ºInstalaciones de cataforesis y sus consideraciones generales «Filtración y recirculación»
Filtración
Tiene por objeto separar de la pintura todas las partículas gruesas y para hacerlo con efectividad, el volumen de pintura filtrado en continuo debe ser tres veces la capacidad de la cuba por hora.
Son necesarios dos circuitos independientes: uno desde el rebosadero y el otro desde la entrada de la cuba donde la aspiración debe hacerse en el punto mas bajo y en toda su anchura para asegurarse de recuperar todos los sedimentos. Cada circuito mueve 1.5 volúmenes por hora e intercalada grupos de filtración con filtro de bolsa de caudal nominal de 20 m3/h máximo por bolsa ( normalmente de una finura de malla de 25 µ para pintura)
El el caso de contaminación del baño, será necesario filtrar por bolsas antiaceites, asimismo deberá atenerse a las recomendaciones de utilización del fabricante de las bolsas para conseguir descontaminar el baño en el mínimo tiempo posible. Todos los filtros deben estar equipados con un manómetro a la entrada y otro a la salida para cambiar las bolsas cuando la perdida de carga sobrepasa 1.0 bar.
Regulación de temperatura.
La temperatura normal de trabajo de la pintura de cataforesis se sitúa entre los 28ºC y 35 ºC y para ello debe intercalarse en uno de los circuitos de agitación, después de los filtros, un intercambiador de calor de placas que nos permitan mantener la pintura a la temperatura deseada.
Normalmente es preciso refrigerar el baño para eliminar las calorías desprendidas en la electrodeposición, pero en instalaciones que trabajen con poca superficie a pintar y gran volumen de pintura, la energía calorífica producida es escasa y si a esto se suma una temperatura ambiente baja habrá que calefactar el baño.
Esto puede hacerse con agua caliente ( máximo 80ºC) a través del mismo intercambiador con una conexión rápida. No es necesario una conexión permanente ya que este caso no es habitual y normalmente una vez calentado el baño hasta la temperatura de régimen, ya debe conectarse el sistema de refrigeración normal.
Debe haber un termómetro situado en el rebosadero que dé permanentemente información de la temperatura. Esta no debe sobrepasar los 40ºC (alarma) no bajar de 20ºC fuera de trabajo.
En lo referente a materiales de construcción debemos tener en cuenta las siguientes consideraciones.
- Las tuberías pueden ser de acero ordinario, pero las interiores a la cuba deben estar revestidas de la misma protección que ella, o construidas en polietileno o cualquier otro material suficientemente sólido ( se desaconseja PVC a causa de su fragilidad)
- Los inyectores deben ser de inoxidable o polipropileno.
- El cuerpo de las bombas puede ser de acero negro o inoxidable pero la turbina y los álabes deben ser de acero inoxidable 316.
- Las mariposas o las rótulas de las válvulas deben ser de inoxidable 316 Los asientos y las juntas deben de ser materiales inertes (excluido telón).
- Los cuerpos de los filtros pueden ser de acero revestido o bien inoxidable pero los cestos deben ser necesariamente de inoxidable. Los materiales de las bolsas filtrantes deben estar exentos de contaminantes
- El cuerpo del intercambiador puede ser de acero ordinario, pero las placas deben ser inoxidable
- g) Está prohibida la utilización de cobre , latón, aluminio o zinc.
Cuba de almacenamiento
Para operaciones de mantenimiento y cuando sea preciso remediar incidentes del proceso, como caída de piezas, contaminaciones, etc. La instalación debe disponer de una cuba, construida en acero ordinario y con un revestimiento interior con resistencia química únicamente, que permita el almacenamiento de la pintura. Esta cuba puede también permitir el almacenamiento de ultrafiltrado del lavado por inmersión.
Es deseable que la cuba de trabajo pueda vaciarse sobre la de almacén por gravedad y debe poder hacerse a través de filtros ( para el caso de contaminación del baño) o directamente ( caída de piezas u operaciones de mantenimiento) El retorno a la cuba de trabajo debe obligatoriamente ser efectuado a través de los filtros del circuito.
Es aconsejable que la cuba de almacén esté situada físicamente bajo la de pintura y servir así para la recuperación en caso de ruptura (arco eléctrico) del fondo de la cuba de trabajo.
