Como elegir un detergente industrial

La parte más importante de la industria metal mecánica, es la limpieza (o desengrase). El método de limpieza puede variar, dependiendo del método de aplicación, la demanda de material y los tratamientos posteriores. Los limpiadores son diversos y varían en tipo y formulación.

A medida que las piezas metálicas se vuelven cada vez más complejas y su correcto funcionamiento requiere de limpieza cada vez más exigente, las demandas de rendimiento de los desengrasantes industriales aumenta de forma alarmante. La falta de limpieza de los componentes durante y al final del proceso de fabricación puede resultar en un trabajo extra costoso, provocar atrasos en la línea de producción y manchar la reputación de la empresa.

Los desengrasantes son el centro de un buen mantenimiento, previenen daños causados por contaminación, defectos imperceptibles y reduce al mínimo la sustitución de equipos. Cuanto mejor sea el desengrasante, menos energía y tiempo habrá que dedicarle a la mano de obra.

Por consecuencia, la correcta selección de un desengrasante para un metal en específico, se deben de conocer los factores involucrados:

a) Superficie a ser limpiada: es de suma importancia conocer que tipo de superficie que se quiere desengrasar, para lograr una mayor limpieza de gran calidad en el producto.

Existen dos tipos de metales:

• Los metales ferrosos, titanio y aleaciones de magnesio no son atacados por soluciones fuertemente alcalinas.

• Los metales no ferrosos tales como aleaciones de aluminio, cobre, plomo, estaño y zinc pueden ser atacados por soluciones alcalinas no inhibidas.

b) Suciedad a ser eliminada:

Los problemas de suciedad más comunes son:

• Residuos de los compuestos de rebaba.

• Grasas y aceites.

• Sales.

• Productos de corrosión, óxidos.

• Manchas.

Dependiendo de que se quiera remover, se pueden seleccionar el tipo de detergente:

Detergente ácido: Tienen un pH menor de 7, se utilizan para remover materiales incrustados en superficies, como óxidos metálicos o sales minerales.

Detergente alcalino: con un pH entre 7 y 14, se utilizan para eliminar residuos grasos y orgánicos de la superficie del metal.

c) Grado de limpieza requerida

No todas las operaciones requieren el mismo grado de limpieza, ya sea debido a la exigencia del comprador o la aplicación que se le vaya a dar. De esta manera, nos podemos dar cuenta que producto usar, en que concentraciones, en que condiciones; estos detalles son de gran importancia para la selección del insumo adecuado.

d) Calidad del agua.

Otro parámetro que se debe tender es el tipo de agua que se utiliza. Si el agua usada contiene una alta dureza, es motivo de inconvenientes en la limpieza con los desengrasantes alcalinos, porque éstos forman jabones insolubles de calcio y magnesio con el agua dura.

e) Método de aplicación.

Las soluciones de limpieza pueden aplicarse de diversas maneras: aplicación manual, aspersión o inmersión, con agitación o combinaciones para aumentar el grado de limpieza. Puede variar de empresa a empresa, pero con un mismo objetivo.

Si la aplicación va a ser manual, el desengrasante deberá ser suave de manera tal que no ataque a la piel; además no deberá ser ni tóxico ni inflamable. Los desengrasantes por inmersión sin agitación requerirán altas concentraciones de jabones o agentes emulsionantes. Los desengrasantes que estén agitados no deberán poseer agentes emulsionantes que forman mucha espuma.

Referencias

• Friedrich, H. E., Mordike, B. L., 2006, Magnesium Technology: Metallurgy, Design Data, Automotive Applications, Berlín, Springer, pp 488. Disponible: [https://books.google.com.mx/books?id=uuQA1cdh78AC&pg=PA488&dq=magnesium++alkali&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwjU0I2Hj7rNAhVS72MKHccPALsQ6AEIGjAA#v=onepage&q=magnesium%20%20alkali&f=false].

• John Sparks, J., The Basics of Alkaline In-Process Cleaning for Metal Substrates, Berkeley Heights, New Jersey. Diponible en: [http://infohouse.p2ric.org/ref/12/11201.pdf]

• Víctor Gómez, METALES NO FERROSOS ALUMINIO – COBRE – CINC – ESTAÑO, Materiales Metálicos Ingeniería Mecánica, Facultad Regional Tucumán. Disponible en: [http://www.frt.utn.edu.ar/tecnoweb/imagenes/file/mecanica/Metales%20no%20Ferrosos,%20Alumnos.pdf]

¿Cuales son las pruebas de limpieza?

Existen diversos métodos para verificar la limpieza, muchos caracterizados por su fácil aplicación (pruebas visuales) y gran rapidez, y otros que son más precisos, pero requieren un equipo especializado. . A continuación algunos de ellos.

• Water-Break Test (o prueba de rotura de agua):

Water-break test, se describe como un método de prueba rápida, no destructiva, y puede ser utilizado para el control y evaluación de los procesos para la eliminación de contaminantes.

Consiste en tomar una pieza de metal (una vez aplicada la limpieza), y rociarle agua destilada sobre la superficie. Dependiendo del tamaño de las gotas de agua, nos indicará el grado de limpieza. Si las gotas son pequeñas y están sobre toda la superficie, no hubo un desengrase adecuado. En cambio, si el agua se distribuye sin problemas sobre el metal, el grado de limpieza es aceptable.

