La tecnología no eléctrica de protección contra la corrosión sustituye a la cataforesis.

El curado conjunto del recubrimiento de autodeposición y la pintura en polvo

Los procesos modernos de autodeposición química han evolucionado hacia una potente alternativa al recubrimiento catódico por inmersión (cataforesis). Especialmente en los casos en los que se requiere un recubrimiento uniforme de superficies internas y bordes, o cuando se utiliza una última capa de pintura en polvo, pueden ofrecer unos mejores resultados de protección contra la corrosión. Por ello, en Alemania, empresas como Räckers y BBL han optado por la tecnología de autodeposición química (no eléctrica) Aquence de Henkel, un proceso de recubrimiento sostenible que, además, prescinde totalmente del uso de metales pesados peligrosos.
Al proyectar una nueva línea de recubrimiento, el primer paso importante es determinar los requisitos. Para entrar en nuevos sectores de aplicación, a finales de 2008 la empresa Räckers decidió ampliar sus instalaciones de producción añadiendo una línea de recubrimiento protector contra la corrosión de alta calidad. Este proveedor de sistemas tecnológicos para los vehículos comerciales contaba con una amplia gama de métodos para producir superestructuras de vehículos, incluido el procesamiento del metal, corte CNC, y el uso de tecnologías modernas de espumación y adhesión. Aunque inicialmente se pensó en instalar una línea tradicional de cataforesis con pretratamiento de metal, Räckers finalmente se decidió por el proceso de autodeposición química Aquence de Henkel en combinación con una aplicación posterior de pintura en polvo.
Un resultado perfecto en todas las esquinas y bordes
"Este proceso de recubrimiento de metales ferrosos es totalmente químico y ofrece una serie de ventajas determinantes respecto a la cataforesis tradicional. La más destacada es el recubrimiento absolutamente uniforme y total de componentes o ensamblajes que simplemente no se puede conseguir con la electrodeposición," explica Claus Räckers, Director General de Räckers. Incluso las áreas menos accesibles, cavidades o esquinas y bordes muy afilados, se pueden tratar con una capa continua de protección contra la corrosión. Con Aquence no se da ninguna de las restricciones asociadas al efecto Faraday. "Como fabricante de componentes para vehículos comerciales, la protección completa contra la corrosión en todas las superficies exteriores e interiores es una característica de rendimiento clave para nosotros y para nuestros clientes," dice el Sr. Räckers al explicar los motivos que les llevaron a decidirse por el proceso de autodeposición Aquence. En Räckers se utiliza para proporcionar una protección a largo plazo contra la corrosión en componentes tubulares complejos y componentes premontados con geometrías complicadas y longitudes de hasta ocho metros.
Acción química en lugar de eléctrica
El proceso Aquence también se diferencia de la cataforesis tradicional porque no requiere ningún pretratamiento de metal y prescinde de la electricidad para formar el recubrimiento. A través de una reacción química en un baño de emulsión de polímeros, se forma una capa orgánica sobre la superficie de metal desengrasada. Un ácido débil libera iones de hierro divalente que se combinan con las partículas de pintura de la solución y vuelven a unirse a la superficie del sustrato de forma que toda la superficie ferrosa del componente queda uniformemente recubierta con el grosor deseado, dejando las partes de plástico sin recubrir. Esto no solo permite recubrir estructuras complejas de forma uniforme por dentro y por fuera, sino también procesar ensamblajes completos formados por distintos materiales.
La línea de recubrimiento por inmersión lleva más de un año en funcionamiento en la planta de producción de Räckers en Ahaus, Alemania, y su rendimiento en términos de protección contra la corrosión y resistencia ha convencido por completo al Sr. Räckers. "En nuestras pruebas de laboratorio, el proceso fácilmente alcanzaba las 1000 horas en la prueba de niebla salina neutra." Las imágenes del microscopio electrónico de barrido muestran una película uniforme, densa y húmeda antes del curado, y un grosor de recubrimiento consistente incluso sobre geometrías con filos cortantes.
Siete pasos para conseguir resultados óptimos
Este sólido y simple concepto de recubrimiento comprende solo siete baños. Tras una secuencia de limpieza y lavado de cuatro fases, la deposición química tiene lugar en el baño Aquence directamente sobre los sustratos desengrasados. El lavado sucesivo en dos fases elimina cualquier residuo químico que haya podido quedar en las piezas. "En comparación con el proceso de cataforesis, los costes de la inversión son un 20 por ciento inferiores. Además, la línea ocupa un espacio menor sobre la planta, en parte porque no son necesarios los pasos de fosfatado o cromado y también porque el tamaño del horno puede ser mucho más pequeño que en el caso de la cataforesis," dice Eric Ardourel, Director Europeo de la Tecnología Aquence en Henkel. Así pues, este proceso medioambientalmente responsable está libre de metales pesados tóxicos como el zinc o el níquel y prácticamente no genera compuestos orgánicos volátiles (COV) o lodo peligroso, lo cual reduce significativamente la generación de residuos y los costes de eliminación de los mismos.

