O revestimento de superfícies é um componente essencial de numerosos processos industriais e é utilizado numa vasta gama de indústrias. É utilizado para melhorar as propriedades dos materiais, como a proteção contra a corrosão, a resistência ao desgaste, o aspeto decorativo e a resistência química. São utilizadas várias tecnologias e materiais, como tintas, revestimentos galvanizados, revestimentos em pó ou revestimentos PVD (deposição física de vapor).

Uma questão fundamental relacionada com o revestimento de superfícies é o tratamento das águas residuais e soluções de processo resultantes. Estas estão frequentemente contaminadas com metais pesados, solventes orgânicos e outros poluentes e requerem processos especializados de limpeza e reutilização. Este artigo explica em pormenor a prática do revestimento de superfícies, as indústrias e empresas envolvidas e o tratamento da água e das águas residuais.

Indústrias e empresas que utilizam o revestimento de superfícies

O revestimento de superfícies é de importância fulcral em numerosos sectores da indústria. Cada indústria tem requisitos específicos para os revestimentos, que por sua vez requerem diferentes processos e materiais.

1ª indústria automóvel

Aplicações
O revestimento de superfícies desempenha um papel decisivo na indústria automóvel, de modo a cumprir os elevados requisitos de durabilidade, proteção contra a corrosão e qualidade visual. Um processo frequentemente utilizado é a pintura por imersão catódica (CDP), em que as partes da carroçaria são uniformemente revestidas com uma camada protetora para evitar a corrosão. Os revestimentos decorativos são utilizados em frisos, emblemas ou jantes, onde o foco não é apenas a proteção, mas também a estética. Os revestimentos de proteção são aplicados a componentes de alumínio ou plástico para aumentar a sua resistência a tensões químicas e mecânicas.

Desafios
O pré-tratamento, por exemplo utilizando banhos de fosfatação, conduz a grandes volumes de águas residuais contendo metais pesados e resíduos de óleo. Estes devem ser tratados nas chamadas instalações de PC ou de flotação, de modo a garantir o cumprimento dos limites legais. Além disso, a remoção de produtos químicos de processo e emulsões requer um planeamento cuidadoso do tratamento de águas residuais, uma vez que os resíduos nas águas residuais podem prejudicar o funcionamento dos sistemas a jusante.

2. indústria aeroespacial

Aplicações
Os revestimentos de superfície são indispensáveis na indústria aeroespacial, uma vez que os materiais utilizados estão expostos a condições ambientais extremas, tais como temperaturas elevadas, humidade e meios corrosivos. A anodização dura ou a cromagem são frequentemente utilizadas para tornar os componentes de alumínio mais resistentes ao desgaste e à corrosão. Para componentes leves que requerem elevada resistência e baixo peso, são aplicados revestimentos protectores especiais para prolongar a vida útil do material.

Desafios
A utilização de produtos químicos altamente reactivos, como os compostos que contêm crómio (VI), representa uma carga ambiental significativa. As águas residuais estão frequentemente muito contaminadas e requerem processos de tratamento em várias fases, incluindo precipitação, neutralização e filtração. Além disso, os regulamentos ambientais rigorosos constituem um desafio para o funcionamento das instalações de revestimento, especialmente no que respeita à eliminação segura dos resíduos.

3. indústria eletrónica

Aplicações
Na indústria eletrónica, os revestimentos galvânicos são frequentemente utilizados para revestir placas de circuitos impressos com cobre, estanho ou ouro. Estas películas metálicas finas melhoram a condutividade eléctrica e protegem os componentes da oxidação. Os revestimentos de proteção são também aplicados para evitar a humidade e as interferências eléctricas, especialmente no caso de componentes sensíveis como os microprocessadores.

Desafios
As águas residuais dos processos de galvanoplastia contêm elevadas concentrações de metais pesados, como o cobre e o níquel. Estes devem ser removidos utilizando sistemas complexos de permuta i ónica ou processos de precipitação. As águas residuais também contêm solventes orgânicos e aditivos, que representam um desafio adicional.

4. indústria da construção e da arquitetura

Aplicações
Os revestimentos em pó são frequentemente utilizados na indústria da construção e da arquitetura para elementos de fachada, caixilhos de janelas e vigas de aço. Estes revestimentos não só proporcionam proteção contra a corrosão, como também contribuem para o design visual. Os revestimentos anticorrosivos robustos são essenciais para estruturas de aço em pontes ou edifícios altos, de modo a aumentar a vida útil das estruturas.

Desafios
As águas residuais contêm resíduos de revestimentos em pó, pigmentos de cor e agentes aglutinantes que são produzidos em cabinas de pulverização e processos de limpeza. Estas partículas têm de ser removidas por filtração ou tratamento químico para garantir a conformidade com os regulamentos relativos às águas residuais. Para além disso, as flutuações na composição das águas residuais podem prejudicar a eficiência das estações de tratamento.

5. indústria do mobiliário e da transformação da madeira

Aplicações
Na indústria do mobiliário e do trabalho da madeira, os vernizes são aplicados em superfícies de madeira para cumprir uma função decorativa e protetora. Os vernizes de alta qualidade conferem aos componentes de cozinha ou às peças de mobiliário um aspeto atraente e proporcionam uma melhor proteção contra a humidade, a sujidade e as influências mecânicas. As lâminas de madeira e os laminados também se tornam mais duradouros com revestimentos especiais.

