ensamblar circuitos electrónicos, empacar, cortar y doblar lámina.

En los últimos años los robots no sólo se emplean en las grandes armadoras de autos, ahora también se utilizan en fábricas de bienes de consumo o de productos de belleza, higiene personal, alimentos y medicinas. Cabe señalar que las aplicaciones más antiguas de los robots en México están relacionadas con las cabinas de pintado y con la soldadura por arco eléctrico en las armadoras.

En México la automatización de procesos industriales cada día es más fuerte, sin embargo, su despliegue ha sido disparejo. Algunos sectores industriales lo acogen sin ningún prejuicio, pero otros ni siquiera han considerado evaluar las ventajas de contar con robots industriales. Si bien es cierto que no hay un censo demográfico que nos permita saber cuántos ejemplares hay en el país, se estima que su población asciende a no más de 11 mil ejemplares.

Fotografía: www.kuka-robotics.com/mexico/es/

Trágica consecuencia Algunas empresas nacionales carecen de una mentalidad innovadora, por lo que se rehúsan a integrar robots a sus filas de trabajo; no obstante, las exigencias del mercado de proveeduría han aumentado en cuestiones de acabado, normas y especificaciones. En consecuencia dichas empresas han visto una baja en sus ganancias y, en el peor de los casos, han tenido que cerrar por no contar con la tecnología necesaria.

Hoy en día se comercializan robots para usos específicos que cumplen con las certificaciones ISO y son destinados a las industrias de la biotecnología o de los semiconductores tipo de tecnología se encuentran: México, Canadá y Brasil, las cuales presentan una clara tendencia al incremento de sus adquisiciones tecnológicas.

Expectativas de crecimiento Las economías emergentes representan el potencial más grande de consumo de robots en todos los sectores industriales, sobre todo la industria automotriz. Revisemos la venta de robots en años pasados: en el 2013 se comercializaron a nivel mundial 179,000 robots, en 2014 esta cifra aumentó. Se espera que en el período comprendido entre 2015 y 2016 las ventas aumenten un 8% en Asia, mientras que en América y Europa se elevarán en 4%. Por otro lado, los precios de las unidades robóticas han disminuido considerablemente y de forma constante. Hace diez años un modelo mediano tenía un precio estimado de 100,000 dólares, hoy en día se pueden conseguir desde 50,000 dólares, pero si es un consumidor de grandes volúmenes el precio puede reducirse un poco más.

Panorama mundial Son siete los países que cuentan con más robots en sus industrias, nos referimos a Japón, China, Estado Unidos, Corea y Alemania; en conjunto tienen en su poder el 70% de los robots operativos. Por su parte, en el continente americano las naciones que más han adquirido este

Mejorar la competitividad industrial no sólo depende del uso de robots, también es importante actualizar los otros procesos de fabricación

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TÉCNICAS DE DEPOSICIÓN

SUSPENSIÓN DE PARTÍCULAS

Fluidización

Se conoce como fluidización al proceso por medio del cual una corriente ascendente de fluido -ya sea líquido, gas o ambos- se emplea para suspender partículas sólidas. El fluido circula por los huecos de lecho, perdiendo presión. Si se aumenta progresivamente la velocidad del fluido, es mayor la caída de presión y el rozamiento sobre las partículas individuales, por lo que éstas comienzan a moverse y quedan suspendidas en el fluido.

Aire

Sólido

Burbujas de aire

Sólido

Partículas sólidas

Sólido

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Malla

Cuando se incrementa la velocidad mínima en un lecho fluidizado, éste puede expandirse de forma homogénea sin que aparezcan burbujas

Tipos de fluidificación Existen dos métodos de lecho fluidizo para la aplicación de pintura en polvo: el lecho convencional y la fluidificación estática. En la primera el sustrato se calienta para después sumergirlo en un lecho de polvo fluidizado por una corriente de aire. El polvo se pega y se funde con el objeto caliente. Este método se utiliza cuando se requiere que el espesor del recubrimiento sea mayor a 300 micrómetros. Por su parte, el fluidizado electrostático se basa en la misma técnica del lecho convencional, pero añade el uso de carga electrostática, la cual se coloca dentro del lecho; así las partículas de polvo se levantan y forman una nube de polvo cargado por lecho fluidizo. En este caso, las piezas no son precalentadas, pero sí deben conectarse a tierra para que al pasar por la nube de polvo las partículas de la pintura en polvo se adhieran a su superficie.

