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Sandblasting, una ráfaga para sus rótulos

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sandblasting8Originalmente, el término “sandblast” proviene de los siguientes vocablos en inglés sand (arena) y blast (ráfaga o explosión). A diferencia de lo que su nombre podría indicar, esta técnica no utiliza únicamente arena. En realidad, podemos definirlo como un sistema de impresión por medio de un chorro de abrasivos a presión.

¿Cómo funciona el sandblast?
Dicho sistema fue ideado para limpiar o grabar un determinado acabado sobre una superficie. Esto se logra bombardeando al sustrato con partículas abrasivas expulsadas por aire comprimido a través de una boquilla.
En realidad, el sandblasting se originó como una forma mecánica para reemplazar el proceso de erosión natural de distintos materiales y para la limpieza en superficies muy grandes, como pudiera ser una plataforma petrolera o un barco. El primer antecedente data de 1870 en Inglaterra, donde Benjamin C. Tilgman elaboró un dispositivo patentado para sopleteo con chorro de abrasivos. A lo largo de los años, a esta tecnología se le han añadido diferentes propósitos, mas el criterio de operación siempre ha sido el mismo. En México, este sistema comenzó a aplicarse aproximadamente en la década de los 50. En aquella época, casi todos los equipos provenían del extranjero.
Aunque en esta ocasión nos centraremos en el potencial del sandblasting para esmerilar vidrio y acrílico, vale la pena mencionar que esta técnica posee varios usos comunes, tales como grabar artículos promocionales, preparar superficies a pintar o recubrir; remover oxidación e impurezas; quitar pintura; matizar metales no ferrosos; pulir materiales opacos; deslavar mezclilla, dar anclaje o rugosidad a superficies lisas; entre otras.

El equipo
Antes de adquirir su equipo, determine qué tipo de productos y servicios va a llevar a cabo. Hecho esto, usted podrá pasar a designar el área de trabajo, es decir, el espacio donde realizará el proceso de chorreado y controlará, en todo momento, la contaminación y residuos producidos. Esta área puede ser un cuarto, una cabina o un espacio abierto. Lo esencial es tener las dimensiones suficientes para poder introducir, colocar y trabajar la pieza que desee intervenir.
Si está considerando producir aplicaciones de gran tamaño -como el esmerilado de ventanales o puertas de cristal, vidrio o acrílico- lo mejor será acondicionar un área de trabajo específica. Si sus aplicaciones son pequeñas o poco voluminosas -como es el caso de los grabados artísticos en vidrio, la limpieza de piezas pequeñas y el mantenimiento de moldes- busque hacerse de una cabina.
Las cabinas son casetas selladas donde se lleva a cabo el proceso de sandblasting. Dado que el operador trabaja desde el exterior, puede prescindir del equipo de seguridad. Asimismo, los colectores de polvo internos permiten recuperar un porcentaje considerable del abrasivo para su reutilización. Usualmente, estos equipos son los preferidos por quienes buscan realizar artículos promocionales, personalizados o publicitarios, así como grabar sustratos como vidrio, cerámica, losa, loseta, mármol, azulejo y acrílico. También suelen utilizarse para avejentar madera y satinar metal.
Usted encontrará diferentes modelos en el mercado, tales como “ostras” (las cuales permiten el ingreso de las piezas por la parte superior) y “ranuradas”. Estas últimas están diseñadas para esmerilar, grabar o limpiar piezas planas cuyas dimensiones superen a las de la cabina, ya que el diseño de la máquina permite deslizarlas por la parte posterior del equipo a medida que trabaja.
Ya sea que opte por una cabina o un área de trabajo grande, debe contar con los siguientes elementos:

1.- Sistema de chorreado. Hay dos sistemas principales de sandblasting. El primero, denominado “sistema de succión”, consiste en el paso de aire a través de una cámara de vacío que succiona las partículas abrasivas, expulsándolas por una boquilla. Algunas de sus aplicaciones más comunes son el grabado en vidrio, la limpieza de capas de pintura sobre metal y el acabado antiguo para maderas. Los modelos de las series SSP-1 y SSP-2 de Chipaxa están pensados como equipos portátiles de baja capacidad.
El segundo es el “sistema de presión”, el cual funciona a través de una olla dentro de la cual se introduce aire. Al presurizarse, comenzará a sacar el abrasivo con la presión producida por el compresor. Este sistema es utilizado principalmente en el ramo industrial y comercial para la limpieza a profundidad y preparación de diferentes superficies. La diferencia principal entre ambos radica en que el sistema de succión está diseñado para trabajos de baja producción, mientras que el presurizado es utilizado por quienes necesitan obtener tirajes altos, ya que estos sistemas marchan hasta 4 veces más rápido que los primeros.
Chipaxa cuenta con tanques presurizados desde 35 kg hasta 400 kg de capacidad de arena que se ajustan a distintas necesidades. Por ejemplo, su modelo EC-17 -construido con una capacidad de 35 kg- es un equipo fácil de transportar, ideal para un bajo requerimiento de producción. Por otro lado, el EC-35 es similar al modelo anterior, sólo que éste le brindará más tiempo de operación continua, dado que el tanque posee el doble de capacidad (70 kg). A su vez, Copromex ofrece la línea «Job», la cual abarca de 35 kg a 1,00 kg de capacidad de almacenaje.