Desafios
As águas residuais contêm frequentemente solventes orgânicos e pigmentos de cor que são difíceis de decompor através de processos biológicos convencionais. O tratamento requer tratamento em instalações de flotação para remover os poluentes. Além disso, a eliminação segura dos resíduos resultantes é um fator importante na conceção do processo.

6. Engenharia mecânica e processamento de metais

Aplicações
Os revestimentos como a galvanização, a niquelagem ou a cromagem dura são utilizados na engenharia mecânica e no processamento de metais para proteger os componentes contra a corrosão e o desgaste. Os revestimentos em pó são utilizados em peças de máquinas ou ferramentas para aumentar a sua resistência a tensões químicas e mecânicas.

Desafios
A água de lavagem dos processos de galvanoplastia contém elevadas concentrações de metais pesados, que têm de ser removidos por precipitação química em sistemas CP e filtração. Além disso, os resíduos de emulsões e lubrificantes estão frequentemente presentes nas águas residuais, o que requer etapas de purificação adicionais, como a flotação ou a filtração por membrana. O cumprimento dos rigorosos requisitos legais relativos aos metais pesados nas águas residuais constitui um desafio adicional.

Processo de revestimento de superfícies

1. processo de galvanoplastia

Os revestimentos galvânicos utilizam processos electroquímicos para depositar iões metálicos de uma solução em superfícies de substrato. Processos como a galvanização, a niquelagem ou a douradura são frequentemente utilizados nas indústrias automóvel e eletrónica. As águas residuais resultantes contêm metais pesados, como o níquel, o cobre ou o zinco, bem como substâncias potencialmente tóxicas, como os cianetos, que têm de ser tratadas através de processos químicos em várias fases.

2. revestimento em pó

No revestimento a pó, um material de revestimento em pó é carregado electrostaticamente e pulverizado sobre a superfície. O pó é depois solidificado por aquecimento. Durante o processo, são produzidas águas residuais contendo partículas e aglutinantes orgânicos, que são tratadas por filtração e precipitação química.

3. processo de pintura

As tintas ou cores líquidas são aplicadas por pulverização, imersão ou rolamento. A água de limpeza resultante está frequentemente contaminada com solventes orgânicos, pigmentos de cor e tensioactivos. Estas substâncias são removidas nos chamados sistemas CP.

4. revestimento por imersão catódica (pintura por imersão catódica)

O revestimento KTL utiliza processos electroquímicos para aplicar um revestimento protetor em superfícies metálicas. As águas residuais contêm elevadas concentrações de substâncias orgânicas e metais pesados, que são removidos por sistemas de flotação.

5. revestimentos PVD e CVD

As tecnologias de película fina, como a PVD (deposição física de vapor) e a CVD (deposição química de vapor), produzem revestimentos extremamente finos por deposição física ou química de vapor. A limpeza das câmaras de processamento produz águas residuais com resíduos orgânicos que têm de ser tratados através de processos físico-químicos, tais como instalações de flotação ou instalações de CP.

Tratamento de águas e águas residuais no revestimento de superfícies

O tratamento da água e das águas residuais no processo de revestimento de superfícies é crucial para cumprir os requisitos legais, reduzir os custos operacionais e proteger o ambiente.

1. pré-tratamento mecânico

O pré-tratamento mecânico é o primeiro passo no tratamento de águas residuais e é utilizado para remover impurezas grosseiras antes de os processos subsequentes terem efeito.

• Crivagem:
  A utilização de crivos remove eficazmente partículas grosseiras, como resíduos de tinta, pó ou outros sólidos das águas residuais. Os crivos mecânicos são particularmente adequados para grandes volumes de águas residuais e reduzem significativamente a carga nas etapas de tratamento subsequentes. Dependendo do tamanho das partículas, são utilizadas diferentes malhas ou crivos de tambor rotativo.

• Sedimentação:
  Durante a sedimentação, os sólidos em suspensão e as partículas mais pesadas são separados por gravidade. Os sólidos depositam-se no fundo do clarificador e podem ser separados como lamas. A sedimentação é particularmente adequada para substâncias que são difíceis de dissolver, como pigmentos de cor ou resíduos metálicos. Podem ser utilizados auxiliares de sedimentação, tais como floculantes, para otimizar o processo.

2. tratamento químico

O tratamento químico é um passo essencial na remoção de impurezas dissolvidas, como metais pesados ou corantes. Estes processos permitem que as propriedades químicas das águas residuais sejam manipuladas de uma forma direcionada.

• Precipitação e floculação:
  A precipitação química é utilizada para remover metais pesados dissolvidos e corantes das águas residuais. Através da adição de precipitantes, como sais de ferro ou alumínio, os poluentes são convertidos em compostos insolúveis que podem então ser removidos da água. Os floculantes são utilizados para promover a agregação de partículas, permitindo a formação de flocos maiores que podem ser sedimentados ou filtrados mais facilmente.

• Instalações de neutralização:
  É necessária uma regulação precisa do pH para garantir a estabilidade das águas residuais e a eficácia das etapas de tratamento subsequentes. Através da adição de ácidos ou bases, o valor do pH é ajustado para um nível neutro, a fim de otimizar as reacções químicas, como a precipitação, e minimizar as propriedades corrosivas das águas residuais.