El revestimiento de superficies es un componente esencial de numerosos procesos industriales y se utiliza en una amplia gama de industrias. Se utiliza para mejorar las propiedades de los materiales, como la protección contra la corrosión, la resistencia al desgaste, el aspecto decorativo y la resistencia química. Se utilizan diversas tecnologías y materiales, como pinturas, recubrimientos galvánicos, recubrimientos en polvo o recubrimientos PVD (deposición física de vapor).

Una cuestión clave en relación con el revestimiento de superficies es el tratamiento de las aguas residuales y las soluciones de proceso resultantes. Éstas suelen estar contaminadas con metales pesados, disolventes orgánicos y otros contaminantes y requieren procesos especializados para su limpieza y reutilización. Este artículo explica en detalle la práctica del revestimiento de superficies, las industrias y empresas implicadas y el tratamiento del agua y las aguas residuales.

Industrias y empresas que utilizan el revestimiento de superficies

El revestimiento de superficies tiene una importancia fundamental en numerosas ramas de la industria. Cada industria tiene requisitos específicos para los recubrimientos, que a su vez requieren procesos y materiales diferentes.

1ª industria automovilística

Aplicaciones
El recubrimiento de superficies desempeña un papel decisivo en la industria del automóvil para cumplir los elevados requisitos de durabilidad, protección contra la corrosión y calidad visual. Un proceso utilizado con frecuencia es la pintura catódica por inmersión (CDP), en la que las piezas de la carrocería se recubren uniformemente con una capa protectora para evitar la corrosión. Los recubrimientos decorativos se utilizan para embellecedores, emblemas o llantas, donde no sólo se busca la protección, sino también la estética. Los recubrimientos protectores se aplican a componentes de aluminio o plástico para aumentar su resistencia a las tensiones químicas y mecánicas.

Retos
El pretratamiento, por ejemplo mediante baños de fosfatado, genera grandes volúmenes de aguas residuales que contienen metales pesados y residuos de aceite. Éstos deben tratarse en las denominadas plantas CP o de flotación para garantizar el cumplimiento de los límites legales. Además, la eliminación de los productos químicos de proceso y las emulsiones exige una planificación cuidadosa del tratamiento de las aguas residuales, ya que los residuos presentes en ellas pueden perjudicar el funcionamiento de los sistemas posteriores.

2. industria aeroespacial

Aplicaciones
Los revestimientos superficiales son indispensables en la industria aeroespacial, ya que los materiales utilizados están expuestos a condiciones ambientales extremas como altas temperaturas, humedad y medios corrosivos. El anodizado duro o el cromado se utilizan a menudo para hacer que los componentes de aluminio sean más resistentes al desgaste y la corrosión. En el caso de componentes ligeros que requieren gran resistencia y poco peso, se aplican revestimientos protectores especiales para prolongar la vida útil del material.

Retos
El uso de productos químicos altamente reactivos, como los compuestos que contienen cromo (VI), representa una importante carga medioambiental. Las aguas residuales suelen estar muy contaminadas y requieren procesos de tratamiento en varias etapas, como precipitación, neutralización y filtración. Además, las estrictas normativas medioambientales suponen un reto para el funcionamiento de las plantas de revestimiento, especialmente en lo que respecta a la eliminación segura de los residuos.

3. industria electrónica

Aplicaciones
En la industria electrónica, los revestimientos galvánicos se utilizan a menudo para recubrir placas de circuitos impresos con cobre, estaño u oro. Estas finas películas metálicas mejoran la conductividad eléctrica y protegen los componentes de la oxidación. También se aplican revestimientos protectores para evitar la humedad y las interferencias eléctricas, sobre todo en el caso de componentes sensibles como los microprocesadores.

Retos
Las aguas residuales de los procesos de galvanoplastia contienen altas concentraciones de metales pesados como el cobre y el níquel. Éstos deben eliminarse mediante complejos sistemas de intercambio iónico o procesos de precipitación. Las aguas residuales también contienen disolventes y aditivos orgánicos, que suponen un reto adicional.

4. industria de la construcción y la arquitectura

Aplicaciones
Los revestimientos en polvo se utilizan con frecuencia en la industria de la construcción y la arquitectura para elementos de fachadas, marcos de ventanas y vigas de acero. Estos recubrimientos no sólo proporcionan protección contra la corrosión, sino que también contribuyen al diseño visual. Los revestimientos anticorrosión robustos son esenciales para las estructuras de acero en puentes o edificios de gran altura con el fin de aumentar la vida útil de las estructuras.

Retos
Las aguas residuales contienen residuos de revestimientos en polvo, pigmentos de color y aglutinantes que se producen en las cabinas de pulverización y los procesos de limpieza. Estas partículas deben eliminarse mediante filtración o tratamiento químico para garantizar el cumplimiento de la normativa sobre aguas residuales. Además, las fluctuaciones en la composición de las aguas residuales pueden mermar la eficacia de las depuradoras.

5. industria del mueble y transformación de la madera

Aplicaciones
En la industria del mueble y la madera, los barnices se aplican a las superficies de madera para cumplir una función tanto decorativa como protectora. Los barnices de alta calidad confieren a las piezas de cocina o a los muebles un aspecto atractivo y protegen mejor contra la humedad, la suciedad y las influencias mecánicas. Las chapas de madera y los laminados también se hacen más duraderos con lacas especiales.

