Protección de metales mediante plaforización (II)

altSegunda parte del especial sobre la preparación de superficies metálicas y las alternativas en pinturas que existen actualmente. En esta oportunidad profundizaremos sobre sustancias solventes y rango de aplicación.  

por Mary Carpenter*
 


Otro aspecto del asunto de los VOC, es el de la “degradación en el aire”. Este concepto está asociado con el modo en el cual los VOC se degradan en la atmósfera y cómo impacta su efecto en la atmósfera. Los Clorofluorocarbonos (CFCs), por ejemplo, causan el agotamiento del ozono y se cree que la larga vida-media de éstos químicos en la atmósfera tiene relación directa con el agotamiento del ozono. Por ejemplo, se sabe que los compuestos que tienen una larga vida-media y que por tanto alcanzan la estratósfera, se descomponen cuando son expuestos a radiaciones UV, liberando Cloro y Bromo, los cuales destruyen las moléculas del ozono.

Los compuestos menos estables se degradan rápidamente y no migran hacia la estratósfera.  Los solventes orgánicos fosfatizantes de una etapa se degradan en cuestión de horas a días, (dependiendo de la temperatura, la humedad y la luz del sol), y los productos de su degradación son solamente dióxido de carbono (CO2) y agua.

Si bien se dice que el CO2 es uno de los mayores contribuyentes al calentamiento global, la cantidad emitida por los solventes de fosfatación orgánica es pequeña comparada con los grandes volúmenes generados por la combustión de gas natural, usado para calentar el agua en sistemas convencionales. Estas bajas emisiones se deben a que el proceso de fosfatación orgánica es a temperatura ambiente y usa solventes de baja emisión. Además, el porcentaje de carbón contenido en los solventes especiales es considerablemente más bajo que la cantidad que contiene el gas natural.

Se efectuó una comparación analítica entre el proceso de fosfatación orgánica de una etapa y el proceso actual de tres plantas que utilizan lavados de pretratamiento convencionales con agua caliente. La comparación asumió que en cada planta, hipotéticamente usando el proceso de fosfatación orgánica, se trataría la misma cantidad de metal. Para cada una de las plantas estudiadas se hubiera creado solo 5 al 12% de la cantidad de dióxido de carbono con el proceso de fosfatación orgánica, comparado con la cantidad que esas plantas convencionales crean usando la combustión de gas natural para calentar tanques de agua.

Las tres Plantas estudiadas tratan diferentes cantidades de metales por día, usan diferentes tamaños de quemadores (con variados consumos de BTU), y tienen diferentes eficiencias de producción. Estos factores explican el rango del 5 al 12% en resultados comparativos, y representarían variaciones normales en un proceso de producción.      

Rango de Aplicación
La tecnología de fosfatación orgánica de un sólo paso puede ser usada para una gran variedad de aplicaciones en tratamiento de metales. Las plantas que cuentan con secado por aire en lugar de utilizar un horno, pueden usar una formulación para una evaporación más rápida (30 minutos), siempre que dispongan de tiempo suficiente para el secado a temperatura ambiente. Los usuarios que emplean un horno para acortar el ciclo del proceso, pueden utilizar formulaciones con puntos de inflamación más altos, o fórmulas con muy bajas presiones de vapor, las cuales emiten más bajas cantidades de VOCs y no evaporan a temperatura ambiente.  

Estas formulaciones son particularmente apropiadas para uso en áreas en las cuales las temperaturas de la planta son superiores a 29°C (85°F) durante períodos significativos. Se pueden usar otras formulaciones en conjunto con un recuperador de solventes en el caso de producción alta. El recuperador se usa para capturar y reciclar la mayoría de los vapores de solventes que de otro modo podrían escaparse. La velocidad de la producción debe ser razonablemente alta para éste tipo de proceso porque hay una pérdida constante de equilibrio que debe ser superada antes de que el recuperador se torne eficiente.


El sistema de fosfatación orgánica de un solo paso entrega como resultado una resistencia a la corrosión en el acero, que es algo superior a la fosfatación de hierro convencional. El número real de horas en cámara salina depende de la calidad y del espesor de la capa de pintura superior.  En acero galvanizado, debido a que la capa de fosfato es de zinc, la Resistencia a la corrosión es mucho más alta. Sobre aluminio, las pruebas muestran resultados por encima de 5.000 horas con pinturas en polvo de buena calidad (ver la página web www.lumca.com), y una prueba con Kynar rindió más de 4,000 horas (norma AAMA 2605).
 
Costos de operación    
Cuando se comparan las inversiones de capital y los costos de operación a los costos de los sistemas convencionales, el proceso de un paso es eficiente en costos y en operación.  

