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UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

“TRATADO DE SUPERFICIES POR MÉTODO DE CHORRO DE ARENA”

MONOGRAFÍA Que para obtener el título de: INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA

PRESENTA: CESAREO ELI AGUIRRE BENÍTEZ.

DIRECTOR: ING. JOSÉ LUIS PALAFOX OLVERA.

XALAPA, VER.

MARZO 2014

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

PROYECTO PRÁCTICO TÉCNICO

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2014 PRESENTACION “TRATADO DE SUPERFICIES POR MÉTODO DE CHORRO DE ARENA”

Cada respiro, Es un triunfo de la vida, Y cada paso, Es un paso a la cima, Es de lucha y esperanza. Porque siempre hay, Y habrá un mañana. 3

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AGRADECIMIENTOS.

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Son muchas las personas especiales a las que me gustaría agradecer, por su amistad, apoyo, ánimo y compañía en las diferentes etapas de mi vida, confió en que algún día leerán estos párrafos y sentirán el profundo cariño que les guardo. Algunas de ellas están aquí conmigo y otras se quedaran por siempre en mis recuerdos. En primer lugar le doy gracias a mi Dios, por darme la oportunidad de vivir la mayor aventura de mi existencia y salir victorioso ante ella, ya que estoy a solo un pequeño paso de culminar lo que tanto e anhelado. A mi mamá, te doy las gracias por ser mi guía y el mejor ejemplo que he tenido en mi vida, eres una luchadora incansable, gracias porque a pesar de cualquier circunstancia nunca perdiste la fe en mí, ni dejaste de mostrarme tu entera confianza, apoyo, amor, pero sobre todo gracias por siempre estar conmigo. A mi papá, te agradezco que más que mi padre seas mi amigo, que siempre tengas las palabras indicadas sea cual sea la situación, gracias papá, por tus interminables enseñanzas y tu buen ejemplo en todo lo que llevas a cabo, pero más que nada te agradezco que creas en mí. Especial reconocimiento merece el apoyo brindado en mi trabajo y todo el cariño recibido de mi hermana Belén, con la que estoy en deuda por el entusiasmo y la confianza depositada en mi y las enseñanzas del día a día, gracias “gorda”. También, agradezco la ayuda recibida de mi hermana menor Delia que con su gracia y buen humor siempre me ayuda a salir de momentos de desesperación. A mi Barbarita, por ser un torbellino de amor y felicidad, que me alegra la vida, A mi novia Mary por su paciencia y motivación en momentos difíciles, gracias por tu ayuda y por sacrificar tu tiempo. Con tu bondad y amor me inspiraste, gracias por estar a mi lado.

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Quiero agradecer también, la comprensión, paciencia, una que otra copia y el ánimo de todos mis amigos y compañeros de carrera, que más que eso son y seguirán siendo compañeros de vida, gracias Pepe, Randis, Chines, Charlie, Lacho, Cumbia, Charles, Quique y Rubén. Y a ti Choche, porque aunque sé que nunca vas a leer esto, me vez y sabes que te agradezco el tiempo que me brindaste tu amistad. Ya por último, quiero decirle gracias a mis maestros, a mi familia y a cada persona que ha colaborado de alguna manera con mi formación, porque se que no existen las casualidades, si Dios los puso en mi camino fue para que aprendiera algo. MUCHAS GRACIAS A TODOS USTEDES POR AYUDARME A SER INGENIERO.

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INTRODUCCIÓN

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El “Sand Blast” o “chorro de arena”, es un método que comúnmente se utiliza en el sector industrial con la intención de retirar la abrasión producida por el uso y desgaste de la maquinaria utilizada. De igual manera, quiero compartir con el lector, los materiales utilizados durante el “Sand Blast” o “chorro de arena”, dentro de los cuales me parece importante resaltar el uso de abrasivos agrícolas como la cascara de nuez o grano de maíz, entre otros, que no solo son reutilizables sino que además no causan efectos ambientales adversos. De igual forma, a pesar de que en antaño la abrasión por “Sand Blast” o “chorro de arena” era usado como sinónimo de muerte, esto, debido a que las personas que estaban en constante contacto con la arena expulsada por la pistola de abrasión eran víctimas potenciales para desarrollar silicosis, hoy por hoy se han implementado diversas medidas para evitar este supuesto, como lo son el uso de cabinas de choro de arena y el uso de escafandras, los cuales defino, explico e ilustro, así como el resto del equipo utilizado. Es por todo lo anterior, que confió en que el lector encontrara en esta monografía no solo la recopilación del proceso que se lleva a cabo para la abrasión por “Sand Blast”, sino que esta investigación le servirá como una guía práctica para conocer a fondo lo que la abrasión por “Sand Blast” o “chorro de arena” requiere, pues me parece que su uso es sumamente recomendable en diversas ramas de la industria.

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INDICE

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Agradecimientos. ---------------------------------------------------------------------------------- 04 Introducción. ---------------------------------------------------------------------------------------- 07 Capítulo 1. Orígenes y antecedentes.----------------------------------------------------- 13 Capítulo 2. Selección de equipo. ----------------------------------------------------------- 17 2.1 Tipos de sistemas de cabinas. --------------------------------------------------- 18 2.1.1 Equipos de succión. --------------------------------------------------------- 19 2.1.2 Equipos presurizados. ----------------------------------------------------- 20 2.2 Cabinas. 2.2.1 Cabina típica. ------------------------------------------------------------------ 21 2.2.2 Cabina tipo ostra. ------------------------------------------------------------- 22 2.2.3 Cabina ranurada. ----------------------------------------------------------- 23 2.3 Tipos de pistolas. -------------------------------------------------------------------- 24 2.3.1 Esprea de aire. ---------------------------------------------------------------- 25 2.4 Equipo de succión. 2.4.1 Tanque de succión. ---------------------------------------------------------- 26 2.5 Equipos presurizados. ----------------------------------------------------------------- 28 2.6 Control remoto. -------------------------------------------------------------------------- 30 2.7 Compresor de aire. --------------------------------------------------------------------- 31 2.8 Mangueras para aire y abrasivo. 2.8.1 Manguera para abrasivo o arenadora. ---------------------------------- 33 2.8.2 Manguera para aire. -------------------------------------------------------- 34

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2.9 Boquillas. --------------------------------------------------------------------------------- 35 2.9.1 Línea de boquillas tipo recta. ------------------------------------------------- 36 2.9.1.1

Carburo de tungsteno corta. ----------------------------------------- 37

2.9.1.2 Cónicas, cilíndricas y redondeadas (cerámica).-------------------- 37 2.10 Boquillas de carburo de tungsteno. ------------------------------------------------ 38 2.11 Línea de boquillas especiales. 2.11.1 Carburo de tungsteno para sopleteo húmedo. --------------------------- 39 2.11.2 Cabeza para sopleteo húmedo. -------------------------------------------- 40 2.11.3 Boquilla de Angulo. ------------------------------------------------------------- 41 Capítulo 3. Abrasivos. -------------------------------------------------------------------------- 43 3.1 Tipos de abrasivos. 3.1.1 Arena silica. ------------------------------------------------------------------------ 47 3.1.2 Oxido de aluminio. ---------------------------------------------------------------- 48 3.1.3 Carburo de silicio. ----------------------------------------------------------------- 49 3.1.4 Perla de vidrio. --------------------------------------------------------------------- 50 3.1.5 escoria de cobre. ------------------------------------------------------------------ 51 3.1.6 Granalla de acero. ---------------------------------------------------------------- 52 3.1.7 Media plástica. --------------------------------------------------------------------- 53 3.1.8 Bicarbonato de sodio. ------------------------------------------------------------ 54 3.1.9 Plástico termoestable. ----------------------------------------------------------- 55 3.2 Abrasivos agrícolas. ------------------------------------------------------------------------ 55 3.2.1 Olote de maíz granulado. ------------------------------------------------------- 56 Página 11

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3.2.2 Cascara de arroz. ----------------------------------------------------------------- 56 3.2.3 Grano de maíz. -------------------------------------------------------------------- 57 3.2.4 Cascara de nuez. ----------------------------------------------------------------- 57 Capítulo 4. Normas y Medidas de Seguridad. 4.1 Nomas que rigen el Sand Blast. ------------------------------------------------- 58 4.1.1 Grados de preparación. --------------------------------------------------------- 60 4.2 Medidas de seguridad. ------------------------------------------------------------------ 62 4.2.1 Aspectos clave de la seguridad. ---------------------------------------------- 63 4.2.2 Equipo de seguridad. ------------------------------------------------------------ 64 Capítulo 5. Proceso de chorro de arena. ------------------------------------------------ 70 5.1 Chorreado seco. 5.1.1 Chorreado seco a succión. ----------------------------------------------------- 71 5.1.2 Chorreado seco a presión. ----------------------------------------------------- 72 5.2 Chorreado húmedo. ---------------------------------------------------------------------- 73 5.3 Proceso de chorro de arena. ----------------------------------------------------------- 74 5.4 Descripción pasó a paso. --------------------------------------------------------------- 78 Conclusiones. --------------------------------------------------------------------- ------ 80 Glosario. ----------------------------------------------------------------------------------- 82 Bibliografía. ------------------------------------------------------------------------------- 86

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CAPÍTULO 1 ORÍGENES Y ANTECEDENTES

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La palabra “chorro de arena” proviene de la traducción de las palabras en inglés “Sand Blast”, que significa: arena a presión, sin embargo este sistema no emplea exclusivamente arena para su funcionamiento, por lo que se puede definir de manera más somera como:“un sistema de sopleteo con chorro de abrasivos a presión”; el cual sirve básicamente para eliminar de manera profunda cualquier impureza o suciedad de diversas superficies, sin que estas se dañen, incluso en muchos casos este tipo de abrasión permite que el proceso de recubrimiento tenga mejor adherencia. El primer antecedente del “Sand Blast”, se conoce en Inglaterra, Reino Unido, en donde en agosto de 1870, Benjamín Chew Tilghman, inventó la primer máquina para sopleteo con chorro de abrasivos que patentó en Estados Unidos con el número 2147, misma máquina que ha sido modificada a través del tiempo para cumplir con diferentes objetivos, pero el principio de esta siempre ha sido el mismo. En México este sistema comenzó a aplicarse aproximadamente en la década de los 50’s siendo la gran mayoría de los equipos utilizados importados desde otros países. La práctica del chorro de arena se basa en una técnica inspirada en la naturaleza, ya que, al igual que los vientos durante millones de años, han estado recogiendo arena y lanzándola contra las formaciones rocosas y las montañas y así suavizar hasta el material más duro, el sopleteo con abrasivos que se hace mediante el “Sand Blast”, es una forma mecánica de simular este tipo de erosión. La máquina que patentara Benjamín Chew Tilghman, saca partido de la fuerza que se genera por la energía mecánica que lleva el aire y la utiliza como una herramienta en la trabajosa labor de eliminar la pintura y el óxido de una superficie para dejar a la vista el material original.

