Un revestimiento en continuo eficiente en materia de energía y limpio gracias a una nueva tecnología de hornos
El revestimiento en continuo, ampliamente reconocido como el método más eficaz para prepintar sustratos de acero y aluminio, es un proceso industrial continuo y muy automatizado para lograr un revestimiento eficaz de láminas metálicas. Tras aplicar la pintura a la lámina de metal, se seca mientras se evaporan los disolventes. A continuación, la pintura se cura hasta alcanzar una temperatura determinada, donde los agentes reticulantes aumentan la adherencia entre los pigmentos y la lámina metálica.
Resolver los problemas de inflamabilidad de los disolventes
Los hornos de curado convencionales se basan en ventiladores que permiten la transferencia de calor por convección. La concentración mínima de disolventes necesaria para mantener su combustión en el aire se denomina «límite inferior de explosividad». Por debajo de dicho nivel, la mezcla es demasiado débil como para quemar. Evitar la emisión de compuestos orgánicos volátiles implica la recuperación de disolventes o la descomposición térmica, procesos complejos y costosos. Con el apoyo del proyecto ECCO, financiado con fondos europeos, los investigadores presentaron un sistema de curado de prueba de concepto que resulta muy prometedor en la superación de los problemas mencionados. Asimismo, el sistema de horno se divide en dos secciones. La primera de ellas es la sección del quemador radiante, donde se emite una intensa radiación infrarroja a altas temperaturas como consecuencia de la combustión de disolventes en el interior de una estructura cerámica porosa. «El segundo es un sistema de curado puro que funciona con mayores concentraciones de disolvente, lo cual permite el uso directo de disolventes, que sirven de combustible para generar calor», explica el coordinador del proyecto, Dimosthenis Trimis.
Explicación del funcionamiento del sistema de revestimiento en continuo
Los gases de combustión de los quemadores radiantes se dirigen al horno de curado, donde se mezclan con vapores disolventes. A continuación, la mezcla gaseosa se extrae del horno de curado y se introduce en el quemador radiante: los vapores disolventes se utilizan para impulsar el quemador, mientras que la recirculación de los gases de combustión permite condiciones de funcionamiento con concentraciones de oxígeno inferiores a la concentración límite de oxígeno, lo cual garantiza su seguridad en caso de explosión. Además, ambas unidades están separadas por cristales transmisores de infrarrojos. Los investigadores probaron la capacidad de distintos materiales para maximizar la transmisión en el infrarrojo y resistir las tensiones térmicas durante la puesta en marcha, el funcionamiento y el apagado del horno. También se desarrollaron recubrimientos catalíticos que impedían la deposición de sustancias carbonosas en el vidrio a altas temperaturas. El quemador poroso está formado por materiales compuestos avanzados a base de carburo de silicio que resisten temperaturas de funcionamiento más elevadas que otros materiales de uso generalizado. Del mismo modo, se utilizó una instalación experimental para comprobar la combustión de disolventes en medios porosos estructurados.
La tecnología innovadora ofrece múltiples ventajas
«Las soluciones tecnológicas presentadas por ECCO podrían ayudar en gran medida a modernizar las líneas de producción de revestimiento en continuo actuales. Permiten reducir el consumo de energía en más de un 50 % en comparación con las instalaciones de hornos antiguos o nuevos. Suponiendo que la capacidad de producción sea la misma, el horno de curado ECCO es más compacto (con un volumen un 70 % menor) que los convencionales, basados en unidades adicionales como incineradores de regeneración o recuperación», señala Trimis. Así, la recuperación de los vapores disolventes del proceso de secado y curado elimina la producción de residuos. Es más, los quemadores radiantes porosos son flexibles en lo referente al combustible. Pueden funcionar tanto con vapores disolventes como con gas natural (o una mezcla de ambos). De hecho, las aplicaciones del revestimiento en continuo proliferan en la vida cotidiana. Muchos electrodomésticos, como frigoríficos, lavadoras y tostadoras, utilizan algún tipo de acero prepintado o aluminio en su fabricación. Por último, el equipo del proyecto ECCO presenta una solución que requiere menos energía, es respetuosa con el medio ambiente y resulta económica para diversos mercados.
Palabras clave
ECCO, revestimiento en continuo, horno de curado, vapores disolventes, quemador radiante, combustión de disolventes, límite inferior de explosividad, cristales transmisores de infrarrojos
