La longevidad y el rendimiento de los revestimientos protectores en entornos industriales, especialmente en ambientes corrosivos, dependen en gran medida de la calidad de la preparación de la superficie. El enfoque convencional se basa en métodos de chorreado abrasivo que, aunque eficaces, suelen ser poco prácticos en contextos de mantenimiento con acceso limitado. El chorreado con cerdas, un método relativamente nuevo de preparación de superficies introducido por International Paint Ltd., presenta una alternativa prometedora que combina la eficacia de las herramientas eléctricas con una calidad del perfil de la superficie que se aproxima a la del chorreado abrasivo tradicional.
La necesidad de métodos avanzados de preparación de superficies
La preparación de superficies en el mantenimiento industrial, especialmente en estructuras marinas y terrestres expuestas a entornos corrosivos, sigue siendo fundamental para prolongar la vida útil de los revestimientos protectores. Las estructuras marinas, por ejemplo, se enfrentan a elevados costes de mantenimiento que pueden llegar a ser hasta 20 veces superiores al coste inicial si los revestimientos se degradan prematuramente. En estas aplicaciones, la limpieza y el perfil de la superficie son esenciales para una adherencia eficaz del revestimiento. Las principales normas industriales, como las SSPC-SP 5 y SP 10, exigen el chorreado abrasivo; sin embargo, en zonas confinadas o remotas, esto puede no ser viable, por lo que se requieren alternativas como la SSPC-SP 11. Las herramientas eléctricas estándar, como los cepillos de alambre y las amoladoras, aunque accesibles, no cumplen estas normas, lo que da lugar a superficies pulidas propensas a fallos de adherencia y corrosión.
Tecnología de chorreado con cerdas: Resumen técnico
La tecnología de chorreado con cerdas introduce un enfoque innovador mediante el uso de cerdas endurecidas y afiladas unidas a un cabezal giratorio que frota la superficie. A diferencia de los cepillos de alambre convencionales, que producen estrías en la superficie, las cerdas de este método se retraen al impactar, creando cráteres y un patrón de anclaje similar al del chorreado abrasivo. Este perfil distintivo de la superficie mejora significativamente la adherencia del revestimiento. Además, el chorreado con cerdas ha demostrado su capacidad para acercarse a los estándares de limpieza de la norma SSPC-SP 5 al tiempo que se consiguen perfiles cercanos a los del chorreado con arena, un logro sin precedentes para los métodos basados en herramientas eléctricas.
Análisis comparativo: Chorreado de cerdas frente a métodos convencionales
Las pruebas realizadas por International Paint Ltd. compararon el chorreado con cerdas con otras herramientas eléctricas y el chorreado abrasivo en varias condiciones, incluyendo ciclos térmicos, condensación continua e inmersión en agua de mar. Los resultados clave de estas pruebas subrayan la fiabilidad y eficacia del chorreado con cerdas:
1. Perfil y rugosidad de la superficie (Rmax): Utilizando un perfilómetro, el estudio registró la rugosidad de la superficie y la profundidad del perfil conseguidas con cada método. Tanto para el acero de grado de óxido A como para el de grado de óxido D, el chorreado con cerdas alcanzó valores de Rmax (2,7-4,6 mils) similares a los del chorreado con arena, superando significativamente al cepillado con hilo motorizado. Los valores Rmax más altos indican una superficie más texturada, que es crucial para una adhesión óptima del revestimiento.
2. 2. Resistencia a la corrosión: En las pruebas de corrosión cíclica acelerada ISO 12944-9:2018, el chorreado con cerdas mostró una resistencia superior a la corrosión. Mientras que las superficies cepilladas con alambre mostraron una extensa fluencia de corrosión, las superficies chorreadas con cerdas permanecieron intactas con una corrosión mínima. El chorreado con granalla superó ligeramente al chorreado con cerdas; sin embargo, el chorreado con cerdas logró resultados significativamente mejores que el cepillado con alambre motorizado.