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Para comprender mejor lo que aquí se narra me parece prudente ejemplificarlo con una imagen, los materiales con corrosión se ven de la siguiente manera:

Figura 1.1. Ilustración de Materiales con Corrosión Fuente: http://www.chipaxa.com/imagenes/GrafCorrosion.jpg

Los esmeriles no eliminan todo el óxido, para removerlo de la superficie, deben esmerilar o lijar tan profundo como lo sea el cráter más profundo. Por lo tanto esto en muchos casos llega a debilitar las estructuras o en su defecto si se esmerila hasta el fondo del cráter más profundo ahí seguirá el oxido como se ve.

Figura 1.2. Ilustración de Materiales con Corrosión después del Lijado o Esmerilado. Fuente: http://www.chipaxa.com/imagenes/GrafCorrosion.jpg

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En cambio el “Sand Blast” remueve toda la corrosión, inclusive aquella de los cráteres más profundos sin desgastar de manera importante el material. Además de proporcionar a la superficie un acabado marcado que sirve de anclaje para volver a recubrir.

Figura 1.3. Ilustración de Materiales con Corrosión después del proceso de “Sand Blast”. Fuente: http://www.chipaxa.com/imagenes/GrafCorrosion.jpg

El acabado sobre los distintos materiales está dado básicamente por el tipo y tamaño del abrasivo, pues se debe seleccionar dependiendo la dureza de la superficie y el tipo de acabado deseado.

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CAPÍTULO 2 SELECCIÓN DE EQUIPO

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La limpieza con “chorro de arena” o “Sand Blast” se considera el mejor método para la limpieza de superficies de acero por su ventaja para la eliminación de cualquier tipo de suciedad, además de que la limpieza y rugosidad que adquiere la superficie tratada mediante este método, representa una mejor adherencia para el recubrimiento. El método de arena a presión o mejor conocido como “chorro de arena” es una operación en la que se inyecta un abrasivo a una corriente de aire a presión, este tipo de trabajo se lleva a cabo en el interior de pequeñas cabinas cerradas. Las cabinas para chorro de abrasivo son circuitos cerrados en los cuales la generación y recuperación del polvo y abrasivo están controladas, es por esto, que dichas cabinas son la mejor alternativa cuando las piezas que estarán sujetas al chorro de abrasivo puedan manejarse bien dentro de las dimensiones de la cabina, pues dentro de las cabinas se lleva a cabo todo el ciclo del “Sand Blast”. Las ventajas de usar estas cabinas son: 1. Se recupera el abrasivo en un 99% al tener la tolva recuperadora del abrasivo. 2. El colector extrae el polvo generado durante la operación y permite recuperar una parte del abrasivo. 3. El operador no requiere equipo de seguridad ya que trabaja por el exterior. Las cabinas para chorro de abrasivo son muy populares para las aplicaciones de grabados artísticos en vidrio, cerámica, madera, limpieza de piezas pequeñas y mantenimiento de moldes. 2.1. TIPOS DE SISTEMAS DE CABINAS. La selección de sistema en este proceso se basa en las necesidades de la persona o fábrica que requiera de este servicio, pues en cuanto a volumen de trabajo y desempeño requerido del equipo, existen dos tipos de sistemas en las

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máquinas de chorro de arena que son 1. El sistema de succión y 2. El sistema presurizado 2.1.1. EQUIPOS DE SUCCIÓN. Estos equipos están diseñados para trabajo ligero de sopleteo con chorro de abrasivo, es común su uso con arena silica, óxido de aluminio, carburo de silicio o perla de vidrio. En este sistema el gatillo de la pistola otorga el control sobre el chorro de abrasivo que dispara el operador.

Figura 2.1. Sistema de Succión Fuente: http://www.chipaxa.com/imagenes/GrafCorrosion.jpg

Entre las aplicaciones más comunes para los equipos de succión encontramos la limpieza de capas de pintura en metales o para proporcionar acabado antiguo en muebles de madera, en la limpieza de plásticos y grabado en vidrios, entre otros.

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La principal diferencia entre los equipos de succión y los de presurizado radica en que el equipo de succión produce y tiene la velocidad de solamente la cuarta parte de un equipo de presurizado.

2.1.2. EQUIPOS PRESURIZADOS . Los equipos presurizados son una opción portátil para el manejo de la limpieza con chorro de abrasivos. Estos equipos pueden ser utilizados con distintos tipos de materiales abrasivos como son arena, granalla de acero esférica y angular, óxido de aluminio, carburo de silicio, olote de maíz, cáscara de nuez, etc. Algunos abrasivos como la media plástica y el bicarbonato de sodio requieren equipos diseñados para ese trabajo específico.

Figura 2.2. Sistema Presurizado Fuente: http://www.chipaxa.com/imagenes/GrafCorrosion.jpg

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La operación de los equipos presurizados es muy sencilla, Se vierte el abrasivo en la parte superior del tanque y una vez cargado éste, se inyecta aire a presión dentro del mismo. El abrasivo fluirá hacia la parte baja en donde se combina con el flujo de aire a presión que acelera la velocidad del abrasivo para expulsarlo por medio de la boquilla y así limpiar las superficies. Para elegir el equipo presurizado acorde a las necesidades de la persona o industria que requiera este servicio, deberá tomarse en cuenta: 

El volumen de trabajo que va a realizar.



Número de operadores que requiere.



El uso que le va a dar al equipo ya sea ocasional o cotidiano.



El tiempo de uso continuo que requiera del equipo a tratar.



El tamaño del compresor con que cuenta.

2.2. CABINAS. 2.2.1. CABINA TÍPICA. La cabina con sistema presurizado expulsa el abrasivo a mayor velocidad que los sistemas de succión, este incremento en la velocidad del abrasivo se traduce en un aumento en la producción de cuatro veces más a comparación a las demás cabinas, muchas veces es necesario disminuir la presión de trabajo casi a la mitad para controlar mejor el chorro y aún en esos casos, el aumento de la producción con relación a los sistemas de succión es de 2 a 2 y 1/2 veces más. Estas cabinas son la elección adecuada cuando el volumen de trabajo es muy alto ya que se incrementa la producción sin necesidad de instalar más cabinas lo cual presenta frecuentemente problemas de espacio.

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Figura 2. 3. Cabina Típica con Sistema Presurizado. Fuente: http://www.indisaonline.8m.com/anteriores/12.htm

2.2.2. CABINA TIPO OSTRA. El nombre de este modelo se basa en que la cabina se levanta hacia arriba como una ostra para permitir ingresar piezas grandes que algunas veces tienen que ser transportadas con grúas.

Figura 2.4. Cabina tipo Ostra. Fuente: http://www.indisaonline.8m.com/anteriores/12.htm

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Esta cabina normármele se utiliza en aquellos casos en que las piezas a las que se les va a aplicar el chorro de abrasivo son demasiado grandes por lo que no podrían ser introducidas por la puerta, sus dimensiones habituales son de frente 1m, de fondo 0.70m y de alto 0.70m. 2.2.3. CABINA RANURADA: En los casos en que requiera esmerilar cristales o grabar o limpiar piezas planas más grandes de las dimensiones de la cabina, con este diseño puede deslizar la superficie plana por la parte posterior de la cabina de manera que aumenta la versatilidad de su cabina al poder aplicar el chorro en piezas hasta un poco menos del doble del tamaño de su cabina.

Figura 2.5. Cabina Ranurada Fuente: http://www.fevi.it/-ing/sabbiatrici-italjet.php

Algunos usuarios del chorreado con abrasivos requieren aplicar el proceso sobre piezas planas y largas como lo son cristales, placas de madera o metal. En esos casos, trabajar dentro de una cabina puede ser demasiado incómodo por las dimensiones de la pieza o se tendría que fabricar una cabina de dimensiones tan grandes que sería imposible aplicar un chorro uniforme sobre las piezas. Para este tipo de necesidades, se Página 23

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recomienda utilizar una cabina ranurada, ya que la ranura posterior de esta cabina, permite deslizar la placa por la parte posterior de modo que se pueden trabajar piezas largas de un poco menos del doble de las dimensiones de la cabina, que usualmente mide de frente 0.96m, de fondo y de alto 0.60m respectivamente.

2.3. TIPOS DE PISTOLAS . Dentro de los sistemas de succión una de las refacciones más importantes sin lugar a dudas es la pistola. Ya sea para sistemas de pedal o de operación manual nuestras pistolas fabricadas en aluminio; son ligeras y económicas, además la esprea de aire en interior de la pistola cuenta con una capucha protectora para incrementar la vida de la pistola.

Figura 2.6. Pistola para Pedal Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/Pistolas.htm

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Las pistolas de pedal para chorro de abrasivo son para uso exclusivo en sistemas de succión en que suministran un flujo continuo de material, están diseñadas para su uso con la mayoría de los abrasivos más comunes del mercado, sin embargo se recomienda utilizar con abrasivos más finos que la malla 36.

Figura 2.7. Pistola de Gatillo Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/Pistolas.htm

2.3.1. ESPREA DE AIRE . La esprea se coloca en el corazón de la pistola, el diámetro de ésta va a determinar el requerimiento de aire y su capacidad de trabajo con los equipos y cabinas de succión. La esprea es de acero y con diferentes diámetros. Es intercambiable, de manera que ayuda a reducir costos, ya que cuando ésta se desgasta, no es necesario desechar toda la pistola.

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Figura 2.8. Esprea de Aire Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/Pistolas.htm

Si el gasto en espreas de aire es muy elevado, se puede utilizar esprea con carburo de boro, la cual tiene mayor duración que cualquier esprea del mercado. Es importante que inspeccione el estado de su esprea frecuentemente y en caso de desgaste reemplazar la pieza, ya que de lo contrario ocasionará que allá perdidas de aire de abrasivo.

2.4. EQUIPO DE SUCCIÓN. 2.4.1. TANQUE DE SUCCIÓN. Este tanque es en sí, una presentación más robusta de la pistola de succión, permite el almacenamiento de 35kg.de arena y su malla interior permite cernir el abrasivo cada vez que se vuelve a llenar con abrasivo en el tanque. Es una buena opción portátil de bajo volumen de producción.

