Reducción de costes en el sistema de floculación de pinturas con una tecnología más ecológica

En las cabinas de pintura, ésta se pulveriza sobre carrocerías u otro tipo de piecerio por robots mientras que una cortina de agua recoge la pintura que se proyecta fuera del material a pintar. Dependiendo de la geometría del material a pintar y del tipo de instalaciones y robots, esta pintura sobrante (overspray) puede ir desde un 30 hasta un 80% de la pintura pulverizada. En la mayoría de las instalaciones de pintura esta agua que recoge el overspray trabaja en un sistema de ciclo cerrado según estos esquemas generales: Este efluente, rico en pintura y disolventes, no se puede descargar directamente en el entorno y debe ser tratado para eliminar los solventes y la pintura del agua.

Para tratar la pintura que recoge el agua en las cortinas de la cabina se debe ‘desnaturalizar’, es decir se tiene que eliminar la pegajosidad de la pintura y retirar las partículas generadas en el agua por coagulación y floculación. Una parte de la pintura se disuelve en agua, otra parte no. Los componentes hidrofóbicos tienen tendencia a re-aglomerarse formando grumos pegajosos de pintura.

La técnica más usada para obtener la desnaturalización de la pintura es mediante la coagulación y floculación usando aditivos orgánicos. Cuando la pintura se introduce en el agua, por lo general crea un coloide o dispersión coloidal. Un coloide es un intermedio entre una solución homogénea (soluble) y una mezcla heterogénea (suspensión). La eliminación de los coloides se logra mediante la adición de un agente de aglomeración que neutraliza las cargas electrostáticas, de este modo las partículas se atraen entre sí: esta reacción se denomina coagulación.

La floculación es la aglomeración de partículas y micro flóculos en macro flóculos. Esto se logra mediante la adición de agentes / aditivos floculantes, y permite que las partículas sean unidas.

Atotech dispone de un sistema diferente en el que combina la adición de aditivos orgánicos con el uso de la biotecnología. El uso de esta tecnología bioquímica consiste en la combinación de aditivos y cultivos orgánicos para conseguir una biodegradación. Los cultivos orgánicos rompen las inaccesibles cadenas de los polímeros, para un posterior metabolismo en presencia de oxígeno (aeróbicamente) y formar CO2, H2O y energía, con ello se obtiene una degradación de los componentes orgánicos de la pintura y mantener los parámetros del agua dentro de límites permisibles, un lodo residual de fácil manejo y calidad del agua para seguir trabajando.

El mecanismo de degradación es el siguiente: Los aditivos químicos desnaturalizan la pintura y eliminan el disolvente, la biotecnología sirve para digerir sustancias orgánicas.

La biotecnología puede digerir tanto grandes polímeros (quelantes) como materiales orgánicos pequeños (disolventes). Los polímeros de gran tamaño se descomponen en pequeños polímeros que se degradan formándose CO2 y H2O, este proceso se conoce como biorremediación.

Las partículas de pintura restantes son emulsionadas por los aditivos.

El proceso de emulsificación aumenta significativamente el área de superficie y este aumento de superficie mejora la velocidad y la eficiencia de la biorremediación.

Los disolventes y aglutinantes se rompen en pedazos pequeños. La biorremediación funciona incluso cuando el sistema se para y no se añade ningún producto.

El agua estará siempre sometida a un proceso de limpieza continuo. Este sistema tiende a mejorar el rendimiento en un par de días/semanas después de empezar la adición de los aditivos.

La composición de las principales pinturas del mercado se podrían aglutinar según la siguiente tabla:

Este sistema es válido para todo tipo de pinturas, tanto en base solvente como en base agua e incluso en instalaciones que utilicen ambos tipo de pinturas. Con el sistema de Atotech se consiguen, entre otras, las siguientes ventajas frente a los métodos convencionales:

• Mantener los parámetros del agua dentro de los límites permisibles; DQO, sólidos en suspensión, conductividad, etc.
• Disminuye la concentración de COV (compuestos orgánicos volátiles).
• Un lodo residual de más fácil manejo, mucho más seco.
• Minimiza la cantidad de lodos entre un 40-60%.
• No necesita bactericidas al ser las bacterias aerobias, por este mismo motivo no genera malos olores.
• Minimiza el mantenimiento de las instalaciones.
• La frecuencia del vaciado de los tanques es mucho menor.
• Menor emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV).
• Debido a la excelente flotación se minimiza la sedimentación.
• Proceso muy robusto.
• Ahorros económicos en mantenimiento y gestión medioambiental de los residuos.

Estas ventajas las hemos podido constatar en la Península Ibérica en una empresa dedicada a la fabricación y pintado de componentes para la industria automotriz tanto con pinturas en base acuosa como también base solvente. Todas sus cortinas de agua desembocan en un tanque común, por lo que es obligado tratarlas conjuntamente.

Tras conocer y estudiar los aspectos más importantes de la instalación como son entre otros:

• Calcular el overspray, muchas veces ni el cliente sabe el valor real, con lo que nos dificulta la dosificación.
• Casi siempre es mayor a lo estipulado por el cliente. (60-80 %)
• Zonas a dosificar los productos, esto es muy importante ya que de ello dependerá en gran medida el proceso de floculación.
• Tipos de pintura, base agua, base solvente, barnices. Esto implicará el uso de unos determinados productos.
• Control de las dosificaciones mediante ensayos 'jar test' para ajustar el consumo de aditivos.
• Auditar y revisar la instalación, para detectar posibles puntos ciegos, zonas de decantación o zonas de generación de espumas.
• El pH del agua en circulación.

Se propuso una dosificación que requirió algunos ajustes a medida que se iban conociendo las particularidades de la instalación, pero desde el principio el personal de mantenimiento de la instalación de pintado observó un mejor comportamiento de la floculación en cuanto a su flotación, pegajosidad y compactación de los lodos. Otro aspecto clave que fue objeto de una clara mejora fue la reducción de malos olores en la instalación de pintura.

Los datos proporcionados por el cliente después de dos años y medio de trabajo con el proceso de Atotech hablan por sí solos: se han reducido la generación de lodos en un 50% y el coste de los aditivos usados para la floculación en un 36%. Debido a la consistencia y la buena calidad de la circulación de agua, no tienen previsión para cambiar el agua del sistema, mientras que con el proceso anterior lo hacían como mínimo regularmente cada dos años.

En conclusión, con el sistema de floculación de pinturas que proporciona Atotech se obtiene una mejor floculación, esta genera un menor impacto ambiental y además el proceso es más económico que los tratamientos convencionales.