3. 3. Fuerza de adhesión: Las pruebas de adherencia realizadas en revestimientos sobre superficies chorreadas con cerdas mostraron una notable mejora en comparación con las realizadas sobre superficies cepilladas con alambre. Los valores de adherencia de los revestimientos sobre superficies chorreadas con cerdas se aproximaron a los de las superficies chorreadas con granalla, lo que refuerza la eficacia del método de chorreado con cerdas para mejorar el rendimiento de los revestimientos en condiciones duras.
4. 4. Ciclado térmico e inmersión en agua de mar: Pruebas adicionales, incluyendo pruebas cíclicas térmicas y de inmersión en agua de mar, evaluaron el rendimiento del revestimiento en superficies chorreadas con cerdas frente a las superficies cepilladas con alambre y chorreadas con arena. Después de seis meses, no se observó oxidación ni desprendimiento en ninguno de los métodos, lo que indica que el chorreado con cerdas cumple las normas de durabilidad para la exposición marina a largo plazo.
Ventajas y limitaciones del chorreado con cerdas
Ventajas
El chorreado de cerdas destaca por su adaptabilidad y facilidad de uso en espacios reducidos, donde las técnicas de chorreado tradicionales pueden resultar inviables desde el punto de vista logístico y económico. Su capacidad para lograr un perfil de anclaje deseable similar al del chorreado abrasivo abre nuevas posibilidades para mejorar la protección contra la corrosión en zonas antes de difícil acceso. Además, el chorreado con cerdas reduce los riesgos de exposición de los trabajadores a las vibraciones, lo que lo hace más seguro que los métodos tradicionales como el gunitado con agujas.
Limitaciones
Sin embargo, el chorreado con cerdas tiene algunas limitaciones en comparación con el granallado. Requiere mucho tiempo y es menos eficaz para grandes superficies, por lo que es más adecuado para el mantenimiento de zonas más pequeñas y localizadas. Aunque el método de chorreado con cerdas ofrece un alto rendimiento en proyectos a pequeña escala, el granallado sigue siendo la opción preferida para grandes superficies industriales debido a su rapidez y capacidad de cobertura. Sin embargo, el chorreado con cerdas proporciona una reducción significativa de la huella de carbono, en comparación con el granallado.
Aplicación y potencial futuro
Dado su sólido rendimiento en pruebas de laboratorio y estudios de campo, el chorreado con cerdas está encontrando su lugar en las especificaciones de mantenimiento industrial, especialmente en entornos marinos de alta corrosión. Aunque todavía es incipiente, esta técnica tiene potencial para apoyar sistemas de revestimiento de alto rendimiento, incluidos los epoxis ricos en zinc que ofrecen una protección prolongada en condiciones severas como los entornos corrosivos C5M (en alta mar) y C5I (en tierra), según las normas ISO 12944.
Además, la industria sigue innovando con la tecnología de chorreado por cerdas, explorando nuevas aplicaciones en astilleros e instalaciones de petróleo y gas. A medida que este método se adopte más ampliamente, investigaciones y estudios de campo adicionales ayudarán a refinar sus capacidades y validar su durabilidad a largo plazo.
Conclusión
Para los ingenieros mecánicos y los profesionales del mantenimiento, el chorreado con cerdas supone un avance significativo en la tecnología de preparación de superficies. Tiende un puente entre la comodidad de las herramientas eléctricas y el rendimiento del chorreado abrasivo, proporcionando una solución versátil para el mantenimiento de revestimientos industriales en entornos difíciles y corrosivos. El chorreado con cerdas permite obtener un perfil de superficie más alto, una mayor resistencia a la corrosión y una mayor adherencia del revestimiento, lo que contribuye a prolongar los ciclos de mantenimiento y a reducir los costes a largo plazo. Aunque puede que no sustituya por completo al granallado, el papel específico del chorreado con cerdas en el mantenimiento ya está demostrando ser indispensable para zonas pequeñas, complejas y de difícil acceso en el campo.
Hemos basado este artículo en la ponencia original de Neil Wilds, presentada durante la NACE 2009. Puede descargarlo aquí