2.- Mangueras.- Se emplean para transportar tanto aire, como abrasivos. Las que se utilizan para el primer propósito son de hule y duran alrededor de 3 años. Aunque su trabajo se limita a transportar aire, se recomienda revisar periódicamente para detectar fugas y asegurar la eficiencia. Las segundas son de hule reforzadas con 2 o 4 capas de cuerdas de poliéster, lo cual las dota de mayor resistencia ante el desgaste de las partículas.

3.- Boquillas.- Esta pieza tiene la función de reducir el área de salida con el fin de incrementar la presión y eficientar el proceso de sopleteo. Se elige en función del equipo y el tipo de aplicación. Éstas se clasifican de acuerdo al diámetro y el tipo de material del cual están compuestas. Las boquillas de diámetro recto ofrecen un patrón delgado, el cual resulta útil para sustratos con superficies angostas o trabajos dentro de cabinas, tales como la escultura en piedra. En cambio, las de diámetro venturi forman un patrón amplio y aumentan la velocidad del abrasivo en un 100% a la misma presión. Las boquillas doble venturi están modificadas para contar con dos boquillas en serie que incrementan el tamaño del patrón y minimizan la pérdida de velocidad del abrasivo. Por último, las de entrada ancha tienen una entrada más grande que las venturi, así como un diámetro de salida grande y divergente. Al combinarse con mangueras y/o tubería del mismo diámetro (1-1/4”), la producción incrementa en un 15% sobre los dispositivos con boquillas más chicas.
Los materiales más comunes son la cerámica, el hierro vaciado y el carburo de tungsteno, siendo el primer par más económico pero con una longevidad de 2 a 4 horas de servicio continuo. Por otro lado, el tercer tipo implica una mayor inversión pero cuenta con 300-800 horas de servicio continúo.

4.- Compresor de aire. El aire comprimido es un componente esencial, ya que condiciona la velocidad y la manera de operar. Se trata del mismo aire del ambiente que, al colocarlo en un dispositivo especial, aumenta su presión al reducir su volumen. Usualmente son equipos portátiles que pueden ser remolcados.

Se utilizan dos tipos de compresores:
-Dinámico: Éstos incrementan la presión del aire a través de una transferencia de energía cinética-energía/velocidad con el rotor. Esta energía se convierte, a su vez, en un incremento de presión estática cuando el aire pasa por un difusor.

-De desplazamiento positivo: Por lo general, se emplean para altas presiones o poco volumen. Por cada movimiento del eje de un extremo al otro tenemos la misma reducción en volumen y el correspondiente aumento de presión (y temperatura).
Entre las marcas principales que ofrecen estos equipos encontramos los modelos de Atlas Copco (distribuidos por Grupo Horus y Compresores La Silla), así como Ingersoll y Sullair.

5.- Extractor de polvos. Ayuda a tener buena visibilidad y a evitar que los residuos contaminen las áreas cercanas a la zona de trabajo. Su misión es atraer el polvo inservible suspendido en el aire. Los hay tanto para cabinas como para cuartos.

6.- Equipo de seguridad. Cuando se trabaja con materiales abrasivos a presión, se entra en contacto directo con el rebote mismo producido por el impacto de las partículas y la contaminación generada en el proceso. Para proteger su integridad, el operador debe cubrir las siguientes partes de su cuerpo: cabeza, tronco y extremidades (brazos, manos, piernas y pies). La zona que resguarda la cabeza debe contar con aire filtrado.

7.- Abrasivos. Aunque todo el equipo anterior es indispensable para el proceso, en realidad es el abrasivo quien hace todo el trabajo. Hoy en día contamos con 57 tipos de materiales que nos ofrecen diferentes acabados y opciones de acabados o limpieza. Su aplicación o trabajo definirá el tipo de abrasivo que use. Para elegir su mejor opción, tome en cuenta los siguientes puntos:

a) Tamaño. En este caso, procure adquirir partículas pequeñas, ya que éstas dejan perfiles superficiales y son ideales para metales de poco calibre, madera, plástico, cerámica y otras superficies delicadas como vidrio y acrílico. Suelen ser las más utilizadas para grabar gráficos o diseños que necesiten de precisión en el corte del abrasivo.

b) Forma. Hay dos formas de partículas esenciales: las angulares y las esféricas. Las primeras trabajan mejor cuando se trata de desprender capas pesadas de pintura y corrosión, mientras que las segundas son útiles para remover escamas de fabricación.

c) Fragilidad. Es la tendencia del abrasivo a fragmentarse en partículas más pequeñas como consecuencia del impacto. Mientras más frágil sea el abrasivo, menos veces puede ser reutilizado y más polvo generará. Aspectos como la presión de aire, la dureza de la superficie y la eficiencia del equipo condicionan la reutilización del abrasivo.