Tiempo de inmersión El polvo en suspensión se comporta como un fluido, de tal forma que las partículas de polvo se dispersan sobre todo el sustrato, incluso en las zonas menos accesibles, así al entrar en contacto con el metal caliente forman una capa uniforme con un espesor de 250 μm o más. En lo que se refiere al tiempo de inmersión, hablamos de que la pieza debe sumergirse de 2 a 4 segundos, pero puede prolongarse su permanencia para obtener una capa más gruesa.

Una buena mezcla de las partículas con el fluido, así como el contacto entre ellas, son ventajas que nos brinda el lecho fluidizado, ya que propicia una alta transferencia de masa y de calor

Fotografía: www.oharatech.com/ Porosidad del lecho Hace referencia a los espacios vacíos que existen dentro del lecho fluidizado. Por ejemplo, la porosidad de los lechos uniformes es mayor a la que existe en los no uniformes. Hay varios factores que pueden afectarla, tal es el caso del tamaño, la forma y la rugosidad de la partícula, así como la relación establecida entre el diámetro de la partícula y el diámetro del lecho o bien, la rugosidad de las paredes de la columna.

Clasificación de la partícula Según el tipo de partículas utilizadas, las propiedades del lecho, así como su operación varían. Existen varias formas de clasificar las partículas, una de ellas es la que propuso Geldart en 1973, él las divide según su tamaño y peso en cuatro tipos diferentes: Tipo A: hace referencia a partículas ligeras y pequeñas, de densidades muy bajas y cuyo diámetro oscila entre 20 y 100 micras.

Tipo B: podemos encontrar aquellas partículas que miden alrededor de 150 micras de diámetro y engloban materiales densos como cristales, arena o minerales.

Tipo C: son de menor diámetro que las del tipo A, es decir, menos de 20 micras y se caracterizan por tener una alta cohesión.

Tipo D: éstas son las de mayor diámetro, pues alcanzan tamaños mayores a las 1000 micras, además suelen ser más densas que las de esta clasificación.

Fotografía: www.oharatech.com/ F49

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

EQUIPO TRIBOELÉCTRICO Carga por fricción

En este método, las partículas de polvo son cargadas al desplazarse a lo largo de una superficie con diseño y formas especiales. El grado de carga por fricción depende del volumen del polvo que se entrega en la superficie de carga y la velocidad con la que se desplaza por la superficie. La pistola se alimenta por medio de una tolva de lecho fluidizado, en donde el polvo es arrastrado por el vacío creado por un inyector de aire con obturación variable.

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Unidad alimentadora En ella se almacena el polvo y se encarga de suministrar la pintura a la pistola, puede hacerlo a través de dos métodos: por fluidización o por gravedad. La unidad alimentadora es capaz de suministrar pintura a más de una pistola.

Generalmente se fabricada con lámina metálica y puede instalarse junto o como parte integral de la unidad de recuperación.

PARTES DEL EQUIPO TRIBOELÉCTRICO Depósito de pintura: tanque cilíndrico que tiene una membrana porosa en su base, sobre la que se deposita la pintura en una corriente de aire, la cual se inyecta debajo de la membrana; así el lecho fluidizo que forman las partículas se comporta de forma similar a un líquido y puede bombearse hacia la pistola.

Pistola Tribo: cuenta con un cañón de teflón que recolecta los electrones de la pintura para dotarlos de carga positiva. Además, dispone de reguladores de flujo, diferentes punteros para darle formas distintas a la nube de aplicación y un gatillo que inicia o detiene el funcionamiento de la máquina.

por las pistolas de rociado electrostático convencionales, como punto extra tenemos el hecho de que no genera chispas.

Puntos en contra La carga potencial varía mucho y en ocasiones, es tan pequeña que el depósito de polvo es muy poco o nulo. Asimismo, la eficiencia de carga disminuye cuando se eleva la humedad relativa o con el incremento del tiempo de uso y la tasa de deposición de polvo es menor que la de las pistolas de rociado electrostático, lo que origina que la velocidad de producción sea más lenta.