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Figura 2.9. Tanque de Succión Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/EquipoSuccion.htm

PRINCIPALES C ARACTERÍSTICAS . 

Recipiente para abrasivo desde 10 Kg hasta 50 kg de capacidad con tubo respirador.



Pistola de succión con boquilla de Carburo de Tungsteno.



Manguera para aire.



Manguera de 1/2" en la línea de abrasivo.

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2.5 EQUIPOS PRESURIZADOS . A continuación presento diversas tablas con ilustraciones de algunos tanques para chorro de abrasivo de distintas capacidades. T ABLA 2.1 DIVERSOS T IPOS DE T ANQUES DE SUCCIÓN

ILUSTRACIÓN DEL TANQUE

NOMBRE Y CARACTERÍSTICAS DEL TANQUE Tanque para chorro de abrasivos Capacidad del tanque: 35kg (77lbs) 17lts (0.6c.f.) Un tanque muy práctico, ideal para aquellas aplicaciones de bajo requerimiento de producción. Su tamaño lo hace muy fácil de transportar, por su boquilla recta, es el indicado para aplicaciones en áreas estrechas o para acoplarse en una cabina para hacer la mejora a sistema presurizado.

Tanque para chorro de abrasivos Capacidad del tanque: 70kg (154lbs) 35lts (1.2c.f.) Este tanque al igual que el tanque para 35 kg. Es una buena opción para el trabajo de bajo volumen, solo que a diferencia de el de 35kg, este tanque tiene el doble de capacidad. Debido a su tamaño y capacidad es una buena alternativa

para

aquellos

constructores

que

requieren limpiar ángulos, soleras o piezas de poca extensión.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA” Tanque para chorro de abrasivos. Capacidad del tanque: 127kg (280lbs) 80lts (2.8c.f.) El

más

grande

de

los

tanques

pequeños.

Proporciona un muy buen tiempo de trabajo continuo, además, sigue siendo una opción fácil de transportar. Incluye mangueras de 1/2" y boquilla recta, por lo que su desempeño es mejor aprovechado sobre superficies de poco volumen. Tanque Especial.-Este tanque acoplado para poder utilizar boquilla tipo venturi, es ideal para aquellas aplicaciones donde no se requiere un tanque de gran capacidad pero se va a trabajar sobre extensas áreas de superficie.

Tanque para chorro de abrasivos

Capacidad

del

tanque:

272kg

(600lbs) 170lts

(6.0c.f. Es excelente para las aplicaciones de alto volumen e industriales. Es el tanque más utilizado en la construcción y el mantenimiento debido a su buen desempeño con boquilla venturi y gran capacidad de almacenamiento. Ya sea utilizado con boquillas venturi típicas, boquillas para sopleteo húmedo, boquilla con inserto cuadrado o doble.

Fuente: http://equiposdesandblast.com.mx/

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2.6. CONTROL REMOTO. Debido al sistema de control remoto el operador puede iniciar o parar el chorro de abrasivo desde la boquilla y obtener el control sobre el trabajo de chorreo de abrasivos. Este mayor control sobre el chorro se traduce en un ahorro del 20 a 40% en el consumo de abrasivo ya que en el momento que el operador desea parar, solamente tiene que liberar el switch del control remoto para que instantáneamente se cierre el paso de abrasivo.

Imagen 2.10. Ubicación del Sistema de Control Remoto. Fuente: http://equiposdesandblast.com.mx/

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Otra de las ventajas que proporciona el uso del control remoto, es la reducción de personal para operar la olla, ya que no requiere de dos personas para operar un equipo, pues el mismo operador puede cargar la olla de abrasivo y posteriormente operar el chorro desde el control remoto abriendo y cerrando el paso de abrasivo según lo requiera. Este sistema también ayuda a prevenir accidentes, ya que a la primera señal de peligro el operador puede cerrar inmediatamente la salida del chorro de abrasivo.

2.7. COMPRESOR DE AIRE. Parte del equipo necesario para la limpieza con chorro abrasivo es un buen compresor de aire, los compresores utilizados regularmente son portátiles sin tanque de almacenamiento, en sí, son los mismos equipos usados para las rompedoras neumáticas, usualmente son a base de motores de gasolina o diesel y con capacidad de ser remolcados por vehículos de trabajo. Uno de los requisitos principales para un correcto trabajo de “Sand Blast” es el suministro de una corriente continua con no menos de 100 libras-fuerza por pulgada cuadrada, y un flujo de aire entre los 80 y 300 Pies Cúbicos por Minuto (PCM), esto en caso de usar boquilla de 3/8 de pulgada. Se debe de tomar en cuenta que la presión de salida del equipo es diferente en el compresor que en la boquilla, si la presión en la boquilla llega a bajar 60 PSI nos genera un mayor gasto de arena y de aire por lo tanto no se tendrá un buen rendimiento de trabajo.

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Imagen 2.11. Compresor de Aire. Fuente: http://symcomocuidartupc.blogspot.mx/2013/05/mantenimiento-unidad-

central.html Para poder establecer el requerimiento de aire de la cabina, es necesario conocer las necesidades específicas del trabajo o de las restricciones en cuanto a aire disponible se refiera. Ya sea que requiera aplicar el chorro sobre extensiones grandes de superficie para lo cual sería recomendable utilizar una boquilla de diámetro grande o que ya cuente con un compresor de poca capacidad para el cual tendría que elegir la esprea que se ajuste a la producción de PCM de su compresor se recomienda siempre contar con aire extra para evitar caídas en la presión de trabajo. Para poder determinar el tipo y el tamaño del compresor que requiera, a continuación se presenta el requerimiento de aire en pies cúbicos por minuto (PCM).

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA” T ABLA 2.2REQUERIMIENTO DE AIRE EN PIES CÚBICOS POR MINUTO (PCM)

Libras de Presión D.

I.

de Boquilla

40

60

80

100

Esprea 1/16"

3/16"

4 PCM

3/ 32”

3/ 16”

7 PCM

10 PCM

12 PCM

15 PCM

1/ 8”

1/4" ó 5/ 16”

12 PCM

17 PCM

21 PCM

26 PCM

3/ 16”

3/ 8”

27 PCM

37 PCM

47 PCM

57 PCM

1/ 4”

7/16" ó 1/ 2”

49 PCM

67 PCM

85 PCM

103 PCM

Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

2.8. MANGUERAS PARA AIRE Y ABRASIVO La elección adecuada de mangueras para la línea de aire y abrasivo representará una ventaja en costos y en eficiencia, ya que este es uno de los consumibles de más alta reposición. Si bien no se puede evitar el desgaste de las partes que se encuentren dentro del torrente de abrasivo, se deben utilizar los materiales que mejor resistan y así alargar la duración de estas partes. No se debe utilizar manguera para aire en el torrente de abrasivo de equipos presurizados, ya que el desgaste de esta manguera sería tan alto que en un par de horas estaría perforada. 2.8.1. MANGUERA PARA ABRASIVOS O ARENADORAS . Las mangueras arenadoras son mangueras reforzadas de varias capas de hule natural sin alambres o refuerzos por lo general tienen la capacidad de no generar cargas electrostáticas que puedan crear chispas en lugares peligrosos por ambientes de explosividad. También las mangueras están diseñadas para soportar la abrasión en el interior de ellas. Página 33

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Por lo general se manejan tramos de 15 m de longitud y con diámetros de interiores de 1” o 1 1/4“para boquillas de 3/8”. El diámetro interior de la manguera deberá ser 3 o 4 veces mayor del diámetro interior de la boquilla. En las extremidades de la manguera se usan conexiones de bronce de tipo “garra” y en el extremo final de la manguera una conexión con porta boquillas. Estas mangueras tienen gran resistencia externa al maltrato y el tubo interno le proporciona gran duración, adicionalmente le brinda seguridad en la conducción de las cargas estáticas producto de su operación normal. 2.8.2. MANGUERAS P ARA AIRE. La manguera para aire es la que conecta el compresor de aire con la olla de trabajo, por lo general su longitud no es muy grande y deberá soportar las presiones de trabajo a que se somete. El principal punto a tomar en cuenta es mantener una distancia prudente entre el compresor y el área de trabajo para evitar que los residuos del área de trabajo lleguen al compresor y esté pueda afectarse en los filtros de aire propios del motor. El diámetro de la mangueras por lo general es de ¾” en los extremos de las mangueras son usadas conexiones de bronce tipo “garra” para una mayor facilidad y rapidez a la hora de ensamblar y desensamblar el equipo. Es una manguera flexible, ligera y económica para el manejo del aire en equipos y cabinas. Tanto el tubo interior como la cubierta exterior deben ser resistentes a la abrasión y a la intemperie.

2.9. BOQUILLAS. La función de las boquillas es reducir el área de salida para así provocar un aumento de presión en la salida y hacer eficiente el sopleteo. Las boquillas para sopleteo se fabrican en varios materiales, de los cuales los más comunes son.Página 34

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cerámica, hierro vaciado y carburo de tungsteno. Las dos primeras son más económicas pero con una vida útil de 2 a 4 horas de servicio continuo, en cambio las boquillas de tungsteno son más caras pero con una vida útil aproximada de 300 hasta 800 horas de servicio continúo. Normalmente una sola boquilla no puede ser la solución para todos los requerimientos de aplicación, pues se requiere seleccionar la boquilla adecuada para cada trabajo ya que esta es la mejor forma de asegurar una buena velocidad de trabajo, calidad y eficiencia. Las boquillas se escogen dependiendo del tipo y área a limpiar igual que lo largo de cada boquilla. Por ejemplo: •

Si es una superficie fácil de limpiar, se puede usar una boquilla pequeña de 3” de largo.

•

Si es una superficie difícil de limpiar se escogen boquillas de 4 ½” a 8 ¾” dependiendo del diámetro interior disponible

•

Y en áreas de difícil acceso ya sean estructuras, marcos o tuberías instaladas, se recomiendan boquillas de 3”.

La eficiencia de las boquillas se puede comparar en base a un mismo volumen de aire suministrado, entonces tenemos que: •

Boquilla de 1/4”

= 100%

•

Boquilla de 5/16”

= 157% más que la boquilla de 1/4 “

•

Boquilla de 3/8”

= 220% más que la boquilla de 1/4 “

•

Boquilla de 7/16”

= 320% más que la boquilla de 1/4 “

•

Boquilla de 1/2”

= 400% más que la boquilla de 1/4 “

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Por ejemplo, si con una boquilla de ¼” podemos obtener un rendimiento de 100m2 al día, con una boquilla de 3/8” se llegan a obtener 220 m2 al día. Así mismo, el largo de las boquillas nos varía en rendimiento con el mismo diámetro interior, entonces tenemos que: •

3” de largo recta nos puede dar un rendimiento del 65% comparado con una boquilla tipo venturi.