Por ejemplo, una hoja de cálculo ROI (}Margen bruto de un producto) determinó que una compañía que trata 10.000 pies2 de metal por día y paga US$1 por Termia (100,000 BTU) de gas natural, ahorraría US$111.000 por año utilizando el proceso de fosfatación orgánica de un paso.

Tecnología ecológica
Minimizar el impacto ambiental total de un producto o de un proceso involucra un enfoque de múltiples estratos. El concepto requiere tomar una mirada “global” al potencial de contaminación por la tecnología y examinar cuidadosamente el posible impacto en todos los sistemas medioambientales que pueda afectar - agua, suelo y aire -. La meta es la de minimizar el efecto en todos éstos sistemas, en lugar de sacrificar el uno por el otro.   

Eficiencia medio ambiental
Una mayor parte de éste esfuerzo involucra el concepto de la eficiencia medioambiental. Esto significa minimizar el número de elementos de un proceso y dar a cada elemento una función activa (o más de una). Tal “tarea múltiple” minimiza el número y la cantidad de componentes en el proceso que finalmente deben ser desechados como “desperdicio”. Por ejemplo, el agua se usa en procesos convencionales de pretratamiento y al final debe ser tratada y descargada.

Parte del concepto de la eficiencia medioambiental involucra el evitar la creación de desperdicios en un proceso. Por ejemplo, los procesos de pretratamiento de metales convencionales crean lodos, que luego deben desecharse. El proceso de fosfatación orgánica de una etapa fue diseñado específicamente para evitar la creación de lodos.       

Otro aspecto de la eficiencia medioambiental es el de evitar el tener que desechar periódicamente el baño mismo. En contraste con los sistemas base agua, el sistema de fosfatación orgánica de una etapa utiliza los ingredientes del baño en proporción, así pues, el proceso no se saldrá fácilmente de balance. Debido a ésta alta estabilidad, el baño nunca se tira, tan solo se chequea periódicamente y se rellena y se ajusta cuando sea necesario.

Recuperación de recursos
Otro estrato del enfoque global al medio ambiente es el de la recuperación de recursos, lo que significa reciclar contaminantes potenciales dentro del sistema de producción y reutilizarlos en el mismo proceso o en otros procesos. Por ejemplo, los solventes en el proceso de fosfatación orgánica de una etapa tienen altos puntos de inflamación y de ebullición y bajas presiones de vapor y son, por consiguiente, devueltos al tanque en lugar de ser evaporados.      

Sustitución de material
La sustitución de material ofrece la perspectiva de eliminar completamente el problema de una contaminación dada por la sustitución de un elemento o de un proceso diferente (como se dijo anteriormente, no está permitido simplemente cambiar el problema de un sistema por otro problema, como aire a agua o viceversa). Una importante sustitución en el sistema de fosfatación orgánica de una etapa es que no usa agua durante todo el pretratamiento y no se enjuaga. En lugar de esto utiliza solventes que por sí mismos son seleccionados particularmente por su “degradación en aire”, su funcionalidad precisa durante el proceso y el hecho que no evaporan fácilmente.


Orden y limpieza en la planta
Finalmente, el buen manejo de los materiales y el orden y limpieza en una planta tienen un enorme impacto positivo en el control de la contaminación. Una operación eficiente ahorra dinero, minimiza grandes gastos de capital y puede cortar la contaminación hasta en una tercera parte. El proceso de fosfatación orgánica de una etapa fue diseñado para la sencillez de operación, y es más fácil operar con eficiencia cuando tanto el mantenimiento como las operaciones son simples.

Conclusión  
El proceso de fosfatación orgánica de una etapa está ganando impulso continuamente en el mercado de pretratamiento de metales en Norte América. Desde un punto de vista operativo el proceso es simple y no requiere de instalaciones grandes y complejas necesarias para un sistema convencional. Eso significa menos mantenimiento, sin problemas de lodos ni de tratamientos de aguas, y un baño estable con chequeos y ajustes del baño muy poco frecuentes. Debido a que no hay agua en el proceso, los usuarios no necesitan permisos de aguas y los permisos para aire son también generalmente innecesarios.  Algunas compañías también toman la iniciativa de buscar procesos amigables al medio ambiente. Muchas jurisdicciones suministran incentivos fiscales para tales sistemas. Las empresas modernas que tratan y pintan superficies metálicas se dan cuenta del valor de un medio ambiente sano y ellos aprecian mucho ser capaces de pretratar de una manera que sea amigable al medio ambiente.

*Mary Carpenter es presidente de Carpenter Chemicals y de Químicos Carpenter de México, ambos distribuidores del sistema de fosfatación orgánica de una etapa. Para mayor información acerca de ésta tecnología en México, llame al +52 33 3699 6537, mande correo a ventas@cc-lc.com, o visite la página www.cc-lc.com.  Para Colombia, llame a ESIN Andina S.A.S. al +57 331 202 4347 o mande correo a rocio.alvis@esinchemical.com

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