La presión del inyector de aire controla la velocidad del polvo, mientras que la obturación variable rige el volumen de pintura electrostática entregada a la pistola

Ahora bien, cuando se utilizan unidades alimentadoras de aire fluidizado, para el bombeo el aire comprimido se suministra a un recipiente localizado al fondo de la unidad. Cabe resaltar que el alimentador de polvo debe ventilarse cuando el polvo esté fluidizado, de esta forma se reduce la compactación dentro de la unidad alimentadora. Por el contrario, las unidades alimentadas por gravedad cuentan con una pieza cónica o de embudo para almacenar la pintura, mientras que las bombas usadas en estas unidades son de tipo venturi.

Fuente de poder: proporciona la corriente, carga el polvo y ancla a tierra el sustrato a pintar.

Toma a tierra: todos los equipos tienen integrados mecanismos para conectar la pieza a pintar a tierra, por ejemplo, un tornillo.

Ventajas del equipo Tribo Al no requerir de un generador de alto voltaje, la aplicación de pintura por este método es de bajo costo y no requiere de controles eléctricos. Las pistolas no producen el efecto de la caja de Faraday, por lo que brinda una cobertura consistente, incluso en áreas ahuecadas. Además el espesor del recubrimiento autolimitante suele ser mayor que el obtenido

El peso, volumen, resistividad y la forma de las partículas son factores que afectan la eficiencia de depósito del polvo

Mayor a 15˚

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PRUEBAS Y ENSAYOS

DUREZA DEL RECUBRIMIENTO

Casi todos los recubrimientos son viscoelásticos, en consecuencia sangrarán en algún punto de la extensión. Al emplear el término “dureza”, hacemos referencia a la capacidad de resistencia que éste tiene frente una fuerza mecánica, tal es el caso de la presión, el rayado o el frote. Básicamente se trata de la propiedad para soportar influencias físicas que actúan sobre su forma, de tal manera que dejen la mínima huella posible en el recubrimiento.

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Fotografía: www.directindustry.es

Resistencia a la fuerza mecánica

Los modelos predictivos se basan en la idea de que la dureza se determina por medio de las deformaciones causadas en la película y el sustrato

Péndulo de dureza Lo primero que se debe tener en cuenta es que el comportamiento visco-elástico del recubrimiento, determina la dureza. Así pues, en este método la dureza se evalúa a través del tiempo de amortiguación de un péndulo oscilante, ya que existe una relación física entre el tiempo de oscilación, la amplitud y las dimensiones geométricas del péndulo. Funciona de la siguiente forma: el péndulo descansa sobre el sustrato, ayudado de dos esferas de acero inoxidable, cuando el péndulo oscila las esferas ruedan sobre la superficie ejerciendo presión en el recubrimiento y, dependiendo de su elasticidad, la amortiguación será más fuerte o más débil. La escasa fuerza elástica origina una fuerte amortiguación del péndulo, por el contrario, la elasticidad elevada causa una amortiguación menor. Para llevar a cabo esta prueba se utilizan el péndulo König y el Persoz.

El grado de dureza del lápiz que daña la superficie se toma como medida de la dureza al rasguño.

Campos de dureza La medición de la dureza se hace con base en la carga aplicada en cada prueba. En términos generales, se distinguen tres campos de medida de dureza: nanodureza, microdureza y macrodureza. Así los límites de estos campos se determinan a partir del tipo de curva de dureza, claro está, en función de la carga aplicada.

Las pruebas por penetración, también llamadas “Pruebas de Indentación”, obtienen, además de la dureza, información relacionada con las propiedades mecánicas del material, tal es el caso de la tenacidad

Péndulo Persoz

Dureza de penetración El método Buchholz es el más utilizado en recubrimientos de formación plástica, puesto que los que tienen comportamiento de formación elástica no se evalúan con este sistema porque al sacar el instrumento del recubrimiento plástico, éste no mostrará huella alguna. En términos generales, el instrumento consta de una rueda doble de cono, la cual se

En la macrodureza, la dureza no varía con la carga, pero se conoce de esta forma porque utiliza cargas macro, superiores a un kilogramo.

Por su parte, en la microdureza se emplean cargas que oscilan entre los 5 y los 1000 gramos, aquí al reducirse la carga el valor de la dureza aumenta. Finalmente, la nanodureza se vale de cargas menores a los 5 gramos para medir el valor de la dureza; así pues, la dureza puede crecer o decrecer según sea el caso de deformación elástica o elastoplástica.

coloca por 30 segundos sobre el sustrato recubierto, así la huella podrá medirse con un microscopio graduado.