•

6” de largo recta nos puede dar un rendimiento de 76% comparado con una boquilla tipo de venturi.

Las boquillas de tipo venturi se diferencian de las válvulas de tipo recto en que las primeras presentan un “acinturamiento” al centro de la boquilla que provoca un aumento en la presión en esa área y una mayor velocidad a la salida, por lo que proporcionan un mayor rendimiento con el mismo suministro de aire. 2.9.1. LÍNEA DE BOQUILLAS TIPO RECTA. Las boquillas de diámetro recto tienen su mejor desempeño sobre superficies pequeñas o angostas debido a que su patrón de chorreado es más cerrado, gracias a esto, se logra una eficiencia y ahorros en el costo de abrasivo. Las boquillas con inserto recto son excelentes para aplicaciones en soldadura, parrillas, ángulos, grabados artísticos y rieles. Aquí algunos tipos;

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2.9.1.1. CARBURO DE TUNGSTENO CORTA. Elemento común en equipos presurizados de mediano volumen de producción y cabinas para “Sand Blast”.

Imagen 2.12.Boquilla de Carburo de Tungsteno Corta. Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BOQ

UILLAS+PARA+SANDBLAST

Principales características: •

Inserto recto de carburo de tungsteno.

•

Cubierta y cuerda de aluminio o acero.

•

Entrada de 1/2" c/cuerda 3/4" NPS.

•

Para manguera de abrasivo de 1/2" o en pistola.

2.9.1.2. CÓNICAS , CILÍNDRICAS Y REBORDEADAS . (CERAMICA). Las boquillas fabricadas en cerámica son las más económicas del mercado y las podemos encontrar en la mayoría de las cabinas de succión de importación. Este tipo de boquillas no se recomiendan para trabajos de gran demanda, para uso en sistemas presurizados ni cuando se utilicen abrasivos agresivos. Página 37

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Es probable obtener ahorros importantes utilizando boquillas de diseño similar en otros materiales.

Imagen 2.13.Boquillas Cónicas, Cilíndricas y Rebordeadas. Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BOQ

UILLAS+PARA+SANDBLAST

Principales características: •

Inserto recto fabricado en cerámica.

•

Diseño cónico, cilíndrico o rebordeado.

•

Boquillas muy ligeras sin cubierta.

•

Para usarse con porta-boquillas especiales.

2.10 BOQUILLA DE CARBURO DE TUNGSTENO. Diseñadas para lograr un volumen de producción mayor al de las boquillas de diámetro recto en un 40% aproximadamente. Su diseño acelera y distribuye de manera uniforme el abrasivo. Esta boquilla es una de las más conocidas por su gran eficiencia en trabajos de gran demanda de chorro de abrasivo. Página 38

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Imagen 2.14.Boquillas de Carbono de Tungsteno. Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BOQ

UILLAS+PARA+SANDBLAST 

Entrada de 1" c/cuerda 1-1/4" NPS.



Cubierta con poliuretano y cuerda de bronce.

2.11. LÍNEA DE BOQUILLAS ESPECIALES . Existen algunas aplicaciones específicas de chorro de abrasivo para las cuales solamente contando con el equipo adecuado se puede ajustar al presupuesto de la obra y cumplir con las condiciones de tiempo y preparación de superficie.

2.11.1. CARBURO DE TUNGSTENO PARA S OPLETEO HÚMEDO. Esta boquilla en cuanto a sopleteo húmedo se refiere es la mejor opción, pues su consumo de agua es muy bajo a diferencia de otros sistemas como el de cabeza o de inducción de agua. Por su sencillez en la operación, eficiencia y costo es una buena opción.

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Imagen 2.17.Boquillas de Carburo de Tungsteno para Sopleteo Húmedo Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BOQ

UILLAS+PARA+SANDBLAST

Principales características: •

Inserto venturi de carburo de tungsteno.

•

Cubierta y cuerda de aluminio.

•

Consumo de 0.69lts. a 5.7lts por minuto dependiendo del nivel de supresión de polvo deseado.

•

Suprime hasta el 100% del polvo.

2.11.2. CABEZA PARA SOPLETEO HÚMEDO. La supresión del polvo generado puede ser una exigencia técnica a la hora de aplicar el chorro del abrasivo. La cabeza es el sistema más económico y versátil de sopleteo húmedo ya que además de su bajo costo se puede acoplar a casi cualquier boquilla venturi.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Imagen 2.18. Cabeza para Sopleteo Húmedo Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BOQ

UILLAS+PARA+SANDBLAST

Principales características: •

Cabeza elaborada en acero.

•

Manguera para inducción de agua.

•

No requiere equipo adicional.

•

Suprime hasta el 70% de generación de polvo.

•

Se acopla a cualquier boquilla venturi estándar.

•

Carburo de tungsteno en ángulo

2.11.3 BOQUILLA DE ANGULO. Las boquillas en ángulo son ideales para trabajar dentro de tubería, en rebordes y recovecos de difícil acceso. Gracias a su diseño en ángulo, se puede aplicar un chorro directo en aquellos lugares en los que solamente se tendría acceso con el rebote del chorro.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Imagen 2.19.Boquillas de Angulo. Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BOQ

UILLAS+PARA+SANDBLAST

Principales características: •

Inserto recto de carburo de tungsteno en ángulo de 45°, 90° ó 125°

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CAPÍTULO3. ABRASIVOS

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Normalmente se conoce al proceso de limpieza con chorro de abrasivo como " Sand Blast". En realidad no siempre es así, ya que “Sand Blast” se refiere a un chorreo con arena. Sin embargo, popularmente se ha adoptado el término para referirse a todo tipo de limpieza con chorro de abrasivos.

Imagen 3.1.Ejemplificacion de diversos tipos de abrasivos Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

Un abrasivo es el material del cual están conformadas las partículas abrasivas, llamadas “medios”, que tiene como finalidad de actuar en la remoción de material. Los abrasivos, se clasifican en función de su mayor o menor dureza. Para ello se valoran según diversas escalas, la más utilizada de las cuales es la escala de Mohs, establecida en 1820 por el mineralogista alemán Friedrich Mohs. Normalmente se llama a los diferentes abrasivos como "arena" lo cual en ocasiones complica el suministro e identificación del material. La selección del tipo y tamaño de abrasivo determinará la eficiencia, rapidez y costo del trabajo que se realice.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Para poder elegir mejor el tipo de abrasivo es importante conocer y considerar los siguientes elementos: •

TAMAÑO: El tamaño de las partículas de abrasivo es sumamente importante para lograr un patrón de textura consistente al aplicar el chorro de abrasivo en la superficie. Los fabricantes de abrasivo utilizan varias nomenclaturas y numeraciones para definir el tamaño de sus productos. La medida uniforme entre todas las partículas de abrasivo se convierte en un parámetro de mucha importancia cuando el fabricante de recubrimientos especifica un perfil determinado para la superficie. Partículas más grandes cortarán demasiado profundo, dejando puntas muy marcadas que probablemente sobresaldrán del recubrimiento, esto favorecería a la oxidación. Para compensar dicha diferencia entre las cavidades más profundas y las puntas más altas, se tendría que aplicar varias capas de recubrimiento, lo que incrementaría el tiempo de trabajo y el costo total. Las partículas grandes son utilizadas para quitar la abrasión múltiples capas de pintura, corrosión pesada o lechada de concreto y dejan perfiles profundos en las superficies. Los abrasivos tamaño mediano remueven óxido ligero, pintura floja, y escamas de acero delgadas. Las partículas pequeñas dejan perfiles superficiales y son ideales para el chorreado de abrasivo de metales de poco calibre, madera, plástico, cerámica y otras superficies semi-delicadas, además son muy recomendables para marcar las superficies con algún logotipo que requiere de precisión en el corte del abrasivo.

•

FORMA: Las diferentes formas en los abrasivos ofrecerán diferentes perfiles en la superficie siendo las dos principales configuraciones de los abrasivos la angular y la esférica. Los abrasivos angulares trabajan mejor cuando se trata de desprender capas pesadas de pintura y corrosión. El abrasivo esférico en cambio, es mejor para remover escamas de fabricación y Página 45

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

contaminación ligera., también es utilizado para realizar el martilleo (shotpeening) para el relevado de esfuerzos. El martilleo crea una superficie uniforme comprimida que hace que los resortes y otros metales sujetos a alta tensión tengan mucho menos posibilidades de fallar. •

DENSIDAD: Es la masa del abrasivo por volumen. Esta es la característica menos determinante que se tiene que tomar en cuenta para realizar un trabajo de “Sand Blast”, a menos que la diferencia de densidades sea muy amplia entre los distintos materiales. En la medida en que el material sea más denso, será mayor la energía con que se impacte contra la superficie.

•

DUREZA: La dureza del abrasivo determinará su efecto sobre la superficie que va a ser tratada. Si el abrasivo es más duro que el sustrato, dejará un perfil sobre la superficie. Si es más suave que la superficie, pero más dura que el recubrimiento, solamente removerá el recubrimiento. Si es más suave que el recubrimiento, solamente limpiará la contaminación de la superficie sin remover el recubrimiento. La dureza del abrasivo está medida en la escala de Mohs siendo 1 tan suave como talco y 15 materiales tan duros como el diamante. Los abrasivos del tipo de carburo de boro, carburo de silicio y óxido de aluminio, estarán dentro del rango 10 al 13.

•

FRAGILIDAD : Con fragilidad nos referimos a la tendencia del abrasivo a fragmentarse en partículas más pequeñas como consecuencia del impacto, mientras más frágil sea el abrasivo, menos veces puede ser reutilizado y más polvo generará. La arena silica es extremadamente frágil debido a su composición de cuarzo y nunca debe ser reutilizada. En el primer uso, más del 70% de la arena se convierte en polvo desprendiendo peligrosas partículas de sílice, la gente expuesta al polvo de sílice, puede contraer una enfermedad llamada silicosis. La mayoría de los abrasivos fabricados y derivados de un producto, pueden ser reciclados varias veces, al igual que algunos abrasivos naturales como el granate y el pedernal. La escoria de cobre y níquel se fractura en partículas más pequeñas que pueden ser Página 46

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

reutilizadas. La granalla de acero puede ser efectivamente reciclada unas 200 veces o más. Muchas variables afectan el rehusó que se dé al abrasivo, dentro de éstas están: la presión de aire, dureza de la superficie y la eficiencia del equipo para sopleteo con chorro de abrasivo.