Debe de disponer de un sistema de recirculación constante que asegure agitación, filtración y mantenimiento de temperatura en continuo de la pintura. Para ello debe estar conectada con el circuito bomba-filtro intercambiador que nos asegura una recirculación de 1.5 volúmenes a la hora. La agitación se efectúa por inyectores situados en el fondo que deben ser de materiales iguales a los de la cuba de trabajo. Dentro de este circuito de recirculación debe haber un termómetro que nos dé la temperatura de la pintura durante el almacenamiento.
El retorno de la pintura a la cuba de trabajo se efectúa por el mismo circuito que la agitación. Será necesaria una bomba de recuperación de los puntos bajos hacia el rebosadero. Para recuperar la totalidad de la pintura, es conveniente disponer de una rampa de inyección de ultrafiltrado nuevo para rociar la parte superior de las paredes y lavar así completamente la cuba de almacén en automático, con recuperación de los lavados sobre la cuba de trabajo.
Ultrafiltrado
Es un proceso para separar sólidos o coloides de alto peso molecular, de la solución acuosa ( ultrafiltrado) por medio de las membranas semipermeables de los llamados módulos de ultrafiltración
La ultrafiltración tiene tres objetivos:
- Purgar el baño de trabajo de sus impurezas solubles: es necesaria una purga regular de ultrafiltrado nuevo ( UFN ) que es función del trabajo de la instalación (mínimo 0.05 l por metro cuadrado pintado).
- Lavar las carrocerías en cascada inversa recuperando el máximo de pintura no electrodepositada.
- Regenerar los baños de lavado durante las noches y fines de semana.
La producción de UFN necesaria para estas operaciones es de 1.5 l/m2, es necesario regenerar los módulos.
Los módulos de ultrafiltración son alimentados por un circuito específico que toma la pintura del rebosadero y la devuelve en el fondo de la cuba. Las bombas son del mismo tipo que las de circulación de pintura.
Los módulos deben producir UFN durante las 24 horas del día, por lo que las bombas deben ser dobles ( una de reserva para el caso de avería ) y estar conectadas al equipo electrógeno autónomo. Si en un momento dado se parasen los módulos, hay que tener en cuenta que la pintura decantada en ellos, haciéndoles perder capacidad de ultrafiltración y pudiendo llegar a inutilizarse si la parada fuera prolongada. Por ello es aconsejable la instalación de un sistema automático de lavado de los módulos con UFN en caso de parada.
Cada módulo debe estar equipado de manómetro a la entrada y a la salida, de un termómetro con alarma, de un caudalimetro ( rotámetro) para controlar el UFN producido y de un by-pas necesario par a permitir su regeneración durante la producción sin parar la bomba.
En caso de fuga de un módulo, una bandeja de recuperación situada debajo de él permite recoger la pintura y enviarla por gravedad ( si el módulo está un nivel mas alto que la cuba) o a través de una fosa de puntos bajos recuperados hacia la cuba de trabajo, En caso de fuga de una membrana , ésta debe poder ser desconectada con retorno directo hacia la cuba de trabajo a la espera de poder reemplazarla.
El UFN producido es almacenado en una cuba cuya capacidad debe permitir el lavado y llenado con UFN de todos los módulos. Esta cuba debe encontrarse a un nivel mas elevado que las cubas de inmersión y lavados con ultrafiltrado para permitir la regeneración nocturna y de fines de semana por gravedad y para evitar perdidas de UFN en caso de problemas en la instalación. Para ellos debe tener dos rebosaderos: uno normal que es utilizado en las paradas de producción ( noches , fines de semana etc.) para descontaminar a contracorriente los lavados con UF y la otra de seguridad con retorno directo a la cuba de inmersión de cataforesis.
Cuando un módulo no produce mas de un 50% de su capacidad nominal, se hace necesario regenerarle y para ello está previsto un circuito especifico que comprende una cuba pare el producto regenerante, equipada de un sistema de calentamiento, una bomba de recirculación en bucle, así como un sistema de tuberías y válvulas, conectados entre el by-pass y el modulo. Este circuito está conectado a la red de efluentes.
En cuanto a los materiales de construcción del sistema de ultrafiltración, debemos tener en cuenta:
- Las tuberías de alimentación de pintura a los módulos pueden ser de acero ordinario
- Las bombas de alimentación de pintura son similares a las del circuito de agitación – filtración
- El circuito de regeneración debe ser de acero inoxidable
- Las tuberías de ultrafiltrado nuevo deben de ser inoxidable o P.V.C.