Durómetro de lápices Una de las pruebas utilizadas es la Wolff-Wilborn, en ella se utilizan lápices de diferentes grados de dureza (5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, FH, 2H, 3H, 4H y 5H), por lo que se recomienda iniciar la inspección con los de menor dureza, éstos se mueven sobre la superficie bajo una presión y ángulo fijos con respecto a la superficie hasta que alguno logre cortar la película.

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EN LA OPINIÓN DE...

d ó t a C n ó i c c e t o Pr

ica

z i t r O o d r a n o e o L . g n I atódica de Méxic Protección C

p

Todo metal enterrado o sumergido en agua dulce o salina se ve indudablemente afectado por la corrosión. “Problema que no sólo deja pérdidas monetarias, sino que además ha ocasionado la muerte de algunos trabajadores, tal y como sucedió en Colombia cuando un gasoducto se desprendió por causa de la corrosión”, así lo comentó en entrevista el Ing. Leonardo Ortiz, Gerente general de Protección Catódica de México (PCM).

El sistema de protección catódica no debe vincularse sólo con la industria petroquímica, de hecho su mundo de aplicación incluye a todos los sectores industriales, tanto estatales como privados. “Por ejemplo, en la construcción lo óptimo sería que todas las estructuras metálicas se protegieran catódicamente, así aumentaría su tiempo de vida útil y se disminuirían las pérdidas ocasionadas por la corrosión”, explicó el gerente general de PCM. Díganos Ing. Ortiz ¿cuál es el costo de instalación de la protección catódica?

El precio dependerá del tamaño y requerimientos de la estructura a proteger, por ejemplo el costo inicial de la instalación en tuberías enterradas es de entre el 5 y el 15% del valor total de la infraestructura. Hablamos de que la protección anticorrosiva se extiende alrededor de 30 ó 50 años.

Al tocar el punto del tiempo de vida útil de la protección catódica, el Ingeniero Ortiz nos comentó que esto lo determina el tiempo que se quiera proteger la estructura: “de hecho, en las estructuras de aprovechamiento geotermal en México, la protección catódica se diseñó para funcionar al menos 50 años sin problemas”.

La protección catódica sólo se rige por la normativa de la industria petrolera; empero, estas reglas se quedan cortas en temas referentes al estudio y al desarrollo tecnológico. “Si bien es cierto que a nivel América latina, la normatividad mexicana es de las mejores, sólo se encuentra regulada la industria vinculada al sector estatal y aún le falta mucho para acercarse a la normativa norteamericana y europea.

A nivel nacional, sólo he tenido

contacto y conocimiento de dos universidades que preparan técnicos especializados en la protección catódica, me refiero a la Universidad Tecnológica de Tabasco que la maneja como técnico superior y la Universidad Veracruzana, a nivel de especialización”.

Finalmente, díganos ¿qué hace falta para que el uso de la protección catódica se extienda a todos los sectores industriales?

Divulgación y exigencia por parte del Estado mexicano. Si el gobierno no demanda el uso de protección anticorrosiva, los industriales no se preocupan por obtenerla o buscan métodos menos duraderos. En lo que se refiere a la divulgación, hace falta que el sector industrial conozca las ventajas de la protección catódica, la cual extiende el tiempo de vida útil de las estructuras, sin que la corrosión las ataque.

Leonardo Ortiz Martin Ingeniero químico especializado en corrosión Gerente general de Protección Catódica de México.

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ó i c c u d o r P e d o Aum ent

n

a i c n e l a V o i s a r f u E e g r o J o Ing. E-coat de Méxic

p

El acabado de una pieza pintada con pintura en polvo depende de la destreza del aplicador y el equipo utilizado para la deposición. En el caso de este último, existen distintos tipo de boquillas –más abiertas o cerradas-, pero las cilíndricas disparan mejor las partículas de polvo que las otras.

Conversamos con el Ing. Jorge Eufrasio Valencia, Gerente de ventas de E-coat de México, una empresa dedicada a la aplicación de pintura en polvo y electroforética, quien nos explicó que el acabado de la pintura en polvo y líquida puede distinguirse “normalmente la pintura en polvo, aunque se encuentre en acabados lisos o semi mate, tiene una textura más áspera que la líquida, por lo que al tacto resulta diferente el acabado”.