• Clean-Wipe test (o prueba del pañuelo):

Esta prueba destaca por su sencillez, ya que soló es necesario un pañuelo blanco. Esta prueba es meramente visual.

Se limpia con cuidado en la parte seca del metal.

-Si el pañuelo se mantiene limpio, la pieza es lo suficientemente limpia.

-Si el pañuelo se ensucia o descolorida, la parte aún contiene residuos en la superficie, indicando una baja de limpieza.

• Tape test (o prueba de la cinta adhesiva):

Esta prueba solo requiere una cinta Scotch transparente y una hoja de papel blanca. Se seguirán los siguiente pasos.

– Colocar trozo de cinta en la superficie de la muestra de metal.

– Retirar la cinta y colocar en una hoja de papel blanco.

– Colocar un trozo cinta sin utilizar junto a la cinta sucia que se utiliza como un estándar.

– Lea las dos cintas utilizando un medidor de color y comparar.

Esta prueba a diferencia de las anteriores, se limita a solo tomar como referencia una parte de la superficie, dándonos una referencia sesgada.

Existen otros métodos que requieren de equipo más especializado:

• Gravimetría: Determina la diferencia de peso o la eliminación de la suciedad. En este método pesaremos la muestra de metal, posteriormente se aplicará un disolvente y este se removerá, al final se vuelve a pesar la pieza. Si existe una diferencia significativa, esto nos da a entender que aun existía suciedad remanente en la superficie.

• Microscopia Electrónica de Barrido/Scanning Electron Microscopy (SEM): análisis cualitativo y cuantitativo de las capas delgadas en un rango de nm (nanómetros). Con esta prueba nos daremos cuenta, desde una escala nanométrica, el tipo de morfología que posee la superficie, así como si existe algún contaminante que no haya sido removido.

• Espectroscopia de Infrarrojo/Infrared Spektroscopy (IR) : detección de hidrocarburos derivados del petróleo sobre la superficie. Esta técnica instrumental no solo nos dirá sí aun hay remanentes de grasa y/o aceite, sino que también nos dirá, con certeza, que tipo aceite o grasa esta en la superficie de la muestra; esto a través de espectros que nos reportaran que grupos funcionales posee el contaminante.

Más información:

http://www2.cleantool.org/lang/en/mat_cleaning/rein_standards.html

The Water Break Test

Solución de problemas de limpieza

Sabemos que los problemas pueden aparecer en los momentos menos indicados y nos toman por sorpresa; y muchas veces, no sabemos como solucionarlos.

A continuación le recomendamos que pasos seguir para poder solucionar el problema.

• Definir el problema

¿De pronto surgen manchas de óxido o no se elimina por completo la grasa de la pieza metálica? Es importante saber a que nos estamos enfrentando, ya sea revisando la pieza de manera visual o ésta se lleve a alguna prueba para saber con más certeza que se tiene.

• ¿Qué ha sido modificado en el sistema?

Por lo general, los problemas surgen cuando un parámetro de nuestro sistema es alterado. ¿Cuales son estos parámetros? Modificar la concentración del producto de limpieza, cambiar de proveedor, usar otro método de limpieza o hasta que tipo de agua se usa en el enjuague. Si alguna de estos cambios han sido aplicados, probablemente sean la raíz del desperfecto. Por otro lado, si el sistema no sufrió ninguna alteración, pero aún así surgen detalles no deseados, se tendrá que atender de manera individual los factores del sistema.

• Localizar la fuente del problema

Una vez que conozcamos la razón del problema, se procede a interpretar como podremos solucionar el desperfecto. Para esto, es debemos saber si el origen del problema es mecánico (mala agitación, equipo en malas condiciones, no se realizaron cambios adecuados, etc.) o de origen químico (pH no ajustado, niveles de concentración fuera del rango, etc.). Si en caso de identificar el problema de origen mecánico, este se puede resolver relativamente fácil, dando el adecuado mantenimiento. De otro modo, cuando el problema es químico, se deben de tomar más consideraciones, se tendrá que saber que tipo de detergente se usa, concentraciones, rangos de pH, tipo de aleación a la que se aplica los químicos. Posteriormente de haber sido localizado el problema, se puede proponer una o varias soluciones, aplicando la más viable, asequible y sustentable para el proceso.

• Implementar el cambio

Antes de aplicar el cambio directamente al sistema, es altamente recomendable realiza pruebas a una escala menor con las condiciones más próximas a las reales en un laboratorio, encontrando las condiciones más adecuadas para la resolución del desperfecto. Si en dado caso se las pruebas de laboratorio son satisfactorias, se puede proceder a aplicarse al sistema.

• Comprobar resultados

Una vez localizado el problema, proponer una o varias soluciones y aplicar la más viable tanto a escala laboratorio como nivel macro, se pueden observar los resultados. Siempre es recomendable acudir con expertos o personas del área para tener más de un punto de vista.

Una vez seguidos estos pasos, será más sencillo entender de donde viene el problema, como atacarlo y darle una solución rápida y eficaz.

Referencia: Troubleshooting Pretreatment Systems, Paint & Coatings Industry. Disponible: [http://www.pcimag.com/articles/94103-troubleshooting-pretreatment-systems]

Autor:

Antonio Noriega