Trabajo Diseño Mecanico

8/16/2019 Trabajo Diseño Mecanico

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“Año de la consolidación del Mar de Grau”

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Facultad de Ciencias Físicas


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Contenido

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................3

CAPÍTULO 1 ..............................................................................................................................4

ORÍGENES Y ANTECEDENTES............................................................................................4

CAPÍTULO 2 ..............................................................................................................................6

SELECCIÓN DE EQUIPO .......................................................................................................6

2.1. TIPOS DE SISTEMAS DE CABINAS. ........................................................................6

2.1.1. EQUIPOS DE SUCCIÓN. ......................................................................................7

2.1.2. EQUIPOS PRESURIZADOS. ...............................................................................7

2.2. CABINAS. .......................................................................................................................8

2.2.1. CABINA TÍPICA. .....................................................................................................8

2.2.2. CABINA TIPO OSTRA. ..........................................................................................9

2.2.3. CABINA RANURADA .............................................................................................9

2.3 TIPOS DE PISTOLAS. .................................................................................................10

2.3.1. ESPREA DE AIRE................................................................................................11

2.4. EQUIPO DE SUCCIÓN. .............................................................................................11

2.4.1. TANQUE DE SUCCIÓN. .....................................................................................11

2.5 EQUIPOS PRESURIZADOS. ......................................................................................12

2.6. CONTROL REMOTO. .................................................................................................14

2.7. COMPRESOR DE AIRE. ............................................................................................14

2.8. MANGUERAS PARA AIRE Y ABRASIVO ...............................................................16

2.8.1. MANGUERA PARA ABRASIVOS O ARENADORAS. ....................................16

2.8.2. MANGUERAS PARA AIRE. ................................................................................16

2.9. BOQUILLAS. ................................................................................................................16

2.9.1. LÍNEA DE BOQUILLAS TIPO RECTA. .............................................................18

2.10 BOQUILLA DE CARBURO DE TUNGSTENO. ......................................................19

2.11. LÍNEA DE BOQUILLAS ESPECIALES. .................................................................19

2.11.1. CARBURO DE TUNGSTENO PARA SOPLETEO HÚMEDO. .....................19

2.11.2. CABEZA PARA SOPLETEO HÚMEDO. .........................................................20

2.11.3 BOQUILLA DE ANGULO. ..................................................................................20

CAPÍTULO 3 ............................................................................................................................21

ABRASIVOS ............................................................................................................................21

3.1. TIPOS DE ABRASIVOS. ............................................................................................23

3.1.1. ARENA SÍLICA. ....................................................................................................23

3.1.2.ÓXIDO DE ALUMINIO. .........................................................................................24


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3.1.3. CARBURO DE SILICIO. ......................................................................................24

3.1.4. PERLA DE VIDRIO. .............................................................................................25

3.1.5. ESCORIA DE COBRE. ........................................................................................26

3.1.6- GRANALLA DE ACERO......................................................................................26

3.1.7. MEDIA PLÁSTICA. ...............................................................................................27

3.1.8. BICARBONATO DE SODIO (SODA BLAST). ..................................................27

3.1.9. PLÁSTICO TERMOESTABLE ............................................................................28

3.2. ABRASIVOS AGRÍCOLAS .........................................................................................28

3.2.1. OLOTE DE MAÍZ GRANULADO. .......................................................................29

3.2.2. CÁSCARA DE ARROZ. .......................................................................................29

3.2.3. GRANO DE MAÍZ. ................................................................................................29

3.2.4. CÁSCARAS DE NUEZ. .......................................................................................29

CAPÍTULO 4. ...........................................................................................................................30

NORMAS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD ............................................................................30

4.1. NORMAS QUE RIGEN EL SAND BLAST. ...............................................................30

4.1.1. GRADOS DE PREPARACIÓN. ..........................................................................30

4.2. MEDIDAS DE SEGURIDAD. ......................................................................................32

4.2.1. ASPECTOS CLAVE DE LA SEGURIDAD. .......................................................33

4.2.2. EQUIPO DE SEGURIDAD. .................................................................................34

CAPÍTULO 5 ............................................................................................................................38

PROCESO DE CHORRO DE ARENA .................................................................................38

5.1. CHORREADO SECO. .................................................................................................38

5.1.1 CHORREADO SECO A SUCCIÓN. ....................................................................38

5.1.2. CHORREADO SECO A PRESION. ...................................................................39

5.2. CHORREADO HUMEDO. ..........................................................................................40

5.3. PROCESO DE CHORRO DE ARENA ......................................................................40

5.4. DESCRIPCIÓN PASO A PASO .................................................................................43

CONCLUSIONES....................................................................................................................44

BIBLIOGRAFÍA: .....................................................................................................................45


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Universidad Nacional Mayor de San Marcos Ingeniería Mecánica de fluidos

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INTRODUCCIÓN

El “Chorro de arena” o “Sand Blast”, es un método que comúnmente se utiliza en el

sector industrial con la intención de retirar la abrasión producida por el uso ydesgaste de la maquinaria utilizada.De igual manera, queremos compartir con el lector, los materiales utilizados duranteel “Sand Blast” o “chorro de arena”, dentro de los cuales nos parece importante

resaltar el uso de abrasivos agrícolas como la cascara de nuez o grano de maíz,entre otros, que no solo son reutilizables sino que además no causan efectosambientales adversos.