En lo referente al método de aplicación, el ing. Eufrasio comentó que ésta se lleva a cabo electrostáticamente y puede ser de tres formas: con pistola tribo, triboplus y lecho fluidizo. “Desde mi punto de vista, la aplicación con pistola tribo es más eficiente que los otros métodos, ya que brinda un acaba-

que cuentan con un sistema de recuperación de pintura. do más uniforme, mientras que el porcentaje de errores de aplicación disminuye considerablemente”.

Al respecto ingeniero, ¿la deposición de la pintura en polvo es más económica que la líquida?

Definitivamente, además aumenta la producción. Si tienes una productividad mensual del 70mil m2, gastas en promedio 1 millón de pesos en pintura líquida; en tanto que al utilizar pintura en polvo el gasto total sería de 600 mil pesos.

Esto se debe a que la pintura que no se adhiere a la pieza puede recuperarse. Hoy en día, hay cabinas

Platíquenos Ingeniero ¿en México existen cursos para aprender las técnicas de aplicación de pintura en polvo?

Claro, los encargados de impartirlos son los fabricantes de equipos de aplicación, por un lado se encuentra Nordson y por el otro Gema Devilbiss, ambas empresas capacitan y certifican a los aplicadores.

Por último, el Ing. Jorge nos comentó: “Si bien es cierto que en los últimos años la producción de la pintura en polvo ha aumentado considerablemente, la pintura electroforética es la nueva tendencia, ya que brinda mayor protección anticorrosiva”.

Jorge Eduardo Eufrasio Valencia Ingeniero en mecatrónica Gerente de ingeniería y ventas de E-coat de México

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CONOCIENDO LA CABINA DE PINTADO

INVERSIÓN EFICIENTE Retos técnicos y normatividad superada Por: A. Ramos

La aplicación de pintura es un proceso complejo que afronta múltiples retos: prevenir imperfecciones como el ‘fogueo’, ‘ojo de pez’ y ‘piel de naranja’; disminuir las pérdidas del material, evitar la exposición de los usuarios a los solventes para proteger su salud, reducir los tiempos muertos y cumplir con la normatividad referente al tratamiento de componentes orgánicos volátiles. A continuación te presentamos sus características.

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Torre ciclónica

E

l funcionamiento de las cabinas de pintura inicia tomando aire del exterior, el cual es filtrado y utilizado para crear un flujo de aire que elimine la niebla y contaminantes de pintura, para obtener un mejor resultado en el acabado del sustrato pintado. La estructura principal de la cabina es el habitáculo, pues en esta zona es donde se realizan los trabajos de pintado. Cabe resaltar que el usuario debe seleccionar un habitáculo que sea capaz de aislar la cabina a nivel sonoro y térmico; además este espacio debe fabricarse con materiales que sean resistentes al fuego.

La iluminación es otro aspecto importante y toda cabina de pintado debe contar con excelente iluminación, por norma general el interior de estas áreas debe disponer de una luminosidad mínima de 800 luxes, así se obtiene iluminación uniforme y completa que le brinde al usuario un nivel excelente de visibilidad.

Por otro lado, pero no por eso menos importante, se encuentran los grupos de ventilación, impulsión y extracción; éstos se encargan de crear la corriente o

máquina de revestimiento

estación de pulverización

flujo de aire, indispensable para eliminar la niebla de pulverización generada durante el proceso de pintado, evitando que otras partículas contaminen y se adhieran al sustrato recién pintado. También, el flujo constante renueva el aire del interior de la cabina.

Resulta importante que las cabinas incorporen en su diseño un sistema de filtros, los cuales se encargarán de erradicar cualquier contaminante que se introduzca o salga de la cabina, de esta forma se mejora la calidad del proceso de pintado. Existen 4 grupos diferentes de filtros:

El interior de la cabina debe disponer de una luminosidad mínima de 800 luxes, para obtener una iluminación uniforme

Prefiltros: se encuentran justo después del grupo de ventilación, se encargan de filtrar partículas y contaminantes del aire exterior que se utiliza para crear el flujo de aire.

Filtros plenum: generalmente se ubican en el techo de la cabina y son más eficientes que los anteriores; eliminan el polvo, partículas o contaminantes que se incorporan al flujo de aire lanzado al interior de la cabina, impidiendo que se adhieran a la pintura.