3.1. TIPOS DE ABRASIVOS .

Los equipos para limpieza con chorro de abrasivos o “Sand Blast” pueden realizar diversas tareas como limpiar y preparar superficies para aplicación de recubrimientos, grabado de materiales, limpieza de contaminantes de la superficie, proporcionar acabados limpios y estéticos, difuminar defectos y marcas de herramientas, etc. Sin embargo es necesario elegir el abrasivo más adecuado de acuerdo a los resultados que desea obtener, ya que una mala elección del abrasivo le puede traer problemas en el rendimiento de su equipo y los resultados sean deficientes.

3.1.1. ARENA SÍLICA.

Imagen 3.2. Arena Silica Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

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Este abrasivo de bajo costo, se utiliza principalmente cuando se realizan trabajos en exteriores, ya que su precio es más económico y su uso no puede ser mayor a dos veces; en el primer uso, más del 70% de la arena se convierte en polvo desprendiendo peligrosas partículas de sílice, su avance es mediano y le proporciona un acabado mate, es importante considerar que su fragilidad es muy alta por lo que es uno de los abrasivos que más polvo genera. Este abrasivo tiene un alto contenido de sílice por lo que puede presentar riesgos a la salud de los trabajadores y debe de utilizarse bajo estrictas medidas de seguridad y siempre con el equipo de protección para el operador ya que puede producirle daños tan severos como la muerte.

3.1.2.ÓXIDO DE ALUMINIO.

Imagen 3.3.Oxido de Aluminio Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

Este abrasivo angular es uno de los más populares en el mercado debido a su rapidez en la limpieza, además de la profundidad en su corte y aceptable tasa de reutilización. Su principal característica es la velocidad de limpieza y/o preparación de superficies para aplicar recubrimientos, además, proporciona un excelente anclaje en las superficies lo cual es un requisito en la aplicación de recubrimientos. Con una adecuada regulación de la presión y elección del tamaño de grano se pueden obtener diferentes resultados, que van desde la limpieza de materiales Página 48

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

fuertemente adheridos a las superficies, hasta el grabado en vidrio, cerámica, resinas y otros materiales. La generación de polvo del óxido de aluminio es baja y es ampliamente recomendable para cabinas y sistemas presurizados en cuarto ya que puede llegar a tener una reutilización de 10 hasta 25 ocasiones. Al ser una partícula angular con un alto nivel de abrasión, su avance en la acción de corte es notablemente rápido dejando un acabado mate. La duración de una boquilla con inserto de carburo de tungsteno con un abrasivo de estas características disminuye considerablemente ya que se encuentra alrededor de 20 a 40 horas de trabajo,

3.1.3. CARBURO DE SILICIO.

Imagen 3.4. Carburo de Silicio Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

Es el abrasivo más duro, afilado y costoso en el mercado. Está clasificado como 13 en la escala de Mohs’, haciéndolo ideal cuando se requiere un corte fino, pero profundo, al igual que para remover residuos tratados con calor de partes endurecidas. Este abrasivo tiene también un buen número de re-usos, ya que cuando las partículas se estrellan sobre la superficie y se fragmentan en partículas más pequeñas no pierden su filo, por lo que siguen teniendo una buena acción de corte a pesar de reducir su tamaño. Página 49

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

El carburo de silicio es principalmente preferido por aquellos usuarios del chorreado de abrasivos que requieren una limpieza rápida con un buen anclaje y sin contaminación ferrosa, ya que debido a su alta dureza, el carburo de silicio limpia mucho más rápido que cualquier otro abrasivo del mercado, esta rapidez en el trabajo es de gran ayuda cuando se realizan grabados sobre cerámica, vidrio y madera, ya que permite un corte más profundo con menos tiempo de exposición del chorro sobre la mascarilla. El rango de tamaños es muy amplio, va desde los muy gruesos hasta los muy finos lo que permite desarrollar una amplia gama de acabados con este abrasivo. Al ser una abrasivo tan agresivo sobre las superficies, lo es también en el desgaste del equipo y consumibles, por lo que es importante que utilice boquillas de boro y recubra las paredes del área de trabajo con lámina de hule o acero.

3.1.4. PERLA DE VIDRIO.

Imagen 3.5.Perla de Vidrio Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

Este abrasivo esférico también conocido como micro esfera de vidrio es particularmente útil para proporcionar acabado sobre superficies metálicas como aluminio y acero inoxidable dejando un acabado satinado. Cuando los requerimientos de mantenimiento exijan la limpieza de las piezas sin atacar Página 50

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

violentamente la superficie, se recomienda emplear perla de vidrio ya que el impacto de la micro esfera sobre la superficie no desgasta significativamente el material, cualidad que la hace inadecuada si se va a pintar la pieza posteriormente. La perla de vidrio es empleada en cabinas y cuartos con sistemas de succión ó presurizados para procesos de limpieza de moldes, remoción de rebabas, detección de defectos de soldadura en superficies metálicas y limpieza de superficies con materiales ligeros como carbón o residuos en las superficies de pistones y válvulas, entre otros usos. La generación de polvo es baja, al igual que su velocidad de limpieza y puede reciclarse de 10 a 15 veces. La duración promedio de una boquilla con inserto de carburo de tungsteno es de 320 – 640 horas de trabajo.

3.1.5. ESCORIA DE COBRE.

Imagen 3.6.Escoria de Cobre Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

Este abrasivo también conocido como "abrasivo negro" o "abrasivo ecológico" se obtiene principalmente de 2 fuentes: la fundición de metal (cobre y níquel) y las calderas para generar poder eléctrico (carbón). La escoria de cobre ha aumentado su demanda debido a su capacidad de limpieza, disponibilidad, Página 51

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

bajo contenido de sílice (menos del 1%), gran rango de medidas y su relativo bajo costo. Sus partículas duras y angulares le otorgan gran velocidad y capacidad de corte, haciéndola perfecta para una gran cantidad de usos. En algunas aplicaciones, quizá sea necesario reducir la presión del aire para evitar que las partículas de la escoria de cobre se inserten en el acero. La principal desventaja al usar escoria de cobre es su alta fragilidad, debido a la cual genera gran cantidad de polvo y limita su rehusó, además de que la escoria debe ser revisada de estar libre de contaminantes antes de comenzar a usarla.

3.1.6- GRANALLA DE ACERO.

Imagen 3.7.Granalla de Acero Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

Este abrasivo se encuentra en dos presentaciones: angular y esférica. La esférica se usa regularmente en las máquinas granalladoras y tiene un ataque menos violento sobre la superficie, la aplicación de la granalla esférica sobre estructuras metálicas, ayuda a mejorar la resistencia a la fatiga de las piezas, este proceso es conocido como shotpeening o martilleo. La granalla angular la encontramos más frecuentemente en los equipos de “Sand Blast” y debido a su peso y dureza. Pues es considerado el abrasivo más pesado, es Página 52

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

magnífico para realizar preparación de superficies en aplicación de recubrimientos ya que deja un anclaje muy profundo. Es importante contemplar que si se trabaja con granalla de acero angular sobre materiales que no vayan a ser recubiertos, algunas partículas pueden incrustarse sobre la superficie lo cual generará brotes de oxidación en el futuro. La granalla de acero es el abrasivo que más se utiliza para hacer limpiezas para preparación de superficie ya que otra ventaja del gran peso de su partícula es la baja generación de polvo y como ya se ha mencionado su anclaje profundo es ideal para la aplicación de recubrimientos de alta tecnología Puede ser reutilizada 40 y en algunos casos hasta 200 veces. La duración de una boquilla con inserto de carburo de tungsteno con granalla, varía de entre 500 – 800 horas de trabajo.

3.1.7. MEDIA PLÁSTICA. Este abrasivo de bajo impacto está fabricado de resinas plásticas que pueden ser de plástico reciclado o manufacturado específicamente para el chorreo de abrasivos, tiene una dureza entre 3 y 4 en la escala de Mohs. Fue hecho originalmente para la remoción de recubrimientos en armazones de aviones y componentes de naves espaciales tiene la particularidad de remover cualquier recubrimiento de casi cualquier producto ya que la partícula de plástico es más dura que el recubrimiento pero más suave que las superficies y puede limpiar sin dañar superficies delicadas como aluminio, latón, cobre, magnesio, acero delgado y titanio. Sus principales aplicaciones son en la limpieza de maquinaria industrial, troqueles, moldes exteriores de aluminio, acero, fibra de vidrio, equipo de apoyo especial, sistemas de armas, paneles plásticos, cascos de embarcaciones

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

marinas, etc. Puede ser usada para quitar prymer, pintura, poliuretano, químicos resistentes adheridos a superficies, contaminantes y hasta carbón acumulado. La media plástica por el tipo de material y su dureza está dividida en varios tipos dentro del rango de 3 a 4 Mohs y de acuerdo a la especificación miliar de los Estados Unidos se cataloga en MIL SPEC Tipo I (3.0 Mohs’) Resina de Poliéster, MIL SPEC Tipo II (3.5 Mohs’) Resina de Urea Formaldehido, MIL SPEC Tipo III (4.0 Mohs’) Resina de Melanina y MIL SPEC Tipo IV (3.5 Mohs’) Resina de Fenol Formaldehido. Todos pueden ser usados para el blasting, pero su capacidad de remoción y avance variarán de acuerdo al tipo de material. Las clasificaciones del tamaño del grano varían y van desde la 8 a la 100, sin embargo ya que este abrasivo se utiliza principalmente para remoción de recubrimientos los estándares son: 12/16,18/20,20/30,30/40.

3.1.8. BICARBONATO DE SODIO (SODA BLAST).

El bicarbonato de sodio se convierte en una excelente opción cuando se requiere limpiar recubrimientos, pinturas, contaminación, grasa, oxidación, grafiti, etc. en superficies de ladrillo, concreto, mármol, cantera, madera, polímeros, fibra de vidrio, aluminio, acero, etc. Este abrasivo es sumamente útil para las empresas dedicadas al mantenimiento de edificios históricos, monumentos, esculturas de mármol ya que el daño sobre la superficie es casi inexistente y el desecho es soluble al agua. Este abrasivo permite inclusive remover pintura de vidrio sin esmerilarlo y puede llegar a remover oxidación y algunos recubrimientos de tecnología. Su uso se recomienda básicamente en equipos especialmente diseñados para manejo de bicarbonato de sodio ya que se requieren condiciones especiales para el correcto flujo del abrasivo. También puede utilizarse en sistemas secos, sin embargo, esto no es muy recomendable ya que al ser una partícula tan fina Página 54

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

genera demasiado polvo por lo que su uso está prácticamente sujeto a equipos con sistemas de sopleteo húmedo que eliminan el 100% de la generación de polvo al ser un abrasivo soluble, biodegradable y utilizado con sistemas de sopleteo húmedo (wetblast) se convierte en una gran alternativa cuando se requiera trabajar en lugares cerrados, o en condiciones donde no se pueda generar polvo y el manejo de desechos de arena y lodo sea complicado. Existen algunas mezclas de bicarbonato de sodio, pero generalmente en cuanto a tamaño solamente tiene una presentación.