- La cuba de UFN debe ser de acero revestido o inoxidable.
Circuitos de adicción
Para asegurarse de la calidad de la pintura depositada , minimizar consumos y mantener constante el nivel del baño de inmersión, es necesario añadir en continuo ( o en semicontinuo :por ejemplo : inyección cada diezcarrocerias ) los elementos componentes de la pintura de cataforesis ; ligante y pasta.
Circuito Ligante
El suministro de ligante es efectuado en cisternas de 22.000 litros y será pues necesario tener una cuba para almacenamiento de un volumen igual al suministro, mas del volumen de seguridad deseado como reserva.
Esta cuba puede estar construida de acero revestido o fibra de vidrio y contar con sistema de medida de nivel y de pesada (células de carga) que permitan conocer en todo momento la cantidad exacta de Ligante disponible. Sera necesaria una bomba para descarga del camión cisterna a la cuba de almacenamiento.
La adicción de Ligante debe hacerse por un circuito especifico directamente en el rebosadero por medio de una bomba volumétrica a través de un contador totalizador, con un caudal máximo de 80 litros / min.
Circuito de pasta
El suministro de pasta puede hacerse en contenedores , en cisterna o en bidón. Es deseable en contenedores o cisternas a transvasar la pasta a un depósito de almacenamiento de acero revestido que tendrá una capacidad de acuerdo al sistema de suministros elegido y contará con células de carga para controlar en todo momento la cantidad en su interior. Es imprescindible que esta cuba tenga agitación aunque no es necesario agitar permanentemente. Así mismo será necesario disponer de una bomba para el transvase desde contenedores o cisterna hasta el depósito. También puede hacerse las adiciones directamente desde el contenedor.
En el caso de suministro en bidón, será necesaria una agitación previa y durante la adición para que esta sea uniforme pero no será posible adicionar en continuo con las consiguientes oscilaciones en los parámetros de la pintura.
Las adiciones se harán por un circuito específico con entrada de la Pasta en el circuito de filtración a la impulsión de la bomba y antes de los filtros, a través de un mezclador estático, por medio de una bomba volumétrica, de un contador totalizador y con un caudal máximo de 40 litros / minuto.
Circuito de aditivos
Puede ser necesario añadir ácido acético para ajustar el PH de la pintura. También se deberán prever adiciones puntuales de disolventes y para ello deberá disponerse una bomba dosificadora y un circuito específico en inoxidable con entrada directa al rebosadero teniendo en cuenta que no es conveniente la adición a un caudal superior a 4 litros por minuto.
Circuito eléctrico de un anolito
Es el sistema que nos aporta la energía eléctrica necesaria para la electrodeposición y al mismo tiempo nos permite evacuar el ácido liberado en la disociación de la pintura a través de un circuito específico ( anolito)
Un transformador – rectificador que suministra la tensión de trabajo, conecta su polo negativo ( cátodo ) a la carrocería y su polo positivo a los ánodos situados en las paredes laterales de la cuba y dentro de células equipadas de membranas semipermeables, cerrándose al circuito a través de la pintura.
El contacto entre carrocería y polo negativo no puede ser permanente en un sistema de producción en continuo y se realiza mediante frotadores móviles aislados que toman la corriente de un raíl que sí estará conectado permanentemente al rectificador. Es importante limpiar regularmente el contacto para evitar toda resistencia eléctrica.
Las membranas y los ánodos son materiales consumibles y su tiempo de vida depende de las condiciones de utilización ( una duración normal puede ser de 4 años) Es pues importante controlar permanentemente los parámetros que influyen directamente sobre su estado : caudal de anolito e intensidad de corriente por célula.
Para pintar correctamente vehículos que utilicen chapa pre- revestida son necesarios dos zonas de tensión: Debe dejarse hueco ( espacio que ocuparía una célula) entre las dos zonas para evitar que la última célula de la primera zona ( tensión débil) haga de cátodo respecto de la primera célula de la segunda zona ( tensión mas alta) y se cubra de pintura en el exterior , si la diferencia de tensión es inferior a 75 voltios ( 2 huecos si es superior ) Es imprescindible tener una misma masa para el transportador , el polo negativo del rectificador y la cuba de pintura.