Filtro suelo: localizados en el suelo, tienen como objetivo filtrar y retener los contaminantes producidos por la niebla de pulverización, aquellos que el flujo de aire arrastró hacia el suelo.

Filtros de salida: se encargan de retener los compuestos orgánicos volátiles que se incorporan al flujo de aire cuando éste se expulsa al exterior; normalmente, están compuestos por carbón activo.

Filtros plenum F57

CONOCIENDO LA CABINA DE PINTADO

LIMPIEZA Y

MANTENIMIENTO

En las paredes internas de las cabinas quedan adheridas partículas de polvo que absorben la luminosidad o bien pueden desprenderse por las corrientes de aire y adherirse sobre la pintura de la pieza recién pintada. Para prevenir que esto suceda, es recomendable limpiar las paredes cada 15 días y pintarlas cada 3 meses.

Dependiendo el grado de suciedad, el proceso de pintado será a profundidad o con una aplicación de laca. En el caso de las lámparas, éstas disminuyen su haz de luz por la acumulación de pintura, por lo que deben limpiarse cada 30 días, aplicándoles aire a presión.

Por su parte, las juntas o gomas de las puertas deben permanecer en perfectas condiciones para evitar –en lo posiblepérdidas de presión o el gasto elevado del combustible. Cada 6 meses deberá comprobarse la condición de las juntas para sustituir los tramos que son inservibles. Del mismo modo, los filtros también deben limpiarse constantemente; los prefiltros serán limpiados cada 30 horas de trabajo con un aspirador de polvo y aire comprimido, su sustitución se llevará a cabo anualmente o cada 800 horas de trabajo.

Fabricantes

Fabricantes de cabinas DURR DE MÉXICO Tel. 44 21 92 57 00 durr.mexico@durrmex.com.mx www.durr.com

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5

CONSEJOS

PARA ELEGIR UNA

CABINA DE PINTURA Antes de realizar la compra de una cabina de pintado es necesario tomar en cuenta los siguientes factores:

1

Es importante medir la cantidad de piezas que se pintan, a partir de ello se determinará el tamaño o bien el número de cabinas necesarias.

2

Características técnicas. Es importante tener en cuenta las propiedades de cada cabina, es decir, el sistema de filtrado de aire, la iluminación, asì como los materiales de construcción de la cabina.

3

Sistema de ventilación. Es necesario que toda cabina cuente con uno de ellos, este sistema se encarga de aspirar el aire del exterior para impulsarlo al plenum de la cabina. Está compuesto por un motor eléctrico y dos ventiladores centrífugos.

4

Formación y asistencia técnica. Resulta indispensable valorar los aspectos relativos a la capacidad del fabricante para garantizar el correcto funcionamiento de la cabina, es decir, la garantía del equipo, formación de los operarios, servicio post venta, asistencia técnica y precio.

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Mantenimiento. Este punto es de vital importancia porque de él dependerá el correcto funcionamiento de la cabina.

En la siguiente columna mostramos a detalle cómo debe realizarse la limpieza y mantenimiento de la cabina.

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CONOCIENDO LA CABINA DE PINTADO

Las cabinas de pintura automotriz deben cumplir con los siguientes requisitos: sistema de inyecci贸n de aire limpio filtrado, sistema de extracci贸n del excedente de pintura, equipo de filtrado de pintura y dispositivos para acelerar el secado

Fotograf铆a: GFS

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Las cabinas de pintura tipo ciclónica recuperan la pintura a través de un ciclón colector. Se emplea en procesos en los que sólo se va a pintar con un color específico y con pintura epóxica, poliéster o híbrida Fotografía: Nordson

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LÍDERES DE LA INDUSTRIA

INNOVACIONES

SOSTENIBLES Entrevista con ING. JOAQUÍN TORTOLA

A “Con el surgimiento e implementación de nuevas leyes y regulaciones tales como REACH, ELV y WEE/RoHS, se crearon para la industria nuevos retos y responsabilidades, por lo que se hizo necesario desarrollar productos ecológicos” explicó en entrevista Joaquín Tortola, director general de Atotech de México SA de CV.

