Conocimientos básicos del recubrimiento en polvo

Un cuadro de bicicleta exento de acero o aluminio posiblemente tendría un aspecto impresionante, pero carecería de sentido práctico, ya que se rayaría y oxidaría rápido. Por eso, no solo los cuadros de las bicicletas, sino muchos otros productos metálicos se cubren con una capa protectora mediante el procedimiento de recubrimiento en polvo.

Este procedimiento, que normalmente se encuentra automatizado (o al menos en parte), se emplea de forma generalizada en la producción industrial en serie y en los pequeños encargos individuales. Algunos ámbitos de aplicación representativos son las ventanas, las puertas, los muebles y las fachadas. También las máquinas industriales y las piezas de vehículos se recubren a menudo con este procedimiento.

Para ello, se recubre una pieza conductora de electricidad, esto es, metálica, con una pintura en polvo. De esta manera, las superficies adquieren una mejora mecánica y visual. Las pinturas en polvo son orgánicas y se componen de aglutinantes, aditivos y pigmentos, todos ellos en forma de partículas sólidas con un tamaño de entre 1 y 100 µm. Al contrario de las pinturas líquidas no necesitan disolventes, lo que las hace más respetuosos con el medioambiente. El procedimiento de recubrimiento en polvo se articula en varios pasos, como el pretratamiento de la superficie (limpieza y creación de la capa de conversión), la carga con electricidad electrostática del polvo y el recubrimiento de la pieza, así como el curado final de la pintura en polvo en el horno.

Los cinco pasos del recubrimiento en polvo son: preparación de las superficies, crear la capa de conversión, carga y aplicación de la pintura en polvo, curado en el horno. Foto: Surplex.

Paso 1: la limpieza de la pieza

La superficie de la pieza que se va a recubrir tiene que estar absolutamente limpia y seca antes de la aplicación para evitar la pérdida de adherencia o los cráteres en la película de pintura.

Con un pretratamiento mecánico como el amolado, cepillado o arenado se elimina la contaminación más burda como el polvo, el óxido o la yesca. El granallado con grano de acero inoxidable o microesferas de vidrio contribuye además a la rugosidad de la superficie. En el pretratamiento químico se elimina la contaminación por barnices o grasas.

Paso 2: la capa de conversión

En el paso siguiente se crea una capa de conversión en la superficie de la pieza mediante un proceso químico. Esta capa muy fina, no metálica y generalmente inorgánica aumenta la superficie activa y mejora la adherencia de la pintura en polvo, al tiempo que ofrece una protección adicional a la corrosión.

Durante el fosfatado, la superficie de la pieza reacciona con los iones de metal (normalmente hierro o cinc) de una solución acuosa de ácido fosfórico, de modo que los fosfatos de metal se integran firmemente en la capa exterior de la pieza. Este es un método adecuado para el acero, el acero galvanizado y el aluminio. La oxidación anódica (anodizado) es un proceso electroquímico en el que se forma una capa homogénea de óxido en las piezas de aluminio.

Paso 3: la carga del polvo

La aplicación de la pintura en polvo sobre la pieza conductora de electricidad se produce gracias a la adherencia electrostática. Para ello, primero habrá que cargar la pintura en polvo con electricidad. Este proceso se puede realizar por dos métodos diferentes: en la carga electrostática en corona un electrodo de alta tensión crea un campo eléctrico que ioniza el aire circundante y carga así las partículas de polvo; en la carga triboeléctrica, las partículas de polvo se cargan en la pistola de aplicación mediante el roce.

Paso 4: recubrir la pieza

El barniz en polvo se pulveriza a través de la boquilla de la pistola y se acerca a la pieza conectada a tierra, por tanto, sin carga, en la cabina de barnizado. Debido a la repulsión de las partículas de polvo de la misma polaridad se forma una nube de polvo homogénea. Cuando las partículas ionizadas entran en contacto con la pieza, crean una carga opuesta sobre la superficie de la pieza en el momento de la colisión. La fuerza de atracción (ley de Coulomb) entre la carga de las partículas y la carga opuesta sobre la pieza hace que las partículas se adhieran a la superficie. La fuerza electrostática deberá ser siempre superior a la gravedad. La física limita el grosor de la capa del barniz en polvo que se suele situar en un rango de 60 a 120 µm. El recubrimiento se adhiere durante unas horas, al cabo de las cuales comenzaría a desprenderse debido al equilibrio de las cargas. Para evitarlo, a este paso le sigue el procedimiento de curado.

Paso 5: el curado en el horno

Tras el recubrimiento, el barniz en polvo se cura en un horno a temperaturas de entre 110 y 250 °C. El proceso comienza con la fundición de la pintura en el horno. Seguidamente, las partículas sintéticas se enlazan entre ellas y con las demás partículas de la pintura en polvo hasta convertirse en una capa de pintura homogénea y lisa.

El proceso moderno de recubrimiento en polvo está automatizado o, al menos, semiautomatizado. Las instalaciones automáticas son capaces de recubrir un gran número de piezas con una calidad excepcional y resultados uniformes. Las piezas sueltas muchas veces se recubren en cabinas manuales y hornos de cámara que funcionan con gas. Para los encargos de series extensas se usan instalaciones completamente automáticas con sistemas de transportadores y hornos continuos de gas. Los productos recorren el pretratamiento, la cabina de recubrimiento y el horno suspendidos de un riel de transporte.

Sin embargo, la implementación de este tipo de instalaciones automatizadas requiere una inversión fuerte. Las máquinas e instalaciones pueden ser muy caras. Las máquinas usadas, como la línea de pintura en polvo en venta directa en Surplex, ofrecen una solución económica. Esta línea se encuentra en Zaragoza; se estima que ha trabajado tan solo unas 1000 horas y, por tanto, se encuentra en buen estado.