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 Revista Metalindustria

Recubrimiento Electrostático con Pintura en Polvo

La idea del recubrimiento electrostático con pintura en polvo se basa en el hecho de que las piezas con cargas eléctricas antagónicas se atraen. De ahí que para este proceso son aptos la mayoría de los cuerpos sólidos conductores y/o termoestables. Ante todo metálicos como máquinas y aparatos electrodomésticos; muebles de oficina; muebles para jardínes; accesorios para automóviles; robinetería; manipulados de alambres;perfiles y elementos de fachadas, entre otros.

Equipos electrostáticos

En el recubrimiento electrostático con pintura en polvo se emplean principalmente los sistemas con cargas electrocinética y por ionización. La compatibilidad de ambas clases de carga es sumamente importante para el diseño flexible de la instalación, para que con ambas puedan utilizarse los mismos mandos.

1. Carga por ionización

El aire de transporte aspira el polvo agitado o fluidizado del depósito de reserva y lo transporta como mezcla de aire/polvo por la manguera y la pistola. Los portadores de carga, generados por el electrodo emisor de efluvios mediante la ionización por choque, proporcionan allí la carga electrostática del polvo, adheriéndose a su superficie. Los iones libres así formados fluyen hacia el contraelectrodo conectado a tierra. El polvo cargado de este modo se pulveriza y queda adherido a la pieza. Bajo este aspecto es digno de atención que, en caso de polaridad negativa, la intensidad de la corriente de pulverización es casi el doble que con la polaridad positiva.

La tensión de la red del aparato de mando se transforma en baja tensión con alta frecuencia. Una cascada (2) y un transformador de alta tensión (1) la convierten en alta tensión, de hasta 70 kV (según la longitud) o incluso hasta más de 100 kV, que se instala en el electrodo (3). En la línea de alimentación del aparato de mando hacia la pistola hay, así pues, una baja tensión completamente anodina.

2. Carga por fricción

En lugar de los electrodos emisores de efluvios y las cascadas, la pistola para carga electrostática por fricción (Tribo) hace uso de otra técnica muy popular, que permite transformar cada vez más calidades de polvo. Un hecho significativo es que, con este procedimiento no se forma ningún campo eléctrico entre la pistola y la pieza a pintar. De este modo, la penetración del polvo en los huecos y cavidades de las piezas es eficaz y garantiza un recubrimiento óptimo. Es por este motivo que la tribotécnica se aplica, sobre todo donde se recubren mediante polvo apto para tribo objetos con compleja geometría superficial. Tales como los que hoy produce cualquier prestigioso fabricante de polvos.

Sólo los más modernos aparatos, que funcionan según este principio; aseguran que no puedan formarse sintetizados, ni en las paredes de la pistola ni en las boquillas como las placas de rebotamiento o las toberas para chorro plano. Un control de carga continuo forma también parte de la aplicabilidad industrial, que permita primero una aplicación reproducible de esta tecnología todavía nueva. Otra exigencia importante a los fabricantes del equipo tiene que ser la compatibilidad y la intercambiabilidad con la carga en cascada.

Tipos de equipo

En sus ejecuciones estandarizadas los equipos electrostáticos contienen siempre el cárter de mando, el depósito de polvo y las pistolas. Se distingue entre los mandos para una, dos o varias pistolas. Sus tipos pueden subdividirse en pistolas de alta tensión o en cascada y tribopistolas o con carga por fricción. Todas pueden equiparse, según su aplicación, con un sinnúmero de boquillas diferentes. En caso de los depósitos de polvo existe fundamentalmente la elección entre los fluidizados o tales con un agitador. Igualmente, el tonel del fabricante puede también ser empleado como depósito de polvo lo que es especialmente adecuado para el cambio rápido y frecuente de colores.

Equipos para el recubrimiento manual

Los potentes equipos para el recubrimiento manual son extraordinariamente apropiados para las pequeñas o medias producciones en serie. Su limpieza siempre debería ser fácil, pues así se presentan frecuentes cambios de color.

Equipos para el recubrimiento automático

Los equipos electrostáticos de alta producción para el recubrimiento automático tienen que cumplir con las exigencias de la producción en series de gran escala. Los sistemas de montaje por unidades normalizadas, que permiten a toda empresa una solución a medida con elementos standard, están predestinados para tales tareas.

