Un enfoque holístico en las operaciones de enjuague final del proceso E-Coat

En el mercado altamente competitivo de hoy, los propietarios y operadores de E-Coat buscan formas innovadoras de optimizar sus operaciones de proceso, disminuir costos y mejorar su huella medioambiental, al tiempo que cumplen o superan los estrictos requisitos de calidad. Recientemente, un número cada vez mayor de empresas de E-Coat están recurriendo a una nueva tecnología de enjuague final (FR, en inglés) para abordar con éxito estos problemas. Para comprender las ventajas de esta novedosa tecnología y el enfoque de la gestión de los sistemas de agua de enjuague final es necesario, en primer lugar, hacer una revisión de alto nivel del proceso E-Coat.

El proceso E-Coat

El E-Coat se usa ampliamente para adherir pintura a superficies metálicas mediante cargas eléctricas. Una pieza metálica se sumerge en un baño de agua en una solución anolítica (ver Figura 1) que contiene partículas de pintura en suspensión cargadas eléctricamente, las cuales se transfieren a la pieza metálica gracias a una corriente eléctrica que circula a través de la solución. El proceso, que puede ajustarse aumentando o disminuyendo el voltaje, continúa hasta que se recubre la pieza con la cantidad de pintura necesaria.

La solución finamente ajustada del tanque de anolitos contiene cantidades específicas de pigmento de pintura, aglutinantes y aditivos clave que son necesarios para evitar una acumulación excesiva de pigmento en la pieza metálica. Mantener las proporciones de estos componentes es fundamental para la estabilidad del baño de anolito y el éxito del proceso.

Una vez completado el paso del anolito, la pieza recubierta suele pasar por una serie de pasos de enjuague, en los que la pieza se lava con agua para eliminar cualquier partícula de pintura residual y valiosa, la cual se recupera mediante un proceso de ultrafiltración (UF). El agua purificada se puede reciclar para utilizarla en los pasos de enjuague o en el tanque de anolitos.

La etapa de enjuague final es complicada y costosa

La etapa de enjuague final del proceso de E-Coat añade un grado significativo de complejidad y costo. Suele requerir agua fresca procesada por desionización (DI) u ósmosis inversa (RO), o agua fresca de una fuente de agua urbana o municipal. Esto es necesario porque los contaminantes del agua, como las bacterias, los sólidos u otras impurezas, pueden causar cráteres, asperezas o rayas en la pieza metálica que persistirán durante el proceso de secado. Cuando esto ocurre, la pieza debe ser desechada o reprocesada.

Para complicar aún más las cosas, el agua de enjuague final no suele reciclarse, porque su composición química difiere significativamente de las otras corrientes de reciclaje y esto alteraría el equilibrio sensible del baño de pintura. Esto es claramente problemático tanto desde el punto de vista de los costos como de la sustentabilidad.

Además, la etapa de enjuague final elimina la posibilidad de un sistema de lazo cerrado. En su lugar, hay que mantener líneas de agua y operaciones de tratamiento de agua separadas. Por último, es necesario adquirir un agua purificada costosa que no se puede reciclar. En resumen, la etapa de enjuague final del proceso de E-Coat es muy costosa y un dolor de cabeza para los gerentes del proceso.

La tecnología FR optimiza el proceso de E-Coat, reduce los costos y mejora la sostenibilidad

Recientemente, los operadores de E-Coat han estado trabajando con Solecta, en Oceanside, California, para emplear un enfoque más holístico que considera el E-Coat en su totalidad, en lugar de un proceso de dos pasos. Al comprender los matices del balanceo del agua, incluyendo el flujo y la química, junto con la experiencia en la aplicación del proceso global, Solecta fue capaz de desarrollar una nueva tecnología de proceso que elimina la necesidad de una corriente de enjuague final y permite la reutilización del agua sin comprometer la calidad del producto final. La nueva tecnología FR se implementa después del tanque de almacenamiento de permeado (Figura 2).

Entregando resultados medibles

Los beneficios de la tecnología FR de Solecta se pusieron de manifiesto en los resultados de un proyecto recientemente completado para un importante cliente del sector automotriz. El cliente retó a Solecta a: encontrar una manera de disminuir el consumo de agua fresca en la etapa de enjuague final del proceso de E-Coat; reducir los costos de tratamiento de aguas residuales sin poner en peligro la calidad del acabado final; y disminuir los costos de pintura maximizando la recuperación de los valiosos sólidos de pintura.

La comprensión de las interconexiones complejas y las variaciones en las composiciones químicas entre el anolito, el enjuague y los baños de enjuague final, junto con una auditoría detallada del sistema, permitieron a Solecta recomendar a su cliente que incorporara su tecnología FR en el proceso de E-Coat. De este modo, se resolverían los tres retos del cliente. En primer lugar, permitiría que el agua del sistema de enjuague de lazo cerrado se utilizara en el paso de baño final, eliminando la necesidad de agua fresca. En segundo lugar, la tecnología Solecta permitiría reutilizar el agua del enjuague final en el paso anterior, extendiendo el sistema de agua de lazo cerrado. Y en tercer lugar, el cliente podría recuperar las valiosas partículas de pintura del enjuague final. Un análisis detallado garantizó que no habría ningún impacto perjudicial en la composición del baño de anolitos, ni en su estabilidad, ni tampoco en la calidad del producto final de E-Coat.

El enfoque holístico da frutos

En términos cuantitativos, el cliente pudo eliminar el consumo de nueve millones de galones de agua limpia y reducir los costos de pintura y efluentes. Esto supuso un ahorro para el cliente de $275,000 dólares.

La excelencia operativa es fundamental para triunfar en el competitivo mercado actual de los acabados. La consideración de las operaciones de forma holística ofrece una clara oportunidad para que los profesionales de E-Coat reduzcan los costos, conserven el agua y se alejen de la competencia.