d) Dureza. Este factor establecerá el efecto sobre la superficie. Si el abrasivo es más duro que el sustrato, dejará un perfil sobre la superficie. Si es más suave que la superficie, pero más dura que el recubrimiento, solamente removerá el recubrimiento. Si es más suave que el recubrimiento, solamente limpiará la mugre de la superficie sin remover el recubrimiento. La escala de Mohs se emplea para medir la dureza, siendo 1 tan suave como talco y 15 tan duro como el diamante.

e) Densidad. Se trata del peso del abrasivo por volumen. Aunque es el factor menos determinante, se debe tomar en cuenta cuando la diferencia de densidades sea muy amplia entre los distintos materiales. En la medida en que el material sea más denso, será mayor la energía con que se impacte contra la superficie

Tomando en cuenta lo anterior, los abrasivos más utilizados en las aplicaciones que nos interesan son:

• Óxido de aluminio.- Se trata de partículas angulares altamente populares en el mercado dada su alta capacidad de reutilización (10-25 veces), rapidez de acción y precisión en el corte. Es posible diversificar sus resultados al regular adecuadamente la presión y elección del tamaño de grano; usted podrá emplearlo para limpiar materiales fuertemente adheridos a las superficies ygrabar en vidrio, cerámica y resinas. La generación de polvo del óxido de aluminio es baja, por lo que se recomienda para cabinas y sistemas presurizados en ambientes cerrados. Al ser una partícula angular con un alto nivel de abrasión, su avance en la acción de corte es notablemente rápido dejando un acabado mate.

• Carburo de silicio. Se trata del material con mayor dureza, reutilización y filo, lo cual lo coloca entre los más caros del mercado. Es ideal para realizar cortes finos, pero profundos (está ubicado en el punto 13 de la escala de Mohs). Cuando sus partículas chocan contra el sustrato y se fragmentan, no pierden su filo. Su velocidad de acción lo hace uno de los favoritos cuando se trata de hacer grabados sobre cerámica, vidrio y madera, ya que permite un corte más profundo con menos tiempo de exposición. El rango de tamaños es muy amplio, va desde los muy gruesos hasta los muy finos lo que permite desarrollar una amplia gama de acabados con este abrasivo. Al ser una abrasivo tan agresivo sobre las superficies, lo es también en el desgaste del equipo y consumibles, por lo que es importante que utilice boquillas de boro y recubra las paredes del área de trabajo con lámina de hule o acero.

En México, empresas como Clemco, Copromex, Grupo Industrial Chipaxa y Master Blast ponen a su disposición estos equipos y materiales.

Una alternativa económica: el vinil
Si no cuenta con demasiado presupuesto, o simplemente necesita una aplicación de sandblasting temporal, existe un tipo de vinil que puede usarse para simular este acabado. El llamado “vinil frost”, comúnmente conocido como vinil esmerilado, es un material autoadhesivo pensado idealmente para superficies lisas. Al aplicarse sobre vidrio o superficies transparentes, genera gráficos o imágenes con un look muy similar al sandblasting con la ventaja de que puede ser removido fácilmente.
Los gráficos elaborados con esta clase de vinil lucen un fondo arenoso semitransparente que reduce la visibilidad hacia el otro lado del vidrio. Es un material muy socorrido para aplicaciones de señalización y decoración en materiales de vidrio o acrílico, tales como puertas, ventanas y espejos (tanto en interiores, como en exteriores) para giros personales, empresariales u artísticos.

Entre los lugares que pueden beneficiarse con este sustrato encontramos oficinas, hoteles, teatros, congresos, expos, escuelas, instituciones gubernamentales, entre otras. Asimismo, puede crear diseños para cubremesas de vidrio, leyendas de Misión/Visión/Valores; pantallas de acrílico, mostradores, lobbies, directorios de pared y ventanales. También puede utilizarlo para cubrir divisiones o paredes de vidrio o acrílico enteras en despachos, salas de reuniones o cuartos que requieran mayor privacidad. O bien, puede rotular líneas o formas geométricas para espacios que soliciten observar o vigilar la presencia de personas en otros sitios sin comprometer la sensación de privacidad.

Dado que su adhesivo puede ser removido con facilidad, presenta una ventaja en cuestión de temporalidades cortas comparado con la técnica que busca imitar. Además, ofrece un mayor grado de detalle en logotipos y dibujos, ya que el vinil se corta con plotters automatizados. Por su parte, el sandblasting puede ser más duradero y ofrecer acabados más lujosos, mas la superficie intervenida no puede ser redecorada y su costo es más elevado.

Rigba ofrece viniles esmerilados de la marca General Formulations; Avance y Tecnología cuenta con estos sustratos de Avery y Cien por Ciento Vinil distribuye modelos de 3M.

Agradecemos a Grupo Horus (http://sandblastmexico.com/) y Grupo Industrial Chipaxa (http://www.chipaxa.com/) por la información proporcionada para la elaboración de este artículo

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