3.1.9. PLÁSTICO TERMOESTABLE . El plástico termoestable es otro material utilizado para el arenado de fibra de vidrio. El arenado termoestable implica el uso de diminutas cuentas de plástico blando (urea, melamina o acrílico) en alto volumen y baja presión para eliminar partículas de la superficie, imprimación, pintura y relleno, según los autores "Hot Rodder's Bible". Burguer, Gerry y Hendrickson, Steve, 2000. El arenado plástico termoestable es económico y rápido pero ineficaz al eliminar el óxido de las superficies de fibra de vidrio.

3.2. ABRASIVOS AGRÍCOLAS .

Imagen 3.8.Abrasivos Agrícolas Fuente:http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/5035/1/142%20im.pdf

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Existe una gran variedad de abrasivos agrícolas. La “cáscara de nuez” y el "olote de maíz” se encuentran dentro los más populares. Estos abrasivos agrícolas son ligeros y suaves, y si son utilizados con el equipo, la técnica y la atención adecuada pueden remover pintura de la madera, plástico, metales de calibre ligero y otras superficies duras. Este tipo de abrasivo es utilizado para limpiar motores eléctricos sin dañar la lámina y los cables aislados Sin embargo su uso no es muy común y frecuentemente existen problemas para tener un suministro adecuado.

3.2.1. OLOTE DE MAÍZ GRANULADO. Es un abrasivo derivado del sub-producto de la mazorca del maíz, el cual se presenta en diferentes graduaciones para aplicaciones mediante el sistema de “Sand Blast”. Su uso es principalmente para limpieza y pulido de piezas ya sean metálicas, plásticas de vidrio o cerámica. Sus propiedades son sobresalientes por no crear atmosferas contaminantes y se puede usar en partes móviles como acoplamientos articulados, baleros de acero, sub estaciones eléctricas, tanques de combustible y esferas de gas por la seguridad que ofrece el ser material no conductor ni productor de electricidad.

3.2.2. CÁSCARA DE ARROZ. El arenado de cáscara de arroz implica el uso de la cáscara de arroz o capa más externa del arroz, en tratar las superficies. El material es disparado por una ráfaga de aire a presión para eliminar la grasa, suciedad y óxido de la superficie de fibra de vidrio. La cáscara de arroz, un abrasivo natural orgánico, no tiene efectos ambientales adversos.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

3.2.3. GRANO DE MAÍZ. El grano de maíz es un material de arenado ecológico que no deforma ni ataca químicamente las superficies de fibra de vidrio. Es menos abrasivo que la arena y no causa riesgos ambientales o de salud, además de ser reutilizable. El grano de maíz se encuentra disponible en diferentes calidades y tamaños de partículas y elimina la suciedad, grasa, pintura y óxido de las superficies de fibra de vidrio.

3.2.4. CÁSCARAS DE NUEZ. Las cáscaras de nuez son un medio de arenado suave y abrasivo que limpian las superficies de fibra de vidrio sin causar ningún daño. Se utilizan en máquinas de arenado de alta presión para el acabado de fibra de vidrio, operaciones de desbarbado. Las cáscaras de nuez son reciclables, biodegradables, no tóxicas e ideales para la limpieza de piezas de automóviles de fibra de vidrio, turbinas y superficies de embarcaciones.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

CAPÍTULO 4. NORMAS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

4.1. NORMAS QUE RIGEN EL SAND BLAST. Los grados de limpieza de superficies metálicas, están especificados por varias normas, siendo la más extendida la norma SIS 055900 SWEDISH, transformada posteriormente en ISO 8501-1: 1988, considerando los grados de preparación de la superficie en relación con el estado inicial del acero a pintar. Estas normas se refieren a acero envejecido, pero que nunca ha sido tratado con pintura. Los estados del metal desde su fabricación hasta la completa corrosión, de mejor a peor, vienen definidos de acuerdo a estas normas por las letras A, B, C y D. A)

Superficie de acero completamente recubierta con cascarilla de laminación o calamina y con trazas de óxido. (El grado A lo presenta el acero poco tiempo después de su laminación en caliente).

B)

Superficie de acero que ha iniciado su corrosión y de la que ha empezado a desprenderse la cascarilla de laminación (El grado B lo presenta la superficie de acero laminado en caliente después de haber permanecido expuesta a la intemperie, sin protección, en una atmósfera medianamente corrosiva, durante 2 ó 3 meses).

C)

Superficie de acero de la que la corrosión ha hecho saltar la totalidad de la cascarilla de laminación, pero que todavía no presenta picaduras detectables a simple vista. (El grado C lo presenta la superficie de acero expuesta

a

la

intemperie,

sin

protección

durante

1

año,

aproximadamente). D)

Superficie de acero de la que se ha desprendido la totalidad de la cascarilla de laminación y en la que se observan picaduras a simple vista. (El grado D lo presenta la superficie de acero expuesta, sin protección, unos 3 años).

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4.1.1. GRADOS DE PREPARACIÓN. A partir de cada uno de los estado iniciales se definen varios tipos de preparación, denominados con las siglas St, Sa o FI. St: Rascado, cepillado, picado, por medios manuales o mecánicos. Sa: Chorreado abrasivo FI: Limpieza a la llama (proceso obsoleto) El estado inicial A sólo admite preparación por chorreado abrasivo (Sa), único método que permite eliminar la calamina. En lo sucesivo sólo se considerarán los grados St y Sa, ya que el flameado se utiliza muy poco en la práctica. La norma ISO 8501 sirve como método de evaluación visual de la limpieza de superficies y es de uso habitual para el establecimiento de sistemas de pintado. Esta norma se divide en 4 partes. 

EN ISO 8501-1:2007 – Grados de oxidación y de preparación de sustratos de acero no pintados y de sustratos de acero después de estar totalmente decapados de revestimientos anteriores.



EN ISO 8501-2:2001 - Grados de preparación de sustratos de acero previamente

pintados,

después

de

la

eliminación

localizada

de

revestimientos anteriores 

EN ISO 8501-3:2007 - Clases de preparación de soldaduras, esquinas y otras zonas con imperfecciones de superficie.



EN ISO 8501-4:2006 – Condiciones iniciales de la superficie, grados de preparación de superficie y grados de flash rúst. de las preparadas

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Los diferentes grados utilizados según la norma ISO 8501-1: 1988 Sa 3.-Eliminar la totalidad del óxido visible, cascarilla de laminación, pintura vieja y cualquier materia extraña. Limpieza por chorreado hasta metal blanco. El chorro se pasa sobre la superficie durante el tiempo necesario para eliminar la totalidad de la cascarilla de laminación, herrumbre y materias extrañas. Finalmente, la superficie se limpia con un aspirador, aire comprimido limpio y seco o con un cepillo limpio, para eliminar los residuos de polvo de abrasivo. Color superficial uniforme. Sa 2 ½.-Chorreado abrasivo hasta metal casi blanco, a fin de conseguir que por lo menos el 95% de cada porción de la superficie total quede libre de cualquier residuo visible. Chorreado muy cuidadoso. El chorro se mantiene sobre la superficie el tiempo necesario para asegurar que la cascarilla de laminación, herrumbre y materias extrañas son eliminados de tal forma que cualquier residuo aparezca sólo como ligeras sombras o manchas en la superficie. Finalmente, se elimina el polvo de abrasivo con un aspirador, con aire comprimido limpio y seco o con cepillo limpio. Sa 2.-Chorreado hasta que al menos los 2/3 de cualquier porción de la superficie total estén libres de todo residuo visible. Chorreado cuidadoso. El chorro se pasa sobre la superficie durante el tiempo suficiente para eliminar la casi totalidad de cascarilla de laminación, herrumbre y materias extrañas. Finalmente se elimina el polvo abrasivo con un aspirador, con aire comprimido limpio y seco o con un cepillo limpio. Sa 1.-Chorreado ligero o soplado con abrasivo. 

por chorro de agua a alta presión (high-pressure wáter jetting)

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4.2. MEDIDAS DE SEGURIDAD. Aunque puede considerarse que el ‘Sand Blast” es un riesgo emergente en el sector industrial, el chorreado con arena es un riesgo laboral conocido y regulado desde mediados del siglo pasado. Es un hecho probado que el sandblasting o limpieza abrasiva con arenas que contienen sílice cristalina puede ocasionar enfermedad respiratoria grave o mortal. Como en cualquier otro riesgo, esta enfermedad profesional depende de factores como la intensidad, frecuencia y duración de la exposición, así como otros condicionantes individuales de la persona expuesta. Existen

tres

tipos

de

silicosis,

determinados

por

la

concentración

aerotransportada de sílice cristalina: 

Silicosis crónica. Suele aparecer después de diez o más años de exposición a la sílice cristalina con exposición a concentraciones relativamente bajas.



Silicosis acelerada. Resulta de la exposición a altas concentraciones de sílice cristalina y se contrae de cinco a diez años después de la exposición inicial.



Silicosis aguda. Se da cuando las concentraciones de exposición son muy elevadas, pudiendo ocasionar los síntomas en una horquilla temporal que oscila entre unas cuantas semanas a cuatro-cinco años después de la exposición inicial, según consta en la literatura médica [Peters 1986; Ziskind et al. 1976].

La silicosis (en especial la forma aguda) se caracteriza por dificultad de respiración, fiebre y cianosis (piel azulada por déficit de oxígeno); puede diagnosticarse erróneamente como edema pulmonar (fluido en los pulmones), Página 62

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neumonía o tuberculosis. Puede cursar con otras complicaciones, pues las infecciones fúngicas o micro-bacterianas agudas complican a menudo la silicosis, pudiendo llegar a ser mortales por sí mismas dichas manifestaciones. Aproximadamente la mitad de las infecciones micro-bacterianas son ocasionadas por Micobacterium tuberculosis, de ahí la posibilidad de un error diagnóstico inicial. Las investigaciones muestran de ordinario los pulmones llenos de sales de sílice y un material proteínico, evidencia médica que resulta concluyente para establecer la etiología de la enfermedad.

