Presentamos un estudio de caso en el que se muestra el funcionamiento de un sistema de separación electrostática para un reconocido fabricante de vehículos.
por Doris Schulz*
El proceso de pintado representa hasta un 70% de la energía que se consume en la fabricación de carros. Una reducción del 75% en el consumo de energía no solamente disminuye de forma significativa los costos de operación, sino que además reduce las emisiones de carbono.
El taller de pintura de Eisenmann en la planta de Bratislava de Volkswagen demuestra que es posible lograrlo. El sistema de separación electrostática del exceso de rociado conocido comercialmente como E-Scrub hace una contribución fundamental al manejo eficiente de recursos.
En sus esfuerzos por hacer el proceso de producción más amigable con el medio ambiente, los fabricantes automotrices han dado prioridad a la reducción de emisiones y a la conservación de los recursos. Esto quedó claro en las licitaciones de Volkswagen para una línea de pintura adicional en su planta de Bratislava (Eslovaquia), que se usaría en el proceso de fabricación del nuevo Volkswagen up! y de otros modelos compactos.
Eisenmann fue seleccionado como contratista principal del taller de pintura, gracias a la solidez de su solución en materia de preservación de los recursos. En comparación con las instalaciones de pintura convencionales, la tecnología de Eisenmann permite obtener ahorros de hasta 75%. Adicionalmente, reduce el consumo de agua en aproximadamente 87%. Esto se debe principalmente al sistema de separación electrostática de exceso de rociado.
Esta solución no solamente genera ahorros sustanciales, sino que además crea condiciones ideales para el proceso de acabado de los vehículos. Las carrocerías en bruto son transportadas por las líneas de pretratamiento y recubrimiento por electroinmersión por el sistema de transporte E-Shuttle.
Recirculación eficiente de aire
El nuevo taller de pintura está diseñado para procesar 150.000 carrocerías al año. En consonancia con el “Process 2010” de Volkswagen, allí se aplica un recubrimiento sin imprimación. El aire de escape cargado de partículas de pintura generadas en el proceso de pintado es succionado y dirigido al sistema de separación, ubicado debajo de una rejilla de la cabina de rociado. E-Scrub combina máxima eficiencia en la separación con una pérdida de presión mínima, lo que permite a la solución funcionar con 95% de aire recirculado.
Altos voltajes en lugar de filtros
El funcionamiento del sistema se debe a su principio operativo. El exceso de rociado generado en toda la zona de pintura es transportado hacia la unidad de separación E-Scrub. El aire cargado de partículas de pintura pasa por un sistema alternativo de elementos activos y pasivos. Los cables de alta tensión de los elementos activos dan a las partículas de pintura una carga negativa. En consecuencia, son atraídas y retenidas por las placas pasivas de separación con conexión a tierra, que están recubiertas con un agente separador.
Una vez que las partículas de pintura han sido removidas por un sistema especial de descarga, la mayor parte del agente separador se bombea de nuevo a los módulos separadores.
Al eliminar los sistemas de filtro mecánicos, el E-Scrub provee un flujo de aire constante en las cabinas de rociado, sin fluctuaciones de presión. Esto crea las condiciones ideal para producir recubrimientos de alta calidad. Adicionalmente, el sistema de separación no altera de forma significativa la condición del aire, lo que significa que una gran proporción del aire separado puede ser succionado y regresado a la cabina de rociado mediante un ventilador de recirculación.
Ahorros sustanciales
La nueva línea de pintura de Bratislava funciona con aproximadamente 80 de aire recirculado y 20% de aire fresco. El aire fresco es pre acondicionado, debido a que proviene de otras áreas de la planta, como la de control de calidad. Esto desempeña un papel importante en la reducción significativa en el consumo de energía del suministro de aire, en comparación con los sistemas de aire de suministro/de escape (de un promedio de 50.000 MWh a solo 11.000 MWh al año).
En consecuencia, se logra una reducción en las emisiones de CO2. El E-Scrub también reduce el consumo de agua, de aproximadamente 60.000 metros cúbicos, en los depuradores húmedos, a un promedio anual de 7.500 metros cúbicos. Además, se requieren menos químicos.
Drástica reducción en emisiones de partículas
El sistema de separación electrostática puede remover las partículas de pintura más pequeñas del aire. En combinación con la recirculación de aire, las emisiones de partículas en la planta de Bratislava de Volkswagen están por debajo de 0.3 mg por metro cúbico de aire, tanto para las líneas de recubrimiento de base como de recubrimiento transparente.
La cifra anterior está muy por debajo del umbral de 3 mg por metro cúbico admitido por las Directrices Técnicas de Alemania sobre Control de Calidad del Aire (TA-Luft).
Bajo nivel de residuos
A excepción del agente separador, que es reciclado, el E-Scrub no requiere ningún otro químico para remover las partículas de pintura del aire. Esto significa que se generan pocos residuos. Dependiendo del contenido de sólidos en la pintura, la separación electrostática de un kilo de exceso de rociado produce menos de un kilo de residuos de pintura, mientras que un depurador en seco genera varios kilos de residuos que deben ser eliminados. Esta característica también contribuye a proteger el medio ambiente y a reducir las emisiones de carbono así como los costos de operación.
A la luz de estos beneficios, el fabricante automotriz europeo también implementa en sus nuevos talleres de pintura de Brasil y China el sistema de separación electrostática de las partículas de pintura en el aire de Eisenmann.
Proceso de pretratamiento optimizado
El sistema de transporte E-Shuttle, que se usa para transportar carrocerías en bruto a través de las estaciones de pretratamiento y electrorecubrimiento, también juega un papel importante en la conservación de los recursos y la maximización de la calidad del recubrimiento.
Gracias a que cada sistema de transporte tiene tres ejes de libre programación (horizontal, vertical y rotación) y a que está equipado con su propio controlador, las curvas de inmersión y los tiempos de procesamiento se pueden programar de forma individual, con poco esfuerzo, para cualquier tipo de carrocería.
La flexibilidad del E-Shuttle, en comparación con los transportadores de péndulo rígido convencionales, permiten una inmersión y un escurrido más rápidos. Adicionalmente, con el sistema de transporte del fabricante alemán es posible llegar hasta las cavidades e indentaciones de difícil acceso. Y las secuencias de movimiento adaptadas a cada carrocería en particular aseguran un recubrimiento perfectamente parejo con menos incrustaciones y la necesidad de ejercer menos fuerza en las superficies adheridas.
La duración del baño del proceso puede reducirse, en comparación con otros métodos que usan sistemas de transporte de péndulo, lo cual disminuye el consumo del fluido del proceso. Esto también es bueno para el ambiente y reduce los costos de operación, ya que se requiere menos agua, químicos y energía.
* Doris Schulz es especialista en el campo de tratamiento de superficies, cuenta con su propia consultora de relaciones públicas que actualmente lidera la feria Paint Expo 2013 de Estambul, Turquía, que tendrá lugar del 12 al 14 de septiembre y Paint Expo 2014 que se llevará a cabo del 8 al 11 de abril en Messe Karlsruhe, Alemania. [email protected].
Foto: Cortesía Eisenmann
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