Beneficios de desengrases de baja temperatura y larga duración en la industria del esmaltado

Para la industria, el precio de los productos terminados es muy sensible, lo que dificulta trasladar los mayores costos de producción al consumidor. El aumento de costos de producción se deriva de una serie de fuentes, que incluyen, pero no se limitan a: mano de obra, precios de materiales, uso y precio de energía, volumen de rechazo y tratamiento de residuos.

En la industria de acabado de metales, la limpieza es un primer paso crucial en el proceso de producción. Una limpieza adecuada promueve la correcta aplicación de los procesos posteriores y contribuye a obtener un acabado comercialmente aceptable. Los costos antes mencionados, todas ellas contribuyen directamente al coste total asociado a este proceso esencial.

El poder de limpieza de los desengrases típicos convencionales suele disminuir a medida que va trabajando ya que su carga de aceite y grasas emulsionadas va aumentando. Eventualmente, el poder de limpieza puede llegar a disminuir a un nivel de calidad inaceptable, que requerirá el cambio y nueva formulación del desengrase (Figura 1).

Figura 1. Ciclo de vida de desengrases convencionales.

Muchos costos, más allá del costo químico de reformulación de un nuevo desengrase, están asociados a los costos de mano de obra para cambio de la solución vieja incluyendo su limpieza de lodos y suciedad del tanque de proceso, así como la formulación de un desengrase nuevo. La depuración del desengrase viejo genera costes adicionales en productos químicos, mano de obra y gestión de residuos. Un costo menos obvio pero significativo, es la pérdida de productividad resultante al tener que detener la producción para realizar este tipo de actividades antes mencionadas. 

En un esfuerzo por controlar los costos asociados con la depuración del desengrase, los responsables de producción se encuentran presionados para reducir esta frecuencia de depuración. Una consecuencia involuntaria e indeseable por querer extender la vida útil del desengrase, es la disminución en el poder de limpieza, resultando en un mayor número de rechazo en la producción. 

Los desengrases químicos que utilizan procesos de limpieza de larga duración y baja temperatura, que realizan una degradación de aceite in situ, son una alternativa y solución para equilibrar estas demandas de control de costos sin comprometer el poder de limpieza o la calidad del acabado. La degradación del aceite in situ proporcionada por los desengrases a baja temperatura y de larga duración, extiende la vida útil del desengrase, un mayor y mejor poder de limpieza y un menor consumo de productos químicos, a la vez que facilita mejoras medioambientales y regulatorias.

La mejora en el poder de limpieza resultante por la degradación del aceite in situ, quedó demostrada al cuantificar el porcentaje de aceite eliminado por el desengrase cuando era nuevo y nuevamente después de seis semanas de trabajo continuo. Se prepararon paneles con pesos de aceite conocidos. Al pesar los paneles antes y después de la limpieza, permitió calcular la eficiencia de limpieza, expresada como porcentaje de aceite eliminado.

Ambos desengrases, tanto el Uniprep como el convencional, fueron muy efectivos cuando estos eran todavía nuevos. Pasadas seis semanas de trabajo, el poder de limpieza del desengrase de larga duración y baja temperatura no cambió, mientras que el rendimiento del desengrase convencional disminuyó en más del 50 %.

Con desengrases alcalinos acuosos convencionales, la capacidad para emulsionar aceites disminuye a medida que aumenta su carga de suciedad, lo que resulta en la separación por fases y acumulación de aceite flotando en la superficie del desengrase. La degradación del aceite que se produce en los desengrases de baja temperatura y larga duración elimina este aceite del sistema, minimizando el aceite flotante y haciendo innecesario el equipo de separación de aceite. La reducción de aceite de la superficie flotante se puede observar en las siguientes imágenes.

Convencional.

Uniprep

Desengrase convencional vs Desengranse Uniprep larga vida, baja temperatura.

Como se puede observar, el desengrase de baja temperatura y larga duración contiene siete veces menos aceite flotante que el limpiador convencional. Se puede ver un ejemplo adicional (Imagen 2), donde en el desengrase convencional la superficie del limpiador está totalmente cubierta de aceite flotante, mientras que la superficie del limpiador de larga duración y baja temperatura está cubierta en menos del 20 %.

Caso de estudio

Una gran instalación OEM, que procesa alrededor de 7 millones de metros cuadrados/mes con cuatro líneas de limpieza (tres para esmaltado y una para pintura), transformada de sistema de limpieza convencional a sistema de limpieza a baja temperatura y de larga duración. Los parámetros y condiciones de la línea de proceso fueron monitoreados y documentados minuciosamente durante seis meses, antes y después de la conversión.

El OEM identificó y cuantificó los beneficios en varias áreas clave, incluyendo la reducción del impacto ambiental, la mejora de la eficiencia del proceso y la reducción de costos en general. Antes de la conversión, los tanques de limpieza requerían vaciarse cada ocho a diez semanas. Después de la conversión, la vida media del baño aumentó un 128 %. Se observaron y documentaron los siguientes beneficios por parte del OEM.

Impacto medioambiental

La mayor vida útil del desengrase lograda por la degradación in situ eliminó 14 vertidos de desengrases en el transcurso de un año, lo que eliminó la necesidad de depurar y gestionar 290.340 Litros de desengrase viejo. Además, el rendimiento del desengrase se mantuvo constante a lo largo del tiempo, permitiendo temperaturas de trabajo más bajas dando como resultado más de 40.000 US$ en ahorro de energía. Este menor consumo de gas natural de calefacción redujo las emisiones de CO2 en 440 toneladas métricas al año. Al mismo tiempo, se mejoraron las condiciones laborales de los empleados ya que se eliminaron los malos olores antes presentes cuando el limpiador convencional se saturaba de aceite.

Eficiencia mejorada

Una mayor vida útil del desengrase resultó en menos actuaciones de mantenimiento y limpieza, lo que ahorró 672 horas de mano de obra asociadas con proceso de vertido de los desengrases ya agotados y la limpieza de los tanques de proceso. Una menor carga de aceite redujo la frecuencia de limpieza del filtro a una vez por semana, mientras que el limpiador convencional requería una limpieza del filtro de dos o tres veces por semana.

Uso químico

La química de los desengrases se consume de dos maneras; química necesaria para la formulación del desengrase y reposición para el mantenimiento de concentración. La implementación de desengrases de larga duración y baja temperatura redujo ambos tipos de consumo. La reducción en la reformulación de nuevos desengrases ahorró más de 11.500 litros de desengrase concentrado. 

Como hemos señalado anteriormente, la degradación del aceite in situ hace que los aditivos químicos críticos del desengrase vuelvan a estar disponibles para su uso posterior dentro del propio desengrase, lo que reduce el consumo de química de desengrase concentrado. En este estudio, las adiciones diarias por mantenimiento de desengrase se redujeron en un 18,2 %, ahorrando 78.168 litros adicionales al año.

Los desengrases de baja temperatura y larga duración son una tecnología comprobada y que proporciona numerosos beneficios que pueden reducir el costo y el impacto ambiental asociados con el proceso de limpieza del acabado de metales. Los ahorros anuales totales (productos químicos, energía y mano de obra) enumerados anteriormente superaron los 270.000 US$*.

*Nota:

El presente artículo técnico fue elaborado en octubre del 2016 a costes operativos (energía, mano de obra, materia prima, etc.) de dicho año y que son los que aparecen aquí reflejados.

Artículo publicado en el número 2.369 de AutoRevista.