Proceso de curado conjunto
Otro efecto positivo de los costes generales del proceso es el hecho de que consume menos energía. Aparte de no necesitar electricidad para producir la reacción en el baño de recubrimiento, también se ahorra energía porque la temperatura de curado es más baja en los hornos de 2 zonas contiguas. "A diferencia de la cataforesis, que necesita una temperatura de curado de unos 190°C debido al alto contenido de COV, los componentes recubiertos primero se secan a 60ºC y después se hace una breve prepolimerización a 140ºC. Naturalmente, esto también reduce el tiempo necesario para que las piezas se enfríen antes de aplicar la capa de pintura final," dice Eric Ardourel, señalando otra característica especial del proceso Aquence.
Alrededor del 95 por ciento de todas las piezas de Räckers reciben una capa de pintura en polvo. La reticulación de la capa de imprimación Aquence y la pintura en polvo se realiza en el mismo horno, también a una temperatura de unos 170°C. "Además de mejorar la eficiencia energética, nuestros ensayos han revelado que gracias al proceso de curado conjunto mejora la adhesión entre las capas, mejorando el rendimiento mecánico," dice Eric Ardourel, al explicar las ventajas de poder curar ambos recubrimientos en un mismo paso. Además, se consigue un rendimiento excelente también en la unión con adhesivos estructurales.
Estrategia de recubrimiento sostenible y económica
El progreso técnico y el desarrollo continuo son también características importantes de la estrategia corporativa del grupo BBL Oberflächentechnik. La empresa, situada en Roth, al sur de Núremberg, Alemania, está especializada en el recubrimiento por encargo y el tratamiento de superficies para distintos clientes. Aparte de distintas operaciones de pretratamiento, como el granallado, el decapado con dióxido de carbono y la limpieza con chorro de arena, su gama de servicios comprende una amplia variedad de soluciones de recubrimiento para piezas de hasta 20 toneladas. La primera línea de curado conjunto Aquence de Alemania entró en funcionamiento aquí en 2007. Para complementar sus líneas de producción existentes, en esa época la empresa estaba buscando un método de protección contra la corrosión de alta calidad, respetuoso con el medio ambiente, que no tuviera metales pesados peligrosos y que pudiera superar las carencias de la cataforesis, principalmente en atención a su capacidad limitada de recubrimiento de las cavidades. Hoy en día, en BBL se recubren piezas de acero de hasta 500 kg con Aquence. Aparte de ofrecer mejores resultados, Aquence impresionó a este usuario por su sostenibilidad y rendimiento.
"Gracias al mantenimiento continuo del baño, el sistema no produce aguas residuales," indica el Director General Robert Lumpi. El depósito de inmersión puede albergar piezas de un tamaño de hasta 3000 x 1600 x 800 mm. Además, el bajo contenido de COV elimina la necesidad de postcombustión de las emisiones, y el hecho de poder recubrir ensamblajes completos proporciona beneficios en términos de logística puesto que reduce el número de transportes y simplifica el almacenaje. Un alto grado automatización de la dosificación de producto químico reduce la necesidad de mantenimiento y control manual. Es una línea compacta y a su vez flexible, lo cual permite utilizar Aquence como capa de imprimación de curado conjunto combinado con distintas pinturas en polvo y como recubrimiento único de una sola capa y de gran resistencia con unas propiedades mecánicas extraordinarias. "Para nosotros, Aquence es un claro ganador en términos también de protección medioambiental".
En 2010 Henkel Corporation recibió el premio Automotive News PACE Award por su nuevo proceso de recubrimiento Aquence® Co-Cure. El premio Automotive News PACE Award es un prestigioso galardón otorgado en los EE.UU. que reconoce la innovación, el progreso tecnológico y el rendimiento empresarial de los proveedores automovilísticos.
Henkel opera en todo el mundo con marcas y tecnologías líderes en tres áreas de negocio: Detergentes y Cuidado del Hogar, Cosmética y Cuidado Corporal y Tecnologías Adhesivas. Fundada en 1876, Henkel cuenta con posiciones de mercado líderes a nivel mundial tanto en los negocios de consumo como industriales con marcas reconocidas como Persil, Schwarzkopf y Loctite. Henkel cuenta con cerca de 48.000 empleados en todo el mundo y registró una facturación de 15.092 millones de euros y un beneficio operativo ajustado de 1.862 millones de euros en el ejercicio 2010. Las acciones preferentes de Henkel cotizan en el índice DAX alemán y la empresa se encuentra entre el grupo de Fortune Global 500.

Fig. 1: La línea de producción de Räckers utiliza el recubrimiento no eléctrico Aquence para proteger las piezas de metal de forma duradera contra la corrosión.

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Fig. 2 y Fig. 3: El recubrimiento uniforme de piezas complejas con cavidades es una de las características destacadas del proceso Aquence.

Fig. 4: Curado conjunto: Tras la aplicación, la pintura en polvo y la capa de imprimación Aquence se curan juntas en el mismo horno.

Fig. 5: La primera línea Aquence de curado conjunto de Alemania entró en funcionamiento en BBL Oberflächentechnik en 2007.

Fig. 6: Piezas saliendo del baño Aquence en BBL Oberflächentechnik.

Fig. 7: Protección total para las piezas gracias al proceso de autodeposición Aquence de Henkel.