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totech es una empresa de clase mundial que lleva 9 años en México. Su mercado se encuentra ligado al sector automotriz, manufacturero de grifería y sanitarios. Es decir, cualquier sector que requiera un recubrimiento anticorrosivo o con fines decorativos. “Nuestros sistemas están diseñados para utilizar agua, energía y materias primas con alta eficiencia, lo que supone una disminución en la generación de residuos, así como la reducción de costos para nuestros clientes”.

Asimismo, el Ing. Tortola destacó el hecho de que su empresa “es líder mundial en producción de especialidades químicas e instalaciones para la industria de la electrónica y el tratamiento de superficies. En un entorno de constante evolución, Atotech proporciona valor añadido a nuestros clientes brindando soluciones de producción y servicios de alto desempeño, alta calidad y alta fiabilidad”.

Ing. Tortola ¿podría hablarnos un poco acerca de los recubrimientos con níquel, cromo y zinc?

“Claro, los depósitos de Níquel y Cromo ofrecen un extraordinario comportamiento frente a la corrosión, así como una extensa gama de atractivos acabados decorativos. Es por eso que son adecuados para sustratos metálicos o plásticos, ya sea para la fabricación de piezas de automóviles, grifería, herrajes o artículos de iluminación, entre otros. Por otro lado, los depósitos de zinc y sus aleaciones se aplican sobre sustratos ferrosos para así fortalecer sus propiedades y protegerlos de la corrosión. Dependiendo del proceso de electrodeposición se pueden obtener diferentes características funcionales y niveles de protección frente a la corrosión”.

“En Atotech contamos con el sistema multicapas Ni -resultado de muchos años de experiencia en los campos decorativos y funcionales en aplicaciones para la industria de automoción- que con la adecuada combinación de los procesos Ni Semibrillante, Ni Brillante y Ni microporoso de Atotech con

En Atotech fusionamos resistencia a la corrosión con la tecnología zinc-flakes.

Ofreciendo sistemas combinados que proporcionan una excelente protección frente a la corrosión, con un aspecto excepcional

depósitos finales de alta calidad de cromo, se consigue cumplir con las especificaciones más exigentes de resistencia a la corrosión y aspecto decorativo. Además, ofrecemos procesos de recubrimiento con Zn y Zn/Ni exentos de ácido bórico, zinc alcalino libre de cianuro y pasivados sin Cr y Co que son amigables con el medio ambiente”.

El ingeniero nos explicó que cuentan con recubrimientos decorativos que son amigables con el medio ambiente.

Su proceso TriChrome®, es decir cromo trivalente, es una alternativa sostenible a los procesos de cromo hexavalente. En palabras del Ing. Tortotola: “en comparación con otros procesos de cromo trivalente en el

mercado, TriChrome® ofrece una amplia versatilidad con alta velocidad de deposición y sin limitaciones en el espesor de capa”.

Al respecto, el director general de Atotech México explicó: “Uno de nuestros compromisos es eliminar todos los agentes químicos nocivos de nuestra gama de productos. Nuestro acercamiento a la sostenibilidad está integrado en cualquier actividad que realizamos, pues no se trata de seguir una tendencia, sino de una convicción”. ¿Cuál ha sido su experiencia en el mercado mexicano?

Ha sido muy positiva con un crecimiento continuo y regular, en sintonía

con el desarrollo industrial del país, de hecho nuestras expectativas a futuro van en la misma dirección.

Finalmente, el Ingeniero Joaquín Tortola comentó “Atotech fabrica la mayoría de sus productos en México, con los procedimientos y estándares de calidad aplicados mundialmente. Nuestra tendencia es aumentar el porcentaje de productos fabricados a nivel nacional y reducir el de productos importados de nuestras fábricas en EEUU y Alemania. Con con el objetivo de favorecer la rápida respuesta en suministro y servicio a nuestros clientes mexicanos. Atotech seguirá desarrollando soluciones tecnológicas que sean a la vez rentables y sostenibles”.

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GLOSARIO

Vámonos entendiendo BREVE GLOSARIO TÉCNICO E L E C TR I C I D A D DIELÉCTRICO

TRIBOELECTRICIDAD

Es cualquier tipo de material incapaz de conducir electricidad, pero si es sometido a un campo eléctrico externo puede establecer en él un campo eléctrico interno.

Electrificación causada por el frotamiento entre dos materiales. La polaridad y la fuerza de las cargas producidas se diferencian dependiendo los materiales, la aspereza superficial, la temperatura y la tensión.