De igual forma, a pesar de que en antaño la abrasión por “Sand Blast” o “chorro de

arena” era usado como sinónimo de muerte, esto, debido a que las personas que

estaban en constante contacto con la arena expulsada por la pistola de abrasióneran víctimas potenciales para desarrollar silicosis, hoy por hoy se hanimplementado diversas medidas para evitar este supuesto, como lo son el uso decabinas de choro de arena y el uso de escafandras, los cuales defino, explico eilustro, así como el resto del equipo utilizado.

Es por todo lo anterior, que confiamos en que el lector encontrara en esta

monografía no solo la recopilación del proceso que se lleva a cabo para la abrasiónpor “Sand Blast”, sino que esta investigación le servirá como una guía práctica paraconocer a fondo lo que la abrasión por “Sand Blast” o “chorro de arena” requiera ,pues nos parece que su uso es sumamente recomendable en diversas ramas de laindustria.


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CAPÍTULO 1

ORÍGENES Y ANTECEDENTES

La palabra “chorro de arena” proviene de la traducción de las palabras en inglés

“Sand Blast”, que significa: arena a presión, pues este sistema no emplea

exclusivamente arena para su funcionamiento, por lo que se puede definir demanera más exacta como: “Un sistema de sopleteo con chorro de abrasivos apresión”; el cual sirve básicamente para eliminar de manera profunda cualquier

impureza o suciedad de diversas superficies, sin que estas se dañen, incluso enmuchos casos este tipo de abrasión permite que el proceso de recubrimiento tengamejor adherencia.El primer antecedente del “Sand Blast”, se conoce en Inglaterra, Reino Unido, en

donde en agosto de 1870, Benjamín Chew Tilghman, inventó la primer máquina parasopleteo con chorro de abrasivos que patentó en Estados Unidos con el número2147, misma máquina que ha sido modificada a través del tiempo para cumplir condiferentes objetivos, pero el principio de esta siempre ha sido el mismo.

La práctica del chorro de arena se basa en una técnica inspirada en la naturaleza,

ya que, al igual que los vientos durante millones de años, han estado recogiendoarena y lanzándola contra las formaciones rocosas y las montañas y así suavizarhasta el material más duro, el sopleteo con abrasivos que se hace mediante el “SandBlast”, es una forma mecánica de simular este tipo de erosión.

La máquina que patentara Benjamín Chew Tilghman, saca partido de la fuerza quese genera por la energía mecánica que lleva el aire y la utiliza como una herramientaen la trabajosa labor de eliminar la pintura y el óxido de una superficie para dejar ala vista el material original.

Para comprender mejor lo que aquí se narra me parece prudente ejemplificarlo conuna imagen, los materiales con corrosión se ven de la siguiente manera:

Figura 1.1. Ilustración de Materiales con Corrosión


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Los esmeriles no eliminan todo el óxido, para removerlo de la superficie, debenesmerilar o lijar tan profundo como lo sea el cráter más profundo. Por lo tanto estoen muchos casos llega a debilitar las estructuras o en su defecto si se esmerila hastael fondo del cráter más profundo ahí seguirá el óxido como se ve.

Figura 1.2. Ilustración de Materiales con Corrosión después del Lijado o Esmerilado.

En cambio el “Sand Blast” remueve toda la corrosión, inclusive aquella de los

cráteres más profundos sin desgastar de manera importante el material. Además deproporcionar a la superficie un acabado marcado que sirve de anclaje para volver arecubrir.

Figura 1.3. Ilustración de Materiales con Corrosión después del proceso de “Sand Blast”.

El acabado sobre los distintos materiales está dado básicamente por el tipo y tamañodel abrasivo, pues se debe seleccionar dependiendo la dureza de la superficie y eltipo de acabado deseado.


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CAPÍTULO 2

SELECCIÓN DE EQUIPO

La limpieza con “chorro de arena” o “Sand Blast” se considera el mejor método para

la limpieza de superficies de acero por su ventaja para la eliminación de cualquiertipo de suciedad, además de que la limpieza y rugosidad que adquiere la superficietratada mediante este método, representa una mejor adherencia para elrecubrimiento.El método de arena a presión o mejor conocido como “chorro de arena” es una

operación en la que se inyecta un abrasivo a una corriente de aire a presión, estetipo de trabajo se lleva a cabo en el interior de pequeñas cabinas cerradas.

Las cabinas para chorro de abrasivo son circuitos cerrados en los cuales lageneración y recuperación del polvo y abrasivo están controladas, es por esto, quedichas cabinas son la mejor alternativa cuando las piezas que estarán sujetas alchorro de abrasivo puedan manejarse bien dentro de las dimensiones de la cabina,pues dentro de las cabinas se lleva a cabo todo el ciclo del “Sand Blast”.