CIRCULACIÓN DEL POLVO

Aunque las partículas de polvo hayan sido cargadas mediante una aplicación tan correcta, muchas de ellas pasan volando por la pieza tratada. Es por eso que el recubrimiento electrostático con pintura en polvo es tan rentable, ya que este overspray puede ser recuperado y reutilizado. Los tres principios básicos más confirmados serán presentados en breve a continuación. En todos los casos la pieza a pintar se recubre en una cabina en la que, aspirando, se genera una ligera y permanente sobrepresión. La formación de la corriente de entrada del aire impide que el overspray salga de la cabina.

1. Cabina tipo ciclón

El polvo no adherido a la pieza tratada llega por una tubería (2) al ciclón (3), que lo separa del aire a través de un dispositivo de aspiración, dispuesto generalmente en la zona inferior de la cabina. Para garantizar el funcionamiento impecable del ciclón, la velocidad de circulación en la tubuladura de entrada ha de ser de 20 m/s aprox. La cribadora (4) limpia el polvo recuperado y lo recoge a continuación en el depósito de polvo (5) para su reutilización. El filtro final (6) aspira el polvo no separado por el ciclón y lo acumula en su depósito colector limpiándolo. El aire purificado de la cabina se lleva después a la sala de trabajo mediante el soplador (7) y, eventualmente por medio de un amortiguador de sonidos y un filtro absoluto. Al funcionar la instalación sin recuperación automática, un depósito colector simple debajo del ciclón reemplaza la cribadora y el depósito con agitador o de fluido.

2. Instalaciones de cintas filtrantes

Las instalaciones de cintas filtrantes contienen dos circuitos del sistema neumático totalmente separados. El circuito grande está destinado al aire de salida de la cabina, generado por el ventilador de presión media (9). El circuito pequeño para la recuperación de polvo se forma por el soplador del canal de derivación. El polvo no adherido a la pieza tratada sigue la corriente de aire al fondo de la cabina y una cinta filtrante con circulación continua - que separa el polvo del aire – lo transporta a la tobera de aspiración (2), ubicada fuera de la zona de aspiración, que efectúa una limpieza continua sobre todo el ancho de la cinta.

En el caso de servicio unicolor mediante el filtro separador (3) o del servicio multicolor por medio del miniciclón (10), el polvo llega a la cribadora (5) - a través de la unidad de descarga (4) - donde es cribado continuamente dentro del depósito de polvo y allí está listo para su reutilización. Si en el servicio multicolor no se recupera más de 120 kg/h, se suprime la disposición de lacribadora y en su lugar se conecta la turbo criba (11) en la corriente de polvo delante del miniciclón.

El aire de transporte, purificado mediante el filtro separador, retorna a la sala de trabajo a través del soplador del canal de derivación y el amortiguador de sonidos. Lo mismo vale para la corriente de aire de la cabina; fluye por la cinta filtrante (8) y después de pasar a través del ventilador (9) y del filtro secundario, vuelve a la zona de trabajo.

3. Cabinas compactas

Se entiende por cabinas compactas aquellas instalaciones que se basan en una recuperación integrada. En este caso los elementos filtrantes (5) aspiran la gran parte del overspray y lo separan, limpiándolo en intervalos. Ellos están generalmente alojados dentro de una caja filtradora (2) en la pared de la cabina. Tras la limpieza, el polvo cae sobre el fondo o la cribadora (3). El fondo de la cabina se tiene que limpiar entonces manual o automáticamente y la cribadora transporta el polvo al depósito para su reutilización. El aire de salida requerido en la cabina es filtrado y llevado a la sala de trabajo por medio del ventilador del aire de salida (6).

Ya que con las instalaciones compactas se producen altas concentraciones de aire en la zona de filtración, se presentan a veces problemas en la ubicación de las aberturas de recubrimiento; sobre todo cuando - desde el punto de vista financiero, en caso de cabinas largas - se renuncia a una segunda caja filtradora.

Las instalaciones compactas están principalmente dotadas de filtros con cartuchos o de placas de diversa construcción. Los elementos filtrantes tienen que satisfacer altas exigencias respecto al contenido del polvo residual, ya que generalmente el aire de salida se vuelve a llevar a la sala de trabajo. La estructura del material, la forma y las proporciones geométricas del elemento filtrante y su óptima limpieza correspondiente son factores decisivos para el contenido del polvo residual, la seguridad de funcionamiento, la demanda energética y la carga posible de la superficie del filtro de un sistema.