JAULA DE FARADAY

VARIAC

Efecto que provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, eliminando el efecto de campos externos.

Es un autotransformador de voltaje continuo y ajustable que cuenta con una escobilla montada sobre un conmutador, el cual se desplaza sobre el devanado de forma manual o motorizada.

PROCESOS QUÍMICOS CÉLULA DE AIREACIÓN DIFERENCIAL Fenómeno que se produce cuando un metal está en un medio con distintas concentraciones de oxígeno.

ELECTROQUÍMICA Se encarga del estudio de las reacciones químicas que tienen lugar en la interfaz de un conductor eléctrico (electrodo) y un conductor iónico (electrolito) que, generalmente, es una disolución.

PUNTO DE INFLAMACIÓN Es el grado de inflamabilidad que poseen las pinturas y disolventes. Se expresa en grados centígrados y representa la temperatura mímima a la que se inflaman sus vapores al acercarse a una llama en condiciones parecidas a las que puede darse un incendio.

FRAGILIZACIÓN POR HIDRÓGENO Se produce cuando el hidrògeno se encuentra en una solución y produce la pérdida de propiedades mecánicas, generando fracturas mecánicas.

POTENCIAL DE CORROSIÓN RESISTIVIDAD Es la resistencia eléctrica específica que cualquier material tiene para oponerse al paso de una corriente eléctrica.

Es un fenómeno originado por el balanceo establecido por la reacción de oxidación del matal y la reacción de reducción oxidante contenido en el electrolito.

TRIBOLOGÍA es la ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tienen lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento.

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PINTURA Y RECUBRIMIENTOS Causada por formación y colapso de burbujas de vapor en la superficie de un metal, lo que puede disolverlo o remover las películas protectoras.

PIEL DE NARANJA Formación irregular de la pintura sobre el sustrato, que es parecida a la cáscara de naranja, se origina por la falta de estiramiento del recubrimiento durante su aplicación.

SECADO FORZADO Aplicación de calor para obtener un curado más rápido, normalmente se efectúa a temperaturas de hasta 80 grados C.

METALES ÁNODOS SOLUBLES Se utilizan cuando se desea mantener la composición de la disolución del electrólito, es decir, la concentraación de metal que se deposita durante el proceso electrolítico.

COMPUESTO DE MATRIZ METÁLICA Son materiales de alta rigidez, resistencia y módulo específico, destinados para aplicaciones estructurales en la insutria automotriz o aeronáutica.

COLD ROLLED En este caso el metal es enfriado mientras se está laminando en un estado caliente, evitando así todo tipo de enrollamientos indeseables en los resultados finales.

RESINA TERMOPLÁSTICA Resina que se ablanda al calantarse, pero que se endurece al enfriarse, es decir, no cambia sus propiedades físicas ni químicas.

O TR O S

CAVITACIÓN

CICLÓN COLECTOR Equipos mecánicos estacionarios utilizados en la industria, que permiten separar las partículas de un sólido o un líquido que se encuentren suspendidos en un gas portador, mediante una fuerza centrífuga.

HUMEDAD RELATIVA Se trata del porcentaje de vapor de agua presente en el aire a cierta temperatura.

PASIVA RESINA TERMOESTABLE Es aquella que puede sufrir cambios químicos, hasta una forma insoluble o un punto muy alto de distorsión por calor.

Superfice que que no presenta una corrosión activa, o bien una atmósfera que no es corrosiva.

BOMBA VENTURI HOT ROLLED Es un proceso para trabajar metales que se lleva a cabo a temperaturas por encima de la recristalización del material.

ESCAMA DE LAMINACIÓN

Es un equipo que permite producir un vacío en un espacio confinado mediante una corriente de agua, por ejemplo a una destilación a presión reducida o filtración a través de un embudo.

Son las capas de óxido de fierro formadas en la superficie del acero durante su fabricación.

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Niquelado El recubrimiento de níquel es muy utilizado con fines decorativos, ya que a partir de ciertos espesores presenta buenas propiedades anticorrosivas; es por ello que se utiliza como revestimiento protector en cerrajería y grifería. El electrolito de níquel más utilizado es el Watts que contiene ácido bórico, sulfato de níquel y cloruro de níquel. Existen diferentes variedades de niquelado, que dependen de su nivel de abrillantamiento, no obstante, los más usados son el semibrillante y el brillante.

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