Las ventajas de usar estas cabinas son:

1. Se recupera el abrasivo en un 99% al tener la tolva recuperadora delabrasivo.

2. El colector extrae el polvo generado durante la operación y permite recuperaruna parte del abrasivo.

3. El operador no requiere equipo de seguridad ya que trabaja por el exterior.

Las cabinas para chorro de abrasivo son muy populares para las aplicaciones degrabados artísticos en vidrio, cerámica, madera, limpieza de piezas pequeñas ymantenimiento de moldes.

2.1. TIPOS DE SISTEMAS DE CABINAS.

La selección de sistema en este proceso se basa en las necesidades de la personao fábrica que requiera de este servicio, pues en cuanto a volumen de trabajo ydesempeño requerido del equipo, existen dos tipos de sistemas en las máquinas dechorro de arena que son:

1. El sistema de succión2. El sistema presurizado


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2.1.1. EQUIPOS DE SUCCIÓN.Estos equipos están diseñados para trabajo ligero de sopleteo con chorro deabrasivo, es común su uso con arena silica, óxido de aluminio, carburo de silicio operla de vidrio. En este sistema el gatillo de la pistola otorga el control sobre el chorrode abrasivo que dispara el operador

Figura 2.1. Sistema de Succión

Entre las aplicaciones más comunes para los equipos de succión encontramos lalimpieza de capas de pintura en metales o para proporcionar acabado antiguo enmuebles de madera, en la limpieza de plásticos y grabado en vidrios, entre otros.

La principal diferencia entre los equipos de succión y los de presurizado radica enque el equipo de succión produce y tiene la velocidad de solamente la cuarta parte

de un equipo de presurizado.

2.1.2. EQUIPOS PRESURIZADOS.Los equipos presurizados son una opción portátil para el manejo de la limpieza conchorro de abrasivos. Estos equipos pueden ser utilizados con distintos tipos demateriales abrasivos como son arena, granalla de acero esférica y angular, óxido dealuminio, carburo de silicio, olote de maíz, cáscara de nuez, etc. Algunos abrasivoscomo la media plástica y el bicarbonato de sodio requieren equipos diseñados paraese trabajo específico

Figura 2.2. Sistema Presurizado


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La operación de los equipos presurizados es muy sencilla, Se vierte el abrasivo enla parte superior del tanque y una vez cargado éste, se inyecta aire a presión dentrodel mismo. El abrasivo fluirá hacia la parte baja en donde se combina con el flujo deaire a presión que acelera la velocidad del abrasivo para expulsarlo por medio de laboquilla y así limpiar las superficies.

Para elegir el equipo presurizado acorde a las necesidades de la persona o industriaque requiera este servicio, deberá tomarse en cuenta:

El volumen de trabajo que va a realizar. Número de operadores que requiere. El uso que le va a dar al equipo ya sea ocasional o cotidiano. El tiempo de uso continuo que requiera del equipo a tratar. El tamaño del compresor con que cuenta.

2.2. CABINAS.

2.2.1. CABINA TÍPICA.

La cabina con sistema presurizado expulsa el abrasivo a mayor velocidad que lossistemas de succión, este incremento en la velocidad del abrasivo se traduce en unaumento en la producción de cuatro veces más a comparación a las demás cabinas,muchas veces es necesario disminuir la presión de trabajo casi a la mitad paracontrolar mejor el chorro y aún en esos casos, el aumento de la producción conrelación a los sistemas de succión es de 2 a 2 y 1/2 veces más.

Estas cabinas son la elección adecuada cuando el volumen de trabajo es muy altoya que se incrementa la producción sin necesidad de instalar más cabinas lo cualpresenta frecuentemente problemas de espacio

Figura 2. 3. Cabina Típica con Sistema Presurizado.


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2.2.2. CABINA TIPO OSTRA.El nombre de este modelo se basa en que la cabina se levanta hacia arriba comouna ostra para permitir ingresar piezas grandes que algunas veces tienen que sertransportadas con grúas.

Figura 2.4. Cabina tipo Ostra.

Esta cabina normármele se utiliza en aquellos casos en que las piezas a las que seles va a aplicar el chorro de abrasivo son demasiado grandes por lo que no podríanser introducidas por la puerta, sus dimensiones habituales son de frente 1m, defondo 0.70m y de alto 0.70m.

2.2.3. CABINA RANURADA

En los casos en que requiera esmerilar cristales o grabar o limpiar piezas planasmás grandes de las dimensiones de la cabina, con este diseño puede deslizar lasuperficie plana por la parte posterior de la cabina de manera que aumenta laversatilidad de su cabina al poder aplicar el chorro en piezas hasta un poco menosdel doble del tamaño de su cabina.

Figura 2.5. Cabina Ranurada


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Algunos usuarios del chorreado con abrasivos requieren aplicar el proceso sobrepiezas planas y largas como lo son cristales, placas de madera o metal. En esoscasos, trabajar dentro de una cabina puede ser demasiado incómodo por lasdimensiones de la pieza o se tendría que fabricar una cabina de dimensiones tangrandes que sería imposible aplicar un chorro uniforme sobre las piezas. Para este

tipo de necesidades, se recomienda utilizar una cabina ranurada, ya que la ranuraposterior de esta cabina, permite deslizar la placa por la parte posterior de modo quese pueden trabajar piezas largas de un poco menos del doble de las dimensionesde la cabina, que usualmente mide de frente 0.96m, de fondo y de alto 0.60mrespectivamente.

