Guía de materiales de chorro de arena

El chorro de arena es un procedimiento extremadamente útil en una amplia gama de aplicaciones e industrias. Ya sea que un material necesite ser limpiado, desbarbado, preparado para el recubrimiento de polvo, desoxidado, granallado o simplemente se le quite la pintura, el chorro de arena es el proceso para el trabajo.

Estos dispositivos son útiles en la industria automotriz, en astilleros y ferrocarriles y en una gama de aplicaciones industriales. Se requieren ciertos grados de destreza y formación de seguridad para operar eficazmente una arenadora, dependiendo de su aplicación prevista.

Cuando una superficie está recubierta de grasa, pintura u otro revestimiento no deseado, una arenadora puede eliminar completamente los residuos y restaurar el artículo a su estado original. Cuando el mecanizado deja rebabas afiladas en un objeto, los chorreadores de arena pueden alisarlo hasta que sea seguro manipularlo. El chorreado es otra aplicación útil en la que un metal se somete a un bombardeo de pequeños pero potentes impactos -piense en lo que hace un martillo de bola- para hacerlo más maleable. Esto da a la superficie del metal una cualidad plástica y de compresión que es menos probable que desarrolle pequeñas microfracturas.

Veamos cómo funcionan las arenadoras así como los diferentes tipos de medios de arenado.

Cómo funcionan los medios de arenado

¿Qué hace una arenadora y cómo funciona?

Una arenadora utiliza aire presurizado para lanzar un haz de pequeños proyectiles, que van desde cáscaras de nuez hasta perlas de vidrio y pequeñas partículas de roca.

Todo comienza con dos componentes: el recipiente de chorro y la entrada de aire presurizado. El depósito de chorro es un gran contenedor que contiene el material de chorro, ya sean perlas de vidrio, mazorca de maíz, granalla de acero, plástico u otro material. Canaliza el material hacia abajo a través de un conjunto de válvulas que permiten controlar la cantidad que entra en el sistema.

Este material se une entonces al aire presurizado mientras entra en la cámara. Tenga en cuenta que la presión del aire es totalmente responsable del proceso de arenado: es la fuerza que azota el material. Al ajustarla, se ajusta la velocidad de las partículas. Los requisitos de aire de la arenadora son bastante estrictos, por lo que se necesita un sistema de control remoto tanto para la precisión como para la seguridad.

El aire y el material viajan a través de la manguera de chorro y salen de una boquilla. En este punto, se encuentran dentro de la cámara de chorreado, ya sea un pequeño compartimento o una habitación entera, y suelen salir por la boquilla de una pistola manual. Las partículas viajan a gran velocidad e impactan en el objeto, despojándolo de lo que haya en su superficie. Dependiendo del tamaño, la textura y la densidad de las partículas, también dejarán pequeños huecos en el material. Estos huecos permiten que los futuros revestimientos se adhieran a la superficie del objeto.

Lo que entra debe salir. Para que la cámara no se convierta en una bomba de presión, el aire debe salir al mismo ritmo que entra. Aquí es donde una trampa abrasiva resulta útil. En el punto en el que el aire sale de la cámara, hay una trampa para atrapar el medio abrasivo – de lo contrario saldría volando fuera de la cámara también.

Estos dos componentes básicos se aplican tanto a los modelos de arenadoras de gabinete como a las portátiles.

Pasemos ahora al componente más importante del arenado: el medio en sí. Hay un montón de variables en los medios de arenado para dar a los usuarios un montón de opciones para elegir.

Guía de medios de arenado: ¿Qué tipo de material debe considerar?

Mirar una lista de tipos de materiales de arenado puede ser desalentador al principio. Las partículas pueden ser orgánicas, de metal, de silicato, de plástico o de piedra. ¿Por qué hay una gama tan amplia de opciones? ¿Cómo empezar a elegir uno?

La razón por la que existen tantos medios es porque cada uno realiza tareas diferentes extremadamente bien. Esto se debe a una serie de propiedades abrasivas clave del medio: forma, tamaño, dureza y densidad.

Un resultado importante del chorro de arena es lo que se denomina «patrón de anclaje». Cuando una partícula impacta en la superficie de un metal, forma un pequeño cráter. Este pequeño cráter estará bordeado por crestas, que se presionan en todos sus lados. La profundidad de este cráter suele medirse en milésimas de pulgada y afecta a la adherencia del revestimiento a la superficie del metal. Cuanto más profundos sean los cráteres, mejor será la unión.

Sin embargo, si los cráteres son demasiado profundos, las crestas pueden asomar por la superficie del revestimiento. Esto puede causar oxidación y debilidad en el revestimiento, lo que significa otra ronda de chorro de arena.

Veamos las propiedades abrasivas de los medios de chorro de arena y cómo afectan al patrón de anclaje.