Retos
Las aguas residuales suelen contener disolventes orgánicos y pigmentos colorantes difíciles de descomponer mediante procesos biológicos convencionales. El tratamiento requiere un tratamiento en plantas de flotación para eliminar los contaminantes. Además, la eliminación segura de los residuos resultantes es un factor importante en el diseño del proceso.

6. ingeniería mecánica y tratamiento de metales

Aplicaciones
Los recubrimientos como el galvanizado, el niquelado o el cromado duro se utilizan en ingeniería mecánica y procesamiento de metales para proteger los componentes contra la corrosión y el desgaste. Los recubrimientos en polvo se utilizan en piezas de maquinaria o herramientas para aumentar su resistencia a las tensiones químicas y mecánicas.

Retos
El agua de lavado de los procesos de galvanoplastia contiene altas concentraciones de metales pesados, que deben eliminarse mediante precipitación química en sistemas CP y filtración. Además, a menudo hay residuos de emulsiones y lubricantes en las aguas residuales, que requieren pasos de purificación adicionales como la flotación o la filtración por membrana. El cumplimiento de los estrictos requisitos legales sobre metales pesados en las aguas residuales supone un reto adicional.

Proceso de revestimiento de superficies

1. proceso de galvanoplastia

Los revestimientos galvánicos utilizan procesos electroquímicos para depositar iones metálicos de una solución en las superficies de los sustratos. Procesos como el galvanizado, el niquelado o el dorado se utilizan con frecuencia en las industrias del automóvil y la electrónica. Las aguas residuales resultantes contienen metales pesados como níquel, cobre o zinc, así como sustancias potencialmente tóxicas como cianuros, que deben tratarse mediante procesos químicos de varias etapas.

2. recubrimiento en polvo

En el recubrimiento en polvo, se carga electrostáticamente un material de recubrimiento en polvo y se pulveriza sobre la superficie. A continuación, el polvo se solidifica por calentamiento. Durante el proceso se producen aguas residuales que contienen partículas y aglutinantes orgánicos, que se tratan mediante filtración y precipitación química.

3. proceso de pintura

Las pinturas o colores líquidos se aplican mediante pulverización, inmersión o rodillo. El agua de limpieza resultante suele estar contaminada con disolventes orgánicos, pigmentos de color y tensioactivos. Estas sustancias se eliminan en los llamados sistemas CP.

4. revestimiento catódico por inmersión (pintura catódica por inmersión)

El revestimiento KTL utiliza procesos electroquímicos para aplicar un revestimiento protector a las superficies metálicas. Las aguas residuales contienen altas concentraciones de sustancias orgánicas y metales pesados, que se eliminan mediante sistemas de flotación.

5. Revestimientos PVD y CVD

Las tecnologías de capa fina como PVD (deposición física de vapor) y CVD (deposición química de vapor) producen revestimientos extremadamente finos mediante deposición física o química de vapor. La limpieza de las cámaras de proceso produce aguas residuales con residuos orgánicos que deben tratarse mediante procesos físico-químicos como las plantas de flotación o las plantas CP.

Tratamiento del agua y las aguas residuales en el revestimiento de superficies

El tratamiento del agua y de las aguas residuales en el proceso de revestimiento de superficies es crucial para cumplir los requisitos legales, reducir los costes de explotación y proteger el medio ambiente.

1. pretratamiento mecánico

El pretratamiento mecánico es el primer paso en el tratamiento de aguas residuales y se utiliza para eliminar las impurezas gruesas antes de que surtan efecto los procesos posteriores.

• Tamizado:
  El uso de tamices elimina eficazmente partículas gruesas como restos de pintura, polvo u otros sólidos de las aguas residuales. Los tamices mecánicos son especialmente adecuados para grandes volúmenes de aguas residuales y reducen significativamente la carga de las fases de tratamiento posteriores. Dependiendo del tamaño de las partículas, se utilizan diferentes tamaños de malla o tamices de tambor giratorio.

• Sedimentación:
  Durante la sedimentación, los sólidos en suspensión y las partículas más pesadas se separan por gravedad. Los sólidos se depositan en el fondo del decantador y pueden separarse en forma de lodos. La sedimentación es especialmente adecuada para sustancias difíciles de disolver, como pigmentos o residuos metálicos. Para optimizar el proceso pueden utilizarse coadyuvantes de la sedimentación, como los floculantes.

2. tratamiento químico

El tratamiento químico es un paso esencial para eliminar impurezas disueltas como metales pesados o colorantes. Estos procesos permiten manipular las propiedades químicas de las aguas residuales de forma selectiva.

• Precipitación y floculación:
  La precipitación química se utiliza para eliminar los metales pesados disueltos y los colorantes de las aguas residuales. Añadiendo precipitantes como sales de hierro o aluminio, los contaminantes se convierten en compuestos insolubles que pueden eliminarse del agua. Para favorecer la agregación de partículas, se utilizan floculantes que permiten la formación de flóculos más grandes que pueden sedimentarse o filtrarse más fácilmente.

• Plantas de neutralización:
  La regulación precisa del pH es necesaria para garantizar la estabilidad de las aguas residuales y la eficacia de las fases de tratamiento posteriores. Mediante la adición de ácidos o bases, el valor del pH se ajusta a un nivel neutro para optimizar las reacciones químicas, como la precipitación, y minimizar las propiedades corrosivas de las aguas residuales.