4.2.1. ASPECTOS CLAVE DE LA SEGURIDAD .



REVISIÓN PREVIA DEL ESTADO DE MANGUERAS: Rotura de mangueras sometidas a alta presión. (Revisión previa del estado de las mismas y Colocar esposas y medios de aseguramiento para evitar el efecto látigo en caso de rotura. En caso de que se usen abrazaderas las mismas deben ser recomendadas por el fabricante para uniones sometidas a alta presión)



POLVO EN EL AIRE: Este es uno de los peligros más graves asociados al chorreado de arena. Al evaluar este riesgo, es importante tener en cuenta la concentración de polvo y el tamaño de las partículas. Las partículas más grandes, consideradas como una “molestia”, normalmente se filtran en la nariz y la garganta. Las partículas más pequeñas (10 micrones o más pequeñas) pueden superar el sistema de filtrado de los pulmones y penetrar profundamente en el sistema respiratorio, donde pueden causar daños graves. Es necesario emplear equipos de protección respiratoria cuando en el entorno de trabajo encontramos partículas pequeñas.

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

SUMINISTRO DE AIRE: Se deben usar respiradores con suministro de aire cuando se trabaja en salas confinadas para el chorreado, al emplear unidades portátiles en áreas sin confinamiento, y en cualquier otra circunstancia que el operario no se encuentre separado físicamente del material abrasivo. Obviamente, al emplear líneas de aire y compresores, es preceptivo asegurarse que el tubo de admisión del aire está localizado en una zona donde el aire es limpio. Conviene monitorizar este punto de captación del aire limpio de forma permanente para asegurar la seguridad de los chorreadores.



PRECAUCIONES DE LIMPIEZA Y MANEJO DE PRODUCTOS ABRASIVOS: El polvo acumulado debe eliminarse de forma segura evitando que pueda ser inhalado por los trabajadores. En cuanto al manejo y almacenamiento de los productos abrasivos, hay que tener presente que suponen una contaminación localizada. Así, los trabajadores que manipulan productos abrasivos de forma manual deben usar respiradores con filtro de partículas.



TRABAJADORES CON EXPERIENCIA: Los trabajadores que manejen el equipo de Sandblasting, deben tener suficiente experiencia en esta tarea y conocer los riesgos de la operación así como las medidas de control.

4.2.2. EQUIPO DE SEGURIDAD. El operador debe usar el equipo de protección personal recomendado: guantes de cuero, camisa manga larga, botas de seguridad, capucha con suministro de aire, tapones auditivos y el ayudante deberá usar casco y botas de seguridad, mascarilla con filtro para polvo, mono lentes de seguridad y tapones auditivos.

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

GUANTES DE CUERO.

Diseñados a partir de cuero especial para trabajos de chorro y para ser confortables.

Imagen 4.1.Guantes para Chorreado Fuente:http://omcequiposeguridadnay.jimdo.com/equipo-corporal/equipo-de-proteccionpara-procesp-sand-blast/

Principales características: •

De alta resistencia y flexibilidad, absorben la humedad de las manos del operario.

•

Excelente resistencia al calor, chispas y abrasión.



CAMISA DE MANGA LARGA U OVEROL.

Imagen 4.2.Buzo de Chorreado Fuente:http://omcequiposeguridadnay.jimdo.com/equipo-corporal/equipo-de-proteccionpara-procesp-sand-blast/

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Principales características: •

Gran flexibilidad de movimientos.

•

Ligero y resistente a la abrasión.

•

Evita los impactos producidos por el rebote de la granalla.

•

CALZADO.

El calzado puede ser con botas de seguridad o en su defecto con protectores de piel hasta la rodilla para así evitar el contacto de abrasivo con pies y tobillos.

Imagen 4.3.Calzado para Chorreado Fuente:http://omcequiposeguridadnay.jimdo.com/equipo-corporal/equipo-de-proteccionpara-procesp-sand-blast/

Principales características: 

Fabricado en cuero de alta resistencia.



Cierre de velcro, cubren el empeine y espinilla protegiéndolos del impacto del abrasivo.



Protector interior para evitar posibles golpes en esa zona.

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

ESCAFANDRAS . El acabado por pulverización origina un tipo de roció y emanaciones toxicas

de vapores peligrosos. Por tal motivo se recomienda que toda persona que participe durante el proceso de “chorro de arena” o “Sand Blast” utilice escafandras para operador las que le brindan protección contra el golpeo del abrasivo y evitan también que el polvo sea respirado y con esto evitar enfermedades como la silicosis. En cualquiera de sus versiones las escafandras deben protegen la cara, el cuello y el pecho de su operador del rebote de las partículas de abrasivo.

Imagen 4.5.Escafandra Típica. Fuente:http://www.abrasivosindustriales.mx/catalogolist.php?psearch=::BO

QUILLAS+PARA+SANDBLAST

Diseñada para un chorreo de abrasivo de exigencia ligera o mediana, aplicación de pinturas o recubrimientos y en aquellas aplicaciones en donde no se requiera una protección especial en la cabeza del operador. Su poco peso ayuda a reducir la fatiga del operador en la operación y le permite una gran movilidad.

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Principales características: •

Protege cabeza, pecho y espalda del rebote del abrasivo.

•

Alimentación de aire con válvula reguladora del flujo del aire.

•

Su cuello ayuda a mantener una presión positiva dentro de la capucha manteniendo los contaminantes fuera de ella.

∙ FILTRO DE AIRE. El filtro de aire para operador es utilizado en conjunto con las escafandras, pues elimina partículas de hasta 5 micrones, así como la humedad y los humos de aceite de la línea de aire que va desde el compresor a la escafandra. Provee al operador aire seco y seguro. Contiene un cartucho interior de carbón activado que es intercambiable.

Imagen 4.6.Filtro de Aire Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/EquipoSeguridadFil.htm

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Principales características: •

Requerimiento de aire de 7 PCM a 60lbs de presión aproximadamente.

•

El rendimiento del cartucho de aire es de aproximadamente 6 meses con 1 turno y 1 operador.

•

Altura del filtro 21"

•

Tramo de manguera de 8m

∙ CARTUCHO DE REPUESTO PARA FILTRO DE AIRE. Este tipo de filtros de aire cuenta con un cartucho desechable el cual se debe de reemplazar cada determinado tiempo y está constituido de la siguiente forma.

A) Fieltro para respiración. B) Algodón cardeado para remover partículas. C) Fieltro para eliminar partículas. D) Carbón activado para absorber olores y humedad. E) Aluminio activado para absorber aceites y humedad. F) Algodón cardeado para eliminar partículas

Imagen 4.7. Recreación del Interior del Filtro de Aire Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/EquipoSeguridadFil.htm

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CAPÍTULO 5. PROCESO DE CHORRO DE ARENA

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Este sistema consiste en la limpieza de una superficie por la acción de un abrasivo granulado expulsado por aire comprimido a través de una boquilla. La limpieza con “Sand Blast” es ampliamente usada para remover óxido, escama de laminación y cualquier tipo de recubrimiento de las superficies preparándolas para la aplicación de un recubrimiento. El chorreado es un método muy extendido y aplicado en multitud de los sectores industriales. La principal ventaja es la rapidez, el ahorro en la gestión de residuos contaminantes que no se generan al ser un proceso limpio sin agentes químicos, la rugosidad que se consigue y el nivel de acabado, entre otros. Hay diferentes tipos de chorreado los cuales con características diferenciadas. Básicamente podemos agrupar el chorreado mediante aire comprimido en dos familias: 5.1. CHORREADO SECO. 5.1.1 CHORREADO SECO A SUCCIÓN. Un equipo de chorreado frecuentemente viene compuesto por una cabina o envolvente metálica, un sistema de filtración del polvo generado en su interior, la pistola de proyección de abrasivo, iluminación y guantes integrados en la cabina (por normativa no está permitido el uso oberturas o cualquier sistema para introducir las manos que no sea estanco).

Figura 5.1. Equipo de chorreado seco de succión. Fuente: http://blogabrasivosymaquinaria.blogspot.mx/

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Un equipo a succión recibe este nombre gracias a la pistola de proyección, ya que su funcionamiento se basa en el efecto venturi. El aire al atravesar la pistola a gran velocidad genera una “succión” en la obertura inclinada donde va conectada una manguera de la pistola a la tolva. El abrasivo de la tolva se ve succionado y una vez llega a la pistola, se mezcla y es proyectado junto con el aire a gran velocidad. Una pistola de succión se distingue por tener dos mangueras, una para el paso del aire del compresor y otra para comunicar la pistola con la tolva que acumula el abrasivo. El diámetro del inyector es el que define la cantidad de aire que sale de la pistola y la boquilla establece la superficie que se cubre al chorrear.

5.1.2. CHORREADO SECO A PRESION. Un equipo de chorreado a presión viene compuesto por los mismos elementos que una máquina de chorreado seco a succión. La diferencia más importante radica en la pistola. Ahora la pistola tiene una sola manguera que porta la mezcla de abrasivo y el aire a presión. Un equipo presurizado se encarga de proyectar el aire a presión y a la vez hace de depósito de abrasivo, la tolva deja de hacer esa función.

Figura 5.2. Equipo de chorreado seco a presión. Fuente: http://blogabrasivosymaquinaria.blogspot.mx/

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

Al chorrear es el equipo presurizado el que hace y dirige la mezcla de aire y abrasivo hacia la pistola, el abrasivo cae a la tolva que conduce el abrasivo al equipo presurizado cerrando el ciclo. Cabe la posibilidad de intercalar un ciclón separador de partículas con la función de eliminar del circuito de abrasivo cascarillas y restos de residuos eliminados durante el chorreado.

5.2. CHORREADO HUMEDO. Un equipo de chorreado húmedo viene compuesto por la envolvente metálica, los guantes integrados, iluminación interior, cristal con limpiaparabrisas, pistola y bomba de impulsión. A diferencia con los equipos en seco, la máquina en húmedo no necesita sistema de filtración ya que al chorrear con agua no se genera polvo.

Figura 5.3. Equipo de chorreado húmedo. Fuente: http://blog-abrasivosymaquinaria.blogspot.mx/

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El polvo queda retenido en el agua y será evacuado con los residuos de chorreado. La tolva se encarga de retener el agua y el abrasivo. Otro elemento diferencial es la bomba de impulsión de abrasivo o también llamado compresor, su misión, impulsar el abrasivo mezclado con el agua desde la tolva hacia la pistola. La pistola tiene dos mangueras como la de succión, en una pasa aire a gran velocidad, por la otra, la mezcla de agua y abrasivo impulsada por la bomba. La bomba de impulsión no da fuerza al fluido, simplemente sube la mezcla a la pistola para que sea el aire a presión quién haga la función del chorreo.