Forma

Como habrá adivinado, las partículas redondas son menos abrasivas que las gruesas. La agudeza de los ángulos de una partícula determina la profundidad con la que cortará en un metal. Una partícula afilada penetrará más en una superficie metálica que una partícula redonda del mismo tamaño.

Las cuatro categorías de forma son angular, subangular, subredondeada y redonda. Algunos de los medios más gruesos son la escoria de carbón y el vidrio triturado, que entrarían en la categoría angular. El olivino, el granate y el plástico son menos afilados y son ejemplos de medios subangulares. Aún menos abrasivos son las cáscaras de nuez subredondeadas y la estaurolita, mientras que las perlas de vidrio liso y la arena de sílice son ejemplos de medios redondeados.

Recuerde comprobar la forma de los medios que elija. Tendrá un gran impacto – ¡literalmente! – en el perfil del anclaje.

Tamaño

Medimos las partículas según su tamaño de «malla». Esto indica el tamaño de malla por el que caben las partículas. Un tamaño de malla de 10 tiene 10 agujeros por pulgada cuadrada, por lo que cabrían partículas relativamente grandes, mientras que un tamaño de malla de 300 indicaría partículas mucho más pequeñas. Si el tamaño se da en un formato dividido como 20/40, esto significa que una malla de tamaño 30 acomodará el 95 por ciento de las partículas, pero no una de tamaño 40.

La lógica rápida podría hacernos concluir que las partículas más grandes hacen más trabajo que las pequeñas. Si bien es cierto que una partícula más grande puede llevar más impulso y, por tanto, dejar un cráter de impacto más grande, también hay un inconveniente. Las partículas grandes hacen impactos más localizados en la superficie de un metal. Es decir, hay un menor número de partículas por pulgada cúbica que si se utilizaran partículas más pequeñas, por lo que el resultado no será tan exhaustivo.

Para crear un acabado minucioso y un perfil de profundidad uniforme, la respuesta es utilizar los medios más pequeños posibles que le permitan obtener el patrón de anclaje requerido.

Dureza

La dureza de un medio también juega un papel en la profundidad a la que las partículas penetrarán en una superficie. El uso de medios más blandos dejará un patrón de anclaje muy ligero, o ninguno, dependiendo de lo blando que sea el abrasivo. Esto es útil para eliminar la suciedad, la pintura y la grasa.

Aunque pueda parecer lógico utilizar el material más duro posible para un chorreado eficiente, los abrasivos extremadamente duros tienen un inconveniente. Los abrasivos demasiado duros también pueden ser frágiles, lo que hace que se fracturen al impactar. Cuando una partícula se rompe durante la colisión, una parte de su energía cinética se destina a la rotura. Esto significa que hay menos energía disponible para la superficie.

Tenga en cuenta a la hora de elegir un abrasivo que quiere apuntar a la dureza mínima necesaria para lograr su objetivo. Es más fácil hacer más chorro de arena que deshacerlo.

Densidad

La razón por la que la densidad de una partícula es más importante que su masa es porque la densidad nos dice mucho más sobre cómo reaccionará la partícula al impactar. Una partícula densa tiene más masa por unidad de volumen. Eso significa más presión en el impacto, lo que significa que se hundirá más que una partícula más grande de la misma masa. Piense en dejar caer una canica de acero sobre su pie frente a dejar caer una gran bola de espuma que pesa lo mismo.

Además, las partículas más densas transfieren más de su energía cinética en los impactos. Las partículas más blandas y menos densas se comprimen cuando chocan con el objeto, lo que significa que absorben la colisión y transfieren su momento de forma menos eficiente. Sin embargo, estas partículas más blandas tienen sus usos, como la eliminación de pintura y la limpieza ligera de superficies.

Tipos de medios de arenado

Aquí están algunos de los medios de arenado más comunes disponibles:

• Granalla de acero y grano: Cuando necesita hacer un trabajo pesado, la granalla de acero y el grano es una excelente opción. La granalla de acero es redonda y la arena es angular. Este material está hecho de acero y viene en varias variedades de dureza, tamaño y forma. Se utiliza a menudo para el desbarbado, el granallado y la eliminación de revestimientos resistentes y la preparación para el revestimiento epoxi. Es un medio importante para preparar el acero estructural para su uso.



• Perlas de vidrio: Las perlas de vidrio también vienen en una variedad de tamaños y están hechas de cal sodada que pone muy poca tensión en el sustrato. Son excelentes para preparar las superficies metálicas para la pintura y el recubrimiento de polvo, así como para eliminar las manchas superficiales no deseadas como rebabas, óxido, pintura e incrustaciones.
• Bonita negra: Se trata de un tipo especial de material abrasivo de escoria de carbón. Es extremadamente grueso, por lo que es perfecto para el mantenimiento y las reparaciones automotrices e industriales. También elimina la pintura y la cascarilla de laminación de las superficies, así como el óxido.