2.3 TIPOS DE PISTOLAS.Dentro de los sistemas de succión una de las refacciones más importantes sin lugara dudas es la pistola. Ya sea para sistemas de pedal o de operación manual nuestraspistolas fabricadas en aluminio; son ligeras y económicas, además la esprea de aire

en interior de la pistola cuenta con una capucha protectora para incrementar la vidade la pistola.

Figura 2.6. Pistola para Pedal

Las pistolas de pedal para chorro de abrasivo son para uso exclusivo en sistemasde succión en que suministran un flujo continuo de material, están diseñadas parasu uso con la mayoría de los abrasivos más comunes del mercado, sin embargo serecomienda utilizar con abrasivos más finos que la malla 36.

Figura 2.7. Pistola de Gatillo


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2.3.1. ESPREA DE AIRE.La esprea se coloca en el corazón de la pistola, el diámetro de ésta va a determinarel requerimiento de aire y su capacidad de trabajo con los equipos y cabinas desucción. La esprea es de acero y con diferentes diámetros.Es intercambiable, de manera que ayuda a reducir costos, ya que cuando ésta se

desgasta, no es necesario desechar toda la pistola

Figura 2.8. Esprea de Aire

Si el gasto en espreas de aire es muy elevado, se puede utilizar esprea con carburode boro, la cual tiene mayor duración que cualquier esprea del mercado.Es importante que inspeccione el estado de su esprea frecuentemente y en caso dedesgaste reemplazar la pieza, ya que de lo contrario ocasionará que allá perdidasde aire de abrasivo

2.4. EQUIPO DE SUCCIÓN.

2.4.1. TANQUE DE SUCCIÓN.Este tanque es en sí, una presentación más robusta de la pistola de succión, permiteel almacenamiento de 35kg.de arena y su malla interior permite cernir el abrasivocada vez que se vuelve a llenar con abrasivo en el tanque. Es una buena opciónportátil de bajo volumen de producción.

Figura 2.9. Tanque de Succión


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PRINCIPALES C ARACTERÍSTICAS. Recipiente para abrasivo desde 10 Kg hasta 50 kg de capacidad con tubo

respirador. Pistola de succión con boquilla de Carburo de Tungsteno.

Manguera para aire. Manguera de 1/2" en la línea de abrasivo

2.5 EQUIPOS PRESURIZADOS.A continuación presento diversas tablas con ilustraciones de algunos tanques parachorro de abrasivo de distintas capacidades.

TABLA 2.1 DIVERSOS TIPOS DE TANQUES DE SUCCIÓN


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2.6. CONTROL REMOTO.Debido al sistema de control remoto el operador puede iniciar o parar el chorro deabrasivo desde la boquilla y obtener el control sobre el trabajo de chorreo deabrasivos. Este mayor control sobre el chorro se traduce en un ahorro del 20 a 40%en el consumo de abrasivo ya que en el momento que el operador desea parar,

solamente tiene que liberar el switch del control remoto para que instantáneamentese cierre el paso de abrasivo.

Imagen 2.10. Ubicación del Sistema de Control Remoto.

Otra de las ventajas que proporciona el uso del control remoto, es la reducción depersonal para operar la olla, ya que no requiere de dos personas para operar unequipo, pues el mismo operador puede cargar la olla de abrasivo y posteriormenteoperar el chorro desde el control remoto abriendo y cerrando el paso de abrasivosegún lo requiera.Este sistema también ayuda a prevenir accidentes, ya que a la primera señal depeligro el operador puede cerrar inmediatamente la salida del chorro de abrasivo.

2.7. COMPRESOR DE AIRE.

Parte del equipo necesario para la limpieza con chorro abrasivo es un buencompresor de aire, los compresores utilizados regularmente son portátiles sintanque de almacenamiento, en sí, son los mismos equipos usados para lasrompedoras neumáticas, usualmente son a base de motores de gasolina o diesel ycon capacidad de ser remolcados por vehículos de trabajo.Uno de los requisitos principales para un correcto trabajo de “Sand Blast” es el

suministro de una corriente continua con no menos de 100 libras-fuerza por pulgadacuadrada, y un flujo de aire entre los 80 y 300 Pies Cúbicos por Minuto (PCM), estoen caso de usar boquilla de 3/8 de pulgada.


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Se debe de tomar en cuenta que la presión de salida del equipo es diferente en elcompresor que en la boquilla, si la presión en la boquilla llega a bajar 60 PSI nosgenera un mayor gasto de arena y de aire por lo tanto no se tendrá un buenrendimiento de trabajo.

Imagen 2.11. Compresor de Aire.

