Recubrimientos metálicos (III): soluciones
En este apartado se explicará en qué consiste la mejora de las técnicas de limpieza, dejando para un futuro las soluciones de tratamiento de aguas residuales. En el último apartado se mostrarán algunas experiencias de mejora en la industria de recubrimientos.
Prolongación de la vida del baño
En los electrolitos se acumulan metales contaminantes procedentes de materiales base y productos de degradación de los aditivos del electrolito.
Para poder alargar la vida de los baños, los componentes principales del electrolito (sales, tensoactivos, etc.) deben analizarse continuamente y ajustarse a los valores teóricos. Por otro lado, es importante conocer bien las razones por las que se quiere renovar el baño, es decir, las sustancias acumuladas que deterioran la calidad del baño y la concentración en la que estas sustancias comienzan a producir efectos negativos.
Debido a la variedad de impurezas o contaminantes presentes en los baños, los procesos o técnicas de limpieza a emplear son variados y específicos. Mediante estas técnicas se consigue eliminar metales pesados contaminados, precipitar sales y eliminar aditivos orgánicos degradados, impurezas o partículas insolubles. Algunas de estas técnicas son:
- Eliminación continuada de impurezas y partículas por filtración
- Eliminación de contaminantes o aditivos degradados mediante carbono activo.
- Eliminación de contaminantes (ej. Utilización de electrólisis selectiva por corriente de baja densidad en los electrolitos de cobre y cinc niquel.
- Eliminación de metales contaminantes en electrólitos muy ácidos (p.e. cromo III y hierro de electrolitos crómicos) mediante resinas de intercambio catiónico.
- Oxidación del cromo III a VI mediante ánodo de pequeña superficie.
Asimismo, la técnica más eficaz para el mantenimiento de los procesos de desengrase es la utilización de separadores de aceite. En cuanto al decapado, por otra parte, las medidas de mantenimiento tienen una baja viabilidad práctica, por lo que la medida preventiva más adecuada consiste en una limpieza previa adecuada.
Minimización de arrastres
Se llama líquido adherido a la superficie de las piezas procedentes de arrastres, baños o limpiezas anteriores. La reducción de arrastres, sobre todo en instalaciones con tambor, es la medida preventiva más eficaz tanto desde el punto de vista ambiental como de bolsillo. Algunas medidas para lograr la minimización de arrastres son:
- Alargar el tiempo de escurrido tras la extracción de bastidores y bonos que contienen piezas de proceso.
- Optimización del escurrido extrayendo los bombos del baño lentamente y estableciendo el régimen de giro adecuado del tambor. Esta medida es fundamental en las instalaciones de tamborrada.
- Diseño adecuado de bastidores y bombos.
- Modificación de las características físicas o componentes del baño, p. ej. a veces se pueden reducir arrastres con un simple aumento de la temperatura del baño.
- Diseño adecuado de las piezas evitando partes cóncavas, orificios y ranuras.
Optimización de la técnica de limpieza
Antes de abordar la mejora de la técnica de limpieza se debe prever el grado de calidad buscada en las aguas de lavado de cada operación, ya que la mejora de la técnica de limpieza será inútil si no se conoce con antelación el grado de limpieza deseado. De hecho, la mayoría de las veces se limpia mucho más de lo suficiente, incluso 1.000 veces más. Además, hay que tener en cuenta que actualmente los costes de agua de abastecimiento, canon de vertido y productos químicos para el tratamiento de aguas son cada vez mayores.
La metodología más sencilla para definir la calidad es el criterio de calidad de lavado, es decir, el cociente entre la concentración del baño en operación y la fase final de lavado. Por ejemplo, el criterio 1.000 indica que está diluido 1000 veces menos que el último baño de lavado.
En cualquier caso, aunque trabajar con un criterio de calidad ajustado es el primer paso en el ahorro de agua, la técnica de limpieza seleccionada es la más decisiva para la cantidad de agua utilizada.
Principales técnicas de limpieza
La tendencia de la mayoría de las técnicas que optimizan el proceso de lavado es la reutilización repetida del agua de lavado. De esta forma se consigue concentrar la carga contaminante en un menor volumen, lo que facilita no sólo la vuelta al baño del electrolito arrastrado, sino también el tratamiento de las aguas semi-concentradas de forma más económica y segura.
El número de etapas de lavado posteriores a cada operación es fundamental para lograr la eficiencia con un bajo caudal de agua. Lo más recomendable es disponer de tres etapas para operaciones de cobertura y dos para pretratamientos (desengrase y decapado).
Las principales técnicas utilizadas son:
- Limpieza en cascada: se llama así cuando la etapa de lavado se asocia a varias series. El agua se vierte a contracorriente de las piezas, siendo reutilizada inmediatamente. Este sistema es muy útil.
- Limpieza estanca: es la limpieza de las piezas en una cuba sin aporte continuo de agua. Aunque con este sistema se consume poco agua, la calidad de lavado es variable. El uso combinado con otros sistemas es lo más recomendable.
- Limpieza en ciclo cerrado: también se llama limpieza desionizada. La recogida de la carga contaminante se realiza mediante un equipo de intercambio iónico que permite la reutilización continua del agua. Con este método se generan pequeños volúmenes de agua pero con elevados costes de inversión.
- Limpieza en la ducha: consiste en utilizar el sistema de ducha entre los baños en funcionamiento o entre las diferentes etapas de lavado. Permite eliminar el mayor arrastre de las piezas presentes en el bastidor con un bajo caudal de agua. Para la ducha se utiliza el agua de la última fase de lavado, salvo causa justificada (razones sanitarias, etc.).
- Técnicas combinadas: limpieza en cascada y ciclo cerrado, limpieza estanca y en cascada. Estas combinaciones son ventajosas ya que aportan las ventajas de ambos sistemas.
Tipo de baño | Criterio calidad limpieza (Co/Cn) |
• Desengrase | 500-1.000 |
• Decapado | 1.000-2.000 |
• Zincado (sin cianuro) | 1.000-5.000 |
• Otros metalizados (sin cianuro) | 2000 a 10.000 |
• Zincado de cianuro | 5.000-10.000 |
• Otros cianurados (Cu, Ag, Latón) | 10.000 |
• Cromo decorativo | 10.000 a 50.000 |
• Pasos de cromo | 200-2.000 |
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