• Óxido de aluminio: Este material está sintetizado para ser duro y reutilizable. Es anguloso, duradero y de bajo coste, por lo que es una opción popular para los trabajos de desbarbado y rectificado. Puede redondear los bordes y viene en una variedad de tamaños, lo que significa que puede contener un alto número de partículas por pulgada cúbica. Este tamaño de grano más pequeño es ideal para pulir y alisar superficies.
• Carburo de silicio: El carburo de silicio es el medio más duro disponible para el chorro de arena hoy en día. Al ser tan duro, requiere menos tiempo que otros medios comparables. El carburo de silicio viene en varios tamaños, desde el grano grueso hasta el polvo fino, que es útil para pulir rocas duras como el granito. Este abrasivo es útil para el esmerilado de vidrio, la eliminación de escamas de molino y cualquier otra aplicación en la que se requieran abrasivos agresivos.
• Estaurolita: la estaurolita es un abrasivo que se extrae de rocas metamórficas. Es útil para eliminar las capas más finas de pintura, cascarilla de laminación y óxido, y también es un abrasivo que se utiliza para eliminar los revestimientos que se han debilitado en el acero y los componentes mecánicos. Los abrasivos DuPont Starblast se fabrican con esta sustancia. La estaurolita también produce menos polvo que otros abrasivos, lo que facilita a los operarios ver lo que están haciendo en el trabajo.
• Plásticos: Los granos de plástico tienen una amplia gama de usos en el chorro de arena. Esto se debe al hecho de que los plásticos son variables en su tamaño, dureza, forma y densidad, y pueden fabricarse para adaptarse a diferentes necesidades. Normalmente, los abrasivos de plástico provienen del policarbonato, el poliestireno u otros compuestos similares.



• Cáscaras de nuez: Da la casualidad de que la cáscara de nuez negra es un excelente medio abrasivo. Debido a que es natural y no es tan dura como algunas de sus contrapartes de metal y plástico, la nuez es útil para aplicaciones más delicadas como la limpieza y el pulido. Sin embargo, también se puede utilizar en aplicaciones más agresivas como el volteo de barriles y los trabajos de desbarbado.
• Cañas de maíz: al igual que las cáscaras de nuez, las mazorcas de maíz se pueden moler y hacer que sirvan como otro medio de arenado. Es seguro para usar en componentes delicados y eliminará la suciedad, la grasa, el agua y los revestimientos, dejando la superficie subyacente prácticamente intacta. Sus usos se extienden también al pulido y al desbarbado. Además, es resistente a la rotura y, por tanto, es reutilizable.
• Arena: Mencionamos la arena porque popularmente se piensa que es un componente importante en el chorro de arena. De hecho, hoy en día se utiliza cada vez menos. Esto se debe en gran medida a su contenido de sílice, que, cuando es respirado por los operarios, puede provocar graves enfermedades del sistema respiratorio. Además, la arena retiene la humedad y la transfiere al equipo de chorro de arena, lo que provoca un envejecimiento prematuro.

Cómo elegir el medio de chorro de arena adecuado

Estas mejores prácticas generales de chorro de arena cubren cómo elegir el medio adecuado para sus resultados deseados:

1. Cuando tenga dudas, «suave» gana: Siempre se puede añadir un abrasivo más duro, pero es mucho más trabajo deshacer el trabajo de un abrasivo que era demasiado duro. Especialmente si está chorreando algo blando como la madera, es una gran idea empezar con mazorcas de maíz o cáscaras de nuez. No dañarán el sustrato subyacente.
2. El vidrio es brillante, pero también da brillo a las superficies: Si necesitas un aspecto pulido, las cuentas de vidrio son un buen punto de partida. Son un fantástico finalizador y dejarán las superficies con un aspecto suave y brillante. Al ser un abrasivo reutilizable, también son un ahorro de dinero.
3. El óxido de aluminio quita la pintura: ¿Necesita quitar la pintura de un objeto? Gracias a su estructura dura y angular y a su capacidad de reutilización, el óxido de aluminio es el abrasivo adecuado para el trabajo.
4. Si necesita quitar la pintura de la fibra de vidrio, elija el plástico: El plástico es estupendo para las aplicaciones en las que hay que limpiar la fibra de vidrio. El plástico es mucho más suave que el metal y eliminará la pintura sin dañar la fibra de vidrio que hay debajo.
5. Para un grabado rápido y agresivo, utilice carburo de silicio: El carburo de silicio es el abrasivo más duro del mercado. Hace un trabajo rápido de grabado, así como la eliminación de óxido y pintura no deseada.
6. El acero viene en formas redondas y angulares: Si va a eliminar la pintura de las superficies de acero, asegúrese de elegir el tipo correcto de abrasivo de acero. Si obtiene granalla de acero redonda, es mejor utilizarla para el granallado y el pulido, mientras que la arenilla es mejor para la eliminación de pintura.

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