Para poder establecer el requerimiento de aire de la cabina, es necesario conocerlas necesidades específicas del trabajo o de las restricciones en cuanto a airedisponible se refiera. Ya sea que requiera aplicar el chorro sobre extensionesgrandes de superficie para lo cual sería recomendable utilizar una boquilla dediámetro grande o que ya cuente con un compresor de poca capacidad para el cualtendría que elegir la esprea que se ajuste a la producción de PCM de su compresorse recomienda siempre contar con aire extra para evitar caídas en la presión detrabajo.

Para poder determinar el tipo y el tamaño del compresor que requiera, acontinuación se presenta el requerimiento de aire en pies cúbicos por minuto (PCM).

TABLA 2.2REQUERIMIENTO DE AIRE EN PIES CÚBICOS POR MINUTO (PCM)


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2.8. MANGUERAS PARA AIRE Y ABRASIVOLa elección adecuada de mangueras para la línea de aire y abrasivo representaráuna ventaja en costos y en eficiencia, ya que este es uno de los consumibles de másalta reposición. Si bien no se puede evitar el desgaste de las partes que seencuentren dentro del torrente de abrasivo, se deben utilizar los materiales que

mejor resistan y así alargar la duración de estas partes.

No se debe utilizar manguera para aire en el torrente de abrasivo de equipospresurizados, ya que el desgaste de esta manguera sería tan alto que en un par dehoras estaría perforada.

2.8.1. MANGUERA PARA ABRASIVOS O ARENADORAS.Las mangueras arenadoras son mangueras reforzadas de varias capas de hulenatural sin alambres o refuerzos por lo general tienen la capacidad de no generarcargas electrostáticas que puedan crear chispas en lugares peligrosos porambientes de explosividad.

También las mangueras están diseñadas para soportar la abrasión en el interior deellas.Por lo general se manejan tramos de 15 m de longitud y con diámetros de interioresde 1” o 1 1/4“para boquillas de 3/8”. El diámetro interior de la manguera deberá ser3 o 4 veces mayor del diámetro interior de la boquilla.En las extremidades de la manguera se usan conexiones de bronce de tipo “garra”y en el extremo final de la manguera una conexión con porta boquillas.Estas mangueras tienen gran resistencia externa al maltrato y el tubo interno leproporciona gran duración, adicionalmente le brinda seguridad en la conducción delas cargas estáticas producto de su operación normal.

2.8.2. MANGUERAS PARA AIRE.La manguera para aire es la que conecta el compresor de aire con la olla de trabajo,por lo general su longitud no es muy grande y deberá soportar las presiones detrabajo a que se somete. El principal punto a tomar en cuenta es mantener unadistancia prudente entre el compresor y el área de trabajo para evitar que losresiduos del área de trabajo lleguen al compresor y esté pueda afectarse en losfiltros de aire propios del motor.El diámetro de la mangueras por lo general es de ¾” en los extremos de lasmangueras son usadas conexiones de bronce tipo “garra” para una mayor facilidady rapidez a la hora de ensamblar y desensamblar el equipo.El diámetro de la mangueras por lo general es de ¾” en los ex tremos de las

mangueras son usadas conexiones de bronce tipo “garra” para una mayor facilidady rapidez a la hora de ensamblar y desensamblar el equipo.Es una manguera flexible, ligera y económica para el manejo del aire en equipos ycabinas. Tanto el tubo interior como la cubierta exterior deben ser resistentes a laabrasión y a la intemperie.2.9. BOQUILLAS.La función de las boquillas es reducir el área de salida para así provocar un aumentode presión en la salida y hacer eficiente el sopleteo. Las boquillas para sopleteo sefabrican en varios materiales, de los cuales los más comunes son cerámica, hierrovaciado y carburo de tungsteno. Las dos primeras son más económicas pero conuna vida útil de 2 a 4 horas de servicio continuo, en cambio las boquillas de

tungsteno son más caras pero con una vida útil aproximada de 300 hasta 800 horasde servicio continúo.


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Normalmente una sola boquilla no puede ser la solución para todos losrequerimientos de aplicación, pues se requiere seleccionar la boquilla adecuadapara cada trabajo ya que esta es la mejor forma de asegurar una buena velocidadde trabajo, calidad y eficiencia.

Las boquillas se escogen dependiendo del tipo y área a limpiar igual que lo largo decada boquilla. Por ejemplo:

• Si es una superficie fácil de limpiar, se puede usar una boquilla pequeña de 3” delargo.

• Si es una superficie difícil de limpiar se escogen boquillas de 4 ½” a 8 ¾”dependiendo del diámetro interior disponible

• Y en áreas de difícil acceso ya sean estructuras, marcos o tuberías instaladas, serecomiendan boquillas de 3”.La eficiencia de las boquillas se puede comparar en base a un mismo volumen deaire suministrado, entonces tenemos que:• Boquilla de 1/4” = 100%

• Boquilla de 5/16” = 157% más que la boquilla de 1/4 “




Por ejemplo, si con una boquilla de ¼” podemos obtener un rendimiento de 100m2al día, con una boquilla de 3/8” se llegan a obtener 220 m2 al día.Así mismo, el largo de las boquillas nos varía en rendimiento con el mismo diámetrointerior, entonces tenemos que:

• 3” de largo recta nos puede dar un rendimiento de l 65% comparado con unaboquilla tipo venturi.