Criterios para elegir la instalación de recubrimiento

Los criterios importantes para la óptima selección del sistema apropiado son:

  • Número de colores a elaborar
  • Intervalo del cambio de color
  • Colores de la paleta (afinidad de los colores)
  • Carga normal de la instalación
  • Exigencias de calidad
  • Relaciones financieras y de espacio

Es evidente que no todo concepto para los criterios arriba mencionados ofrece la mejor solución en todos los puntos. El resumen siguiente le mostrará; dónde tiene su campo de aplicación y su sistema de instalaciones.

Las instalaciones ciclónicas son de accionamiento sencillo, poco exigentes con el personal de servicio y de coste financiero relativamente económico. Los límites están señalados por la cantidad de polvo a transformar, respecto a la que se ha de recuperar, ya que la pérdida causada por el separador es superior a la de otras instalaciones.

Las instalaciones de cintas filtrantes se emplean mayormente para las series de producción medias o grandes y son apropiadas, sobre todo para el servicio automático o manual en la industria y el recubrimiento por encargo.

Las instalaciones compactas están igualmente previstas para el exigente recubrimiento automático y manual. El aspecto exterior es de un efecto muy interesante por su construcción compacta. En comparación a las instalaciones ciclónicas y de cintas filtrantes todas los componentes de recuperación y de la cabina están integrados en la instalación. Cortos intervalos de cambio de color y largos cambios de color son posibles, si por tono de color existe una unidad filtrante de cambio con los depósitos de polvo correspondientes. Pero esto causa rápidamente problemas de precio, espacio y manipulación, al elaborar varios colores. Las unidades filtrantes (dispuestas lateralmente en la cabina) reducen además la superficie de trabajo en la cabina; por lo que se producen fácilmente problemas de espacio, en caso de un gran número de pistolas o estaciones elevadoras multidimensionales. Las instalaciones compactas son lo más rentables con hasta tres tonos de color a elaborar; su rentabilidad se pone en duda al ampliar los colores de la paleta.

Desecador en polvo

Tras la aplicación del polvo las piezas pueden introducirse directamente sin dilación en el desecador de polvo, de cuya exactitud de temperatura y otros factores (descritos como sigue) depende últimamente el acabado.

Los volúmenes del aire de circulación dependen de la temperatura exigida, del consumo de calor y de la diferencia de temperatura entre el avance y retorno del aire de circulación. La tolerancia de temperatura es de + - 5 °C.

Los tiempos de calentamiento y de espera están influenciados por la masa de las partes interiores del desecador como las paredes divisorias, los refuerzos o aislamientos térmicos; pero también el tipo de pieza, cuya densidad de suspensión y espesores de material son los criterios esenciales para el diseño del desecador. Requiere de gran experiencia y cuidado al diseñarlo en todas las componentes de detalle.

Se han desarrollado diversos modelos de desecadores, y el diseño general de la planta así como el espacio disponible determinara si se recomienda un desecador continuo, un desecador de inversión u otro de los diversos modelos de construcción. El constructor experimentado adaptará siempre de manera flexible su concepto de instalación y hará la acertada elección individual y específica del cliente.

Otro factor que cogestiona la calidad de la superficie es la duración en el desecador. Se entiende por desecador continuo aquel que garantiza con una tolerancia aceptable la temperatura prescrita para una cantidad de piezas planificada. Según el tipo de polvo se endurece hasta 250 °C.

Las instalaciones recuperadoras del calor bajan la energía necesaria y actualizan la técnica.

Observaciones finales

El recubrimiento electrostático con pintura en polvo cobra una importancia creciente. Los incrementos de esta tecnoloqía favorable al ambiente están muy por encima del término medio.

Mediante una construcción compacta de la instalación y la posibilidad de la más amplia automatización pueden mantenerse mínimos el espacio ocupado y el número excesivo de personal.

Ya que el recubrimiento tiene lugar en un sistema cerrado y sin disolventes tampoco se presentan efectos concominantes perjudiciales.

El rendimiento del material de recubrimiento es, según su sistema de recuperación, de hasta más del 99%.

Es por eso que esta tecnología es una de las más rentables de toda la técnica superficial.

 

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