5.3. PROCESO DE CHORRO DE ARENA.

Para hacer el trabajo de limpieza por “chorro de arena” lo primero que hay que cuidar es la ubicación de los componentes del equipo, el tipo de trabajo requiere mucha fuerza y resistencia por parte de los operarios, por lo que se procura que los componentes del equipo y los materiales se encuentren lo más cerca posible; la ubicación del compresor debe estar muy próxima al área de trabajo pero cuidado su orientación en algunos trabajos se labora cerca de productos inflamables y que los motores de los compresores generan chispas o corrientes que pueden causar explosiones o incendios. El compresor se debe ajustar a un máximo de 120 PSI y calentarse antes del trabajo por unos diez o quince minutos. Pero lo más importante es la proximidad del abrasivo a utilizarse con la olla de trabajo, lo suficientemente cerca para su fácil llenado, pero teniendo en cuenta que si se trabaja con arena cernida, la arena de desecho nos puede obstruir el área de trabajo.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

En caso de usarse arena de arrollo, rio o mar, esta debe de encontrarse seca, libre de impurezas y de preferencia con la menor cantidad de polvo posible. El cernido se realiza para encontrar cierta uniformidad en la granulometría y evitar obstrucciones al equipo. El cernido se recomienda hacerse dos veces, una para la separación inicial de los granos más grandes y el segundo de preferencia se hace sobre la olla de trabajo durante el llenado para evitar que se introduzca materia extraña durante el llenado, así como para mejorar la uniformidad del grano. Es recomendable el manejo de cuadrillas de por lo menos dos operarios y dos ayudantes para evitar que se produzca demasiada fatiga en los mismos, es importante tener al operario siempre a la vista y comunicando con alguien más o en su defecto con una “línea de vida” (atar al operador con una cuerda que el otro extremo se encuentra fuera del área de trabajo) por si llega a tener una complicación durante la operación. Nunca se debe dejar a nadie trabajando solo y sin comunicación. La presión del sopleteo es muy peligrosa, se corre el riesgo de sufrir lesiones si se tiene contacto con el chorro de abrasivo, es algo que se debe tener muy en cuenta para evitar accidentes por la falta de concentración. La operación se inicia con el conectado y asegurado de mangueras y conexiones el compresor deberá calentarse previamente y mientras tanto se puede asegurar las conexiones, andamios y se procederá al llenado de la olla. Se recomienda el uso de manguera de abrasivo con diámetros menores interiores 1 ¼” y lo más corta posible, aunque por lo general ese tipo de mangueras se vende en tramos de 50”, se debe tomar en cuenta la existencia de menor número de mangueras, conexiones, curvas, cambios de dirección, etc. Para evitar pérdidas de presión en la mismas. La válvula de abrasivo es el corazón del equipo, la misma debe regularse correctamente ya que un exceso de abrasivo se traduce en exceso de polvo,

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

incremento en los costos y en sofocamiento del equipo, lo que nos lleva a hacer paros continuos para limpiar las mangueras boquillas y olla.

Imagen 5.4. Válvula de Abrasión Fuente:http://www.chipaxa.com/paginas/EquipoPresurizadoControlRemoto.htm

El diámetro interior de la manguera de abrasivo se recomienda que se escoja en función del diámetro, así mismo, se debe de tomar en cuenta que este tipo de mangueras se fabrican a base de goma natural y tratadas con para prevenir descargas eléctricas generadas por cargas estaticas. Para la selección del equipo lo principal que se debe tomar en cuenta es: •

A compresores más grandes, mayor diámetro de la boquilla que puede usarse.

•

A mayores diámetros de boquilla, más rápido se completa el trabajo.

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“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA” Imagen 5.5. Válvula de Control Remoto de Olla

Fuente:http://www.chipaxa.com/paginas/EquipoPresurizadoControlRemoto.htm

Antes del inicio del sopleteo se cierra la válvula de desfogue y se ajusta la válvula de control de abrasivo para evitar el paso del mismo: es recomendable no poner la boquilla en el porta boquillas para comprobar que la corriente de aire pase libremente, después se abre la válvula de aire se coloca entonces la boquilla y se abre entonces la válvula de llenado del tanque; entonces habrá presión en la olla y flujo de aire en la manguera arenadora. En caso de que no se presentara algún tipo de complicación hasta el momento, entonces se empieza a abrir la válvula de control de abrasivo buscando que el operario pueda avanzar rápidamente con el trabajo de tal manera que no haya demasiado abrasivo como para sofocar la corriente de aire. Se debe mantener la boquilla lo suficiente cerca de la superficie para evitar pérdidas de fuerza. Una boquilla común y corriente debe de mantenerse a unos 30 centímetros de la superficie (algunas boquillas especiales pueden distanciarse más), sopletear Página 77

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

ordenadamente; mover la boquilla de atrás hacia adelante y de adelante hacia atrás sobre una pequeña área hasta dejarla limpia: no se debe de mover la boquilla a capricho. Se debe mover la boquilla lentamente, pues el trabajo no debe apresurarse, en caso de especificación o metal blanco o casi blanco debe procurase la eliminación de la escama de laminación. Es recomendable comenzar con las áreas de más difícil acceso tales como vigas, escaleras, cubiertas y áreas elevadas, ya que en poco tiempo se acumulara el material de desecho y polvo del propio trabajo y esto dificultara las maniobras cada vez más. Al momento de echar el abrasivo en el depósito, el operario hará una señal convenida de antemano con el ayudante para suspender la operación y proceder al arenado. El ayudante cerrara la válvula de control de abrasivo, seguido de la del llenado del tanque y el aire a la manguera. Después abrirá la válvula de desfogue para aliviar la presión dentro de la olla; finalizando el procedimiento se puede comenzar al rellenado de la olla. Un operario experimentado, trabajando con una boquilla de 3/8”, con equipo apropiado y buen abrasivo puede limpiar a metal blanco no más de 15m2 por hora. 5.4. DESCRIPCIÓN P ASO A P ASO A) Se cierran las válvulas de aire. B) Baja el flotador por gravedad. C) Se llena la olla de abrasivo. D) La válvula de desfogue se debe cerrar. E) Se abre la válvula de aire para llenar la cámara. F) El flotador sube con la presión y sella la cámara. G) Se abre la válvula de suministro de aire hacia la manguera de sandblasteo. H) La válvula arenadora controla el suministro de arena. Página 78

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I) Se procede a la limpieza. J) Al terminarse el abrasivo se cierran las válvulas de aire. K) Se abre la válvula de desfogue. L) Cae el flotados por gravedad y se comienza el otro ciclo.

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CONCLUSIONES:

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La monografía aquí presentada, es el resultado de un arduo estudio e investigación, pues al adentrarme al estudio del proceso de abrasión por “Sand Blast” o "chorro de arena”, descubrí que esta técnica resulta ser una excelente opción para limpiar cualquier material o superficie. Pues, considero que este método es sumamente practico, económico y accesible para preservar la vida útil de la maquinaria industrial o ayudar a mejorar el desempeño de algunos artistas Es por lo anterior, que considero que ante el desgaste ecológico actual, del cual todos somos responsables, me resulto obligatorio indagar sobre las opciones que no presenten efectos ambientales adversos y así poder aseverar que el proceso de “Sand Blast” o “chorro de arena” es tanto eficiente como amable con la naturaleza. Motivo por el cual, el incentivar la utilización de la abrasión por “Sand Blast” o “chorro de arena” tanto en la industria como entre cualquier lector que le resulte necesario y viable este proceso es sumamente interesante conocer los beneficios ecológicos que otorga y los costos moderados que genera pues el implementar este método de abrasión es la mejor opción.

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GLOSARIO:

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Abrasivo: Un agresivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otro tipo de materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico (triturado, molienda, corte, pulido) es de elevada dureza y se emplea en otro tipo de procesos industriales y artesanos. Los abrasivos pueden ser naturales o artificiales se clasifican en su función de mayor a menor dureza para ello se valoran según varias escalas, la más utilizada de las cuales es la escala de Mohs, establecida en 1820 por el mineralogista alemán Friedrich Mohs. Entre los abrasivos se encuentran el óxido de aluminio, (alumina), la arena, el carburo de silicio, el nitruro de boro y el diamante.

Barreno: Un barreno es un dispositivo o herramienta utilizando para desplazar sólidos o líquidos por medio de un tornillo helicoidal rotatorio. El material es desplazado a lo largo del sentido del eje de rotación. En algunos usos el eje helicoidal se encuentra contenido en un cilindro, mientras que para otros usos no se requiere este. El barreno es una parte esencial para el taladro, utiliza este medio para remover las virutas del agujero que se está realizando.

Boquilla: Parte utilizada para aumentar la presión.

Compresor: Un compresor de gas es una maquina motora, que trabaja entregándole energía aun fluido compresible. Esta energía es adquirida por el fluido en forma de Página 83

“TRATADO DE SUPERFICIES POR METODO DE CHORRO DE ARENA”

energía cinética y presión (energía de flujo). Se utiliza en aires acondicionados. El compresor está compuesto por bielas, pistones, embobinado, válvulas de presión, bomba de lubricación, anillos de presión, aceite, sedaso o plato, cigüeñal, cárter y bobinas.

Corrosión: La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. Siempre que la corrosión este originada por su reacción electroquímica (oxidación), a velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluidos en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cuestión.

Escoria: Las escorias son un sud producto de la fundición de la mena para purificar los metales se pueden considerar como una mezcla de óxidos metálicos; sin embargo pueden contener sulfuros de metal y átomos de metal en forma de elemento. Aunque la escoria suele utilizarse como un mecanismo de eliminación de resido en la fundición del metal también puede servir para otros propósitos, como ayudar en el control de temperatura en la fundición y minimizar la re oxidación del meta liquido final antes de pasar al molde.

Granalla: Se obtiene por atomización de acero líquido seguido de una serie de tratamientos térmicos y mecánicos que le confieren características técnicas que se adaptan a las necesidades de los utilizadores. Generalmente los perdigones se

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tratan térmicamente mediante un proceso revenido y templado para quitar la basta estructura martensistica obtenida sobre la atomización del agua.

Patrón de esmerilado: Área impactada por el chorro de abrasivo a una distancia de 40cm.

Sand Blast: Chorro de arena, proceso en el que se sopletea una superficie con un abrasivo a presión.

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