• 6” de largo recta nos puede dar un rendimiento de 76% comparado con una boquillatipo de venturi.

Las boquillas de tipo venturi se diferencian de las válvulas de tipo recto en que lasprimeras presentan un “acinturamiento” al centro de la boquilla que provoca unaumento en la presión en esa área y una mayor velocidad a la salida, por lo queproporcionan un mayor rendimiento con el mismo suministro de aire.


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2.9.1. LÍNEA DE BOQUILLAS TIPO RECTA.Las boquillas de diámetro recto tienen su mejor desempeño sobre superficiespequeñas o angostas debido a que su patrón de chorreado es más cerrado, graciasa esto, se logra una eficiencia y ahorros en el costo de abrasivo.

Las boquillas con inserto recto son excelentes para aplicaciones en soldadura,parrillas, ángulos, grabados artísticos y rieles.

Aquí algunos tipos;

2.9.1.1. CARBURO DE TUNGSTENO CORTA.Elemento común en equipos presurizados de mediano volumen de producción ycabinas para “Sand Blast”.

Imagen 2.12.Boquilla de Carburo de Tungsteno Corta.

Principales características:• Inserto recto de carburo de tungsteno.

• Cubierta y cuerda de aluminio o acero.• Entrada de 1/2" c/cuerda 3/4" NPS.• Para manguera de abrasivo de 1/2" o en pistola.

2.9.1.2. CÓNICAS, CILÍNDRICAS Y REBORDEADAS. (CERAMICA).Las boquillas fabricadas en cerámica son las más económicas del mercado y laspodemos encontrar en la mayoría de las cabinas de succión de importación. Estetipo de boquillas no se recomiendan para trabajos de gran demanda, para uso ensistemas presurizados ni cuando se utilicen abrasivos agresivos.

Es probable obtener ahorros importantes utilizando boquillas de diseño similar en

otros materiales.

Imagen 2.13.Boquillas Cónicas, Cilíndricas y Rebordeadas


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Principales características:• Inserto recto fabricado en cerámica.• Diseño cónico, cilíndrico o rebordeado.• Boquillas muy ligeras sin cubierta.• Para usarse con porta-boquillas especiales.

2.10 BOQUILLA DE CARBURO DE TUNGSTENO.Diseñadas para lograr un volumen de producción mayor al de las boquillas dediámetro recto en un 40% aproximadamente. Su diseño acelera y distribuye demanera uniforme el abrasivo.

Esta boquilla es una de las más conocidas por su gran eficiencia en trabajos de grandemanda de chorro de abrasivo.

Imagen 2.14.Boquillas de Carbono de Tungsteno

Entrada de 1" c/cuerda 1-1/4" NPS. Cubierta con poliuretano y cuerda de bronce.

2.11. LÍNEA DE BOQUILLAS ESPECIALES.Existen algunas aplicaciones específicas de chorro de abrasivo para las cualessolamente contando con el equipo adecuado se puede ajustar al presupuesto de laobra y cumplir con las condiciones de tiempo y preparación de superficie

2.11.1. CARBURO DE TUNGSTENO PARA SOPLETEO HÚMEDO.Esta boquilla en cuanto a sopleteo húmedo se refiere es la mejor opción, pues suconsumo de agua es muy bajo a diferencia de otros sistemas como el de cabeza ode inducción de agua. Por su sencillez en la operación, eficiencia y costo es una

buena opción

Imagen 2.17.Boquillas de Carburo de Tungsteno para Sopleteo Húmedo


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Principales características:• Inserto Venturi de carburo de tungsteno.

• Cubierta y cuerda de aluminio.

• Consumo de 0.69lts. a 5.7lts por minuto dependiendo del nivel de supresión depolvo deseado.

• Suprime hasta el 100% del polvo.

2.11.2. CABEZA PARA SOPLETEO HÚMEDO.La supresión del polvo generado puede ser una exigencia técnica a la hora de aplicarel chorro del abrasivo. La cabeza es el sistema más económico y versátil de sopleteohúmedo ya que además de su bajo costo se puede acoplar a casi cualquier boquillaventuri.

Imagen 2.18. Cabeza para Sopleteo Húmedo

Principales características:• Cabeza elaborada en acero.• Manguera para inducción de agua.• No requiere equipo adicional.• Suprime hasta el 70% de generación de polvo.• Se acopla a cualquier boquilla venturi estándar.• Carburo de tungsteno en ángulo

2.11.3 BOQUILLA DE ANGULO.Las boquillas en ángulo son ideales para trabajar dentro de tubería, en rebordes yrecovecos de difícil acceso. Gracias a su diseño en ángulo, se puede aplicar unchorro directo en aquellos lugares en los que solamente se tendría acceso con elrebote del chorro.

Imagen 2.19.Boquillas de Angulo.

Principales características:

• Inserto recto de carburo de tungsteno en ángulo de 45°, 90° ó 125°


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CAPÍTULO 3

ABRASIVOS

Normalmente se conoce al proceso de limpieza con chorro de abrasivo como " SandBlast". En realidad no siempre es así, ya que “Sand Blast” se refiere a un chorreocon arena. Sin embargo, popularmente se ha adoptado el término para referirse atodo tipo de limpieza con chorro de abrasivos.

Imagen 3.1.Ejemplificacion de diversos tipos de abrasivos

Un abrasivo es el material del cual están conformadas las partículas abrasivas,

llamadas “medios”, que tiene como finalidad de actuar en la remoción de material.

Los abrasivos, se clasifican en función de su mayor o menor dureza. Para ello sevaloran según diversas escalas, la más utilizada de las cuales es la escala de Mohs,establecida en 1820 por el mineralogista alemán Friedrich Mohs.

Normalmente se llama a los diferentes abrasivos como "arena" lo cual en ocasionescomplica el suministro e identificación del material. La selección del tipo y tamañode abrasivo determinará la eficiencia, rapidez y costo del trabajo que se realice.

Para poder elegir mejor el tipo de abrasivo es importante conocer y considerar los

siguientes elementos:• TAMAÑO: El tamaño de las partículas de abrasivo es sumamente importante para

lograr un patrón de textura consistente al aplicar el chorro de abrasivo en lasuperficie. Los fabricantes de abrasivo utilizan varias nomenclaturas y numeracionespara definir el tamaño de sus productos. La medida uniforme entre todas laspartículas de abrasivo se convierte en un parámetro de mucha importancia cuandoel fabricante de recubrimientos especifica un perfil determinado para la superficie.Partículas más grandes cortarán demasiado profundo, dejando puntas muymarcadas que probablemente sobresaldrán del recubrimiento, esto favorecería a laoxidación. Para compensar dicha diferencia entre las cavidades más profundas y las


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puntas más altas, se tendría que aplicar varias capas de recubrimiento, lo queincrementaría el tiempo de trabajo y el costo total.

Las partículas grandes son utilizadas para quitar la abrasión múltiples capas depintura, corrosión pesada o lechada de concreto y dejan perfiles profundos en las

superficies.Los abrasivos tamaño mediano remueven óxido ligero, pintura floja, y escamas deacero delgadas. Las partículas pequeñas dejan perfiles superficiales y son idealespara el chorreado de abrasivo de metales de poco calibre, madera, plástico,cerámica y otras superficies semi-delicadas, además son muy recomendables paramarcar las superficies con algún logotipo que requiere de precisión en el corte delabrasivo

FORMA: Las diferentes formas en los abrasivos ofrecerán diferentes perfiles en lasuperficie siendo las dos principales configuraciones de los abrasivos la angular y

la esférica. Los abrasivos angulares trabajan mejor cuando se trata de desprendercapas pesadas de pintura y corrosión. El abrasivo esférico en cambio, es mejorpara remover escamas de fabricación y contaminación ligera., también es utilizadopara realizar el martilleo (shotpeening) para el relevado de esfuerzos. El martilleocrea una superficie uniforme comprimida que hace que los resortes y otros metalessujetos a alta tensión tengan mucho menos posibilidades de fallar.

DENSIDAD: Es la masa del abrasivo por volumen. Esta es la característica menos

determinante que se tiene que tomar en cuenta para realizar un trabajo de “SandBlast”, a menos que la diferencia de densidades sea muy amplia entre los distintos

materiales. En la medida en que el material sea más denso, será mayor la energíacon que se impacte contra la superficie.

DUREZA: La dureza del abrasivo determinará su efecto sobre la superficie que vaa ser tratada. Si el abrasivo es más duro que el sustrato, dejará un perfil sobre lasuperficie. 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 contaminación de la superficie sin remover el recubrimiento.La dureza del abrasivo está medida en la escala de Mohs siendo 1 tan suave comotalco y 15 materiales tan duros como el diamante. Los abrasivos del tipo de carburode boro, carburo de silicio y óxido de aluminio, estarán dentro del rango 10 al 13.

FRAGILIDAD: Con fragilidad nos referimos a la tendencia del abrasivo afragmentarse en partículas más pequeñas como consecuencia del impacto,mientras más frágil sea el abrasivo, menos veces puede ser reutilizado y más polvogenerará. La arena silica es extremadamente frágil debido a su composición decuarzo y nunca debe ser reutilizada. En el primer uso, más del 70% de la arena se

convierte en polvo desprendiendo peligrosas partículas de sílice, la gente expuestaal polvo de sílice, puede contraer una enfermedad llamada silicosis. La mayoría de


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los abrasivos fabricados y derivados de un producto, pueden ser reciclados variasveces, al igual que algunos abrasivos naturales como el granate y el pedernal. Laescoria de cobre y níquel se fractura en partículas más pequeñas que pueden serreutilizadas. La granalla de acero puede ser efectivamente reciclada unas 200veces o más.

Muchas variables afectan el rehusó que se dé al abrasivo, dentro de éstas están: lapresión de aire, dureza de la superficie y la eficiencia del equipo para sopleteo conchorro de abrasivo.

3.1. TIPOS DE ABRASIVOS.Los equipos para limpieza con chorro de abrasivos o “Sand Blast” pueden realizardiversas tareas como limpiar y preparar superficies para aplicación derecubrimientos, grabado de materiales, limpieza de contaminantes de la superficie,proporcionar acabados limpios y estéticos, difuminar defectos y marcas deherramientas, etc. Sin embargo es necesario elegir el abrasivo más adecuado deacuerdo a los resultados que desea obtener, ya que una mala elección del abrasivole puede traer problemas en el rendimiento de su equipo y los resultados seandeficientes.

3.1.1. ARENA SÍLICA.

Este abrasivo de bajo costo, se utiliza principalmente cuando se realizan trabajos enexteriores, ya que su precio es más económico y su uso no puede ser mayor a dosveces; en el primer uso, más del 70% de la arena se convierte en polvodesprendiendo peligrosas partículas de sílice, su avance es mediano y leproporciona un acabado mate, es importante considerar que su fragilidad es muy

alta por lo que es uno de los abrasivos que más polvo genera.Este abrasivo tiene un alto contenido de sílice por lo que puede presentar riesgos ala salud de los trabajadores y debe de utilizarse bajo estrictas medidas de seguridady siempre con el equipo de protección para el operador ya que puede producirledaños tan severos como la muerte.


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3.1.2.ÓXIDO DE ALUMINIO.

Imagen 3.3.Oxido de Aluminio

Este abrasivo angular es uno de los más populares en el mercado debido a surapidez en la limpieza, además de la profundidad en su corte y aceptable tasa dereutilización.

Su principal característica es la velocidad de limpieza y/o preparación de superficiespara aplicar recubrimientos, además, proporciona un excelente anclaje en lassuperficies lo cual es un requisito en la aplicación de recubrimientos. Con unaadecuada regulación de la presión y elección del tamaño de grano se puedenobtener diferentes resultados, que van desde la limpieza de materialesfuertementeadheridos a las superficies, hasta el grabado en vidrio, cerámica, resinas y otrosmateriales.La generación de polvo del óxido de aluminio es baja y es ampliamenterecomendable para cabinas y sistemas presurizados en cuarto ya que puede llegara tener una reutilización de 10 hasta 25 ocasiones. Al ser una partícula angular con

un alto nivel de abrasión, su avance en la acción de corte es notablemente rápidodejando un acabado mate. La duración de una boquilla con inserto de carburo detungsteno con un abrasivo de estas características disminuye considerablemente yaque se encuentra alrededor de 20 a 40 horas de trabajo.

3.1.3. CARBURO DE SILICIO.

Imagen 3.4. Carburo de Silicio

Es el abrasivo más duro, afilado y costoso en el mercado. Está clasificado como 13en la escala de Mohs’, haciéndolo ideal cuando se requiere un corte fino, pero

profundo, al igual que para remover residuos tratados con calor de partes

endurecidas. Este abrasivo tiene también un buen número de re-usos, ya quecuando las partículas se estrellan sobre la superficie y se fragmentan en partículas


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más pequeñas no pierden su filo, por lo que siguen teniendo una buena acción decorte a pesar de reducir su tamaño.El carburo de silicio es principalmente preferido por aquellos usuarios del chorreadode abrasivos que requieren una limpieza rápida con un buen anclaje y sincontaminación ferrosa, ya que debido a su alta dureza, el carburo de silicio limpia

mucho más rápido que cualquier otro abrasivo del mercado, esta rapidez en eltrabajo es de gran ayuda cuando se realizan grabados sobre cerámica, vidrio ymadera, ya que permite un corte más profundo con menos tiempo de exposición delchorro sobre la mascarilla. El rango de tamaños es muy amplio, va desde los muygruesos hasta los muy finos lo que permite desarrollar una amplia gama deacabados 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 queutilice boquillas de boro y recubra las paredes del área de trabajo con lámina de huleo acero.

3.1.4. PERLA DE VIDRIO.

Imagen 3.5.Perla de Vidrio

Este abrasivo esférico también conocido como micro esfera de vidrio esparticularmente útil para proporcionar acabado sobre superficies metálicas comoaluminio y acero inoxidable dejando un acabado satinado. Cuando losrequerimientos de mantenimiento exijan la limpieza de las piezas sin atacarviolentamente la superficie, se recomienda emplear perla de vidrio ya que el impactode la micro esfera sobre la superficie no desgasta significativamente el material,cualidad que la hace inadecuada si se va a pintar la pieza posteriormente.

La perla de vidrio es empleada en cabinas y cuartos con sistemas de succión ópresurizados para procesos de limpieza de moldes, remoción de rebabas, detecciónde defectos de soldadura en superficies metálicas y limpieza de superficies conmateriales ligeros como carbón o residuos en las superficies de pistones y válvulas,entre otros usos. La generación de polvo es baja, al igual que su velocidad delimpieza y puede reciclarse de 10 a 15 veces. La duración promedio de una boquillacon inserto de carburo de tungsteno es de 320 – 640 horas de trabajo.


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3.1.5. ESCORIA DE COBRE.

Imagen 3.6.Escoria de Cobre

Este abrasivo también conocido como "abrasivo negro" o "abrasivo ecológico" seobtiene principalