Explicación del chorreado con arena – Definición, proceso y más

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El término chorro de arena describe el chorreado de material abrasivo contra una superficie utilizando aire comprimido. Aunque el chorro de arena se utiliza a menudo como término general para todos los métodos de chorreado abrasivo, se diferencia del granallado en que el material abrasivo es impulsado por una rueda giratoria.

El proceso de chorreado de arena fue patentado por primera vez por el general Benjamin Chew Tilghman en la década de 1870 tras observar los efectos abrasivos de la arena sobre las ventanas en el desierto. Thomas Wesley Pangborn llevó este concepto aún más lejos añadiendo aire comprimido en 1904.

Ya está bien de historia, entremos en materia.

¿Qué es el chorreado de arena?

El chorreado con arena, a menudo llamado también chorreado abrasivo, es un método utilizado para eliminar la contaminación superficial, alisar superficies rugosas y también superficies lisas.. Se trata de una técnica bastante económica gracias a su poco costoso equipamiento, y resulta sencilla a la vez que ofrece resultados de gran calidad.

El chorreado con arena se considera una técnica de chorreado por abrasión más suave que el granallado. Sin embargo, la intensidad puede variar en función del tipo de equipo de chorreado, la presión del aire comprimido y el tipo de medio abrasivo utilizado.

El chorreado de arena ofrece una amplia selección de materiales abrasivos que resultan eficaces en diferentes aplicaciones, como la eliminación de pintura y contaminación superficial de menor intensidad. El proceso también es ideal para limpiar con delicadeza componentes electrónicos sensibles y conectores corroídos. Otras aplicaciones de chorreado que requieren una mayor potencia abrasiva pueden utilizar un ajuste de alta presión y un medio de granallado más abrasivo.

¿Cómo funciona el proceso de chorreado?

El proceso de chorreado de arena funciona impulsando el medio de chorreado a una superficie mediante el uso de una arenadora. La arenadora tiene dos componentes principales: el depósito de chorro y la entrada de aire. El depósito de chorro contiene el abrasivo y canaliza las partículas a través de una válvula. La toma de aire funciona con un compresor de aire que aplica presión al abrasivo dentro de la cámara. Éste sale de la boquilla a gran velocidad, impactando con fuerza sobre la superficie.

El chorro de arena puede eliminar restos, limpiar superficies, quitar pintura y mejorar el acabado superficial del material. Sus resultados dependen en gran medida del tipo de abrasivo y de sus propiedades.

Los equipos modernos de chorreado de arena disponen de un sistema de recuperación que recoge el abrasivo usado y rellena el recipiente de chorreado.

Equipos de chorreado de arena

1. Compresor – El compresor (90-100 PSI) proporciona un suministro de aire a presión que impulsa el medio abrasivo hasta la superficie del material. La presión, el volumen y los caballos de potencia suelen ser los factores clave a tener en cuenta a la hora de seleccionar un compresor de chorro de arena adecuado.
2. Chorreadora de arena – Las chorreadoras de arena (18-35 CFM – pies cúbicos por minuto) lanzan el medio abrasivo sobre el material utilizando aire comprimido. Las chorreadoras de arena industriales requieren un caudal volumétrico mayor (50-100 CFM) ya que tienen un área de aplicación mayor. Existen tres tipos de arenadoras: alimentadas por gravedad, de presión (presión positiva), y arenadoras de sifón (presión negativa).
3. Armario de explosión – Una cabina de chorreado es una estación de chorreado portátil que constituye un sistema cerrado pequeño y compacto. Suele tener cuatro componentes: la cabina, el sistema de chorreado abrasivo, el reciclaje y la recogida de polvo. Las cabinas de chorreado se manejan mediante orificios para guantes para las manos del operario y un pedal para controlar el chorreado.
4. Cabina de granallado – Una sala de granallado es una instalación que puede albergar una gran variedad de equipos que suelen utilizarse con fines comerciales. En una sala de granallado se pueden granallar cómodamente piezas de aviones, equipos de construcción y piezas de automóviles.
5. Sistema de recuperación de granalla – Los equipos de chorreado modernos disponen de sistemas de recuperación de chorro que recuperan el medio de chorreado. También elimina las impurezas que pueden causar la contaminación del medio.
6. Sistema criogénico de desbarbado – Bajas temperaturas de desbarbado criogénico permiten el desbarbado seguro de materiales como la fundición a presión, el magnesio, el plástico, el caucho y el zinc.
7. Equipos de chorreado en húmedo – El chorreado húmedo incorpora agua al medio abrasivo para reducir el sobrecalentamiento por fricción. También es un método de abrasión más suave en comparación con el chorreado en seco, ya que sólo friega la zona objetivo en la pieza.

Medios de chorreado

Como su nombre indica, las primeras formas de chorro de arena utilizaban principalmente arena debido a su disponibilidad, pero tenía sus inconvenientes en forma de contenido de humedad y contaminantes. La mayor preocupación con la arena como abrasivo son sus riesgos para la salud. La inhalación de partículas de polvo de sílice procedentes de la arena puede provocar enfermedades respiratorias graves, como silicosis y cáncer de pulmón. Por ello, hoy en día la arena apenas se utiliza y una amplia gama de materiales abrasivos modernos la han sustituido.

Los medios de chorreado varían en función del acabado superficial deseado o de la aplicación. Algunos medios de chorreado comunes son:

1. Granalla de óxido de aluminio (8-9 MH – escala de dureza de Mohs) – Este material de granallado es extremadamente afilado, lo que resulta perfecto para la preparación y el tratamiento de superficies. Es rentable ya que puede reutilizarse muchas veces.
2. Silicato de aluminio (escoria de carbón) (6-7 MH) – Este subproducto de las centrales eléctricas de carbón es un medio barato y prescindible. La industria petrolera y de astilleros lo utiliza en operaciones de voladura a cielo abierto, pero es tóxico si se expone al medio ambiente.
3. Granalla de vidrio triturada (5-6 MH) – El granallado de vidrio utiliza perlas de vidrio reciclado que no son tóxicas ni peligrosas. Este medio de chorreado de arena se utiliza para eliminar revestimientos y contaminación de las superficies. La granalla de vidrio triturada también puede utilizarse eficazmente con agua.
4. Sosa (2,5 MH) – El chorreado con sosa de bicarbonato es eficaz para eliminar suavemente el óxido del metal y limpiar las superficies sin dañar el metal que hay debajo. El bicarbonato sódico (bicarbonato de sodio) se propulsa a una presión baja de 20 psi, en comparación con el chorreado normal de 70 a 120 psi.
5. Granalla de acero & granalla de acero (40-65 HRC) – Los abrasivos de acero se utilizan para procesos de preparación de superficies, como la limpieza y el grabado, debido a su rápida capacidad de decapado.
6. Estaurolita (7 MH) – Esta granalla es un silicato de hierro y arena de sílice ideal para eliminar superficies finas con óxido o revestimientos. Se utiliza generalmente para la fabricación de acero, la construcción de torres y recipientes de almacenamiento delgados.

Además de los medios mencionados, hay muchos más disponibles. Es posible utilizar carburo de silicio, que es el medio abrasivo más duro que existe, y granalla orgánica, como cáscaras de nuez y mazorcas de maíz. En algunos países se sigue utilizando arena, pero esta práctica es cuestionable, ya que los riesgos para la salud no están justificados.

Propiedades de los medios de granallado

Cada tipo de medio de disparo tiene estas 4 propiedades principales que los operadores pueden tener en cuenta a la hora de seleccionar qué utilizar:

1. Forma – La granalla angular tiene bordes afilados e irregulares, lo que la hace eficaz para eliminar pintura, por ejemplo. La granalla redonda es un abrasivo más suave que la angular y deja un aspecto de superficie pulida.
2. Tamaño – Los tamaños de malla habituales para el chorro de arena son 20/40, 40/70, y 60/100. Los perfiles de malla más grandes se utilizan para aplicaciones agresivas, mientras que los más pequeños sirven para limpiar o pulir para obtener un producto acabado.
3. Densidad – Un material con mayor densidad ejercerá más fuerza sobre la superficie metálica al ser impulsado por una manguera de chorro a una velocidad fija.
4. Dureza – Los abrasivos más duros generan un mayor impacto en la superficie del perfil en comparación con los abrasivos más blandos. La dureza del material para fines de chorreado suele medirse a través de la escala de dureza de Mohs (1-10). Mohs mide la dureza de minerales y materiales sintéticos, caracterizando la resistencia al rayado de varios minerales a través de la capacidad de los materiales más duros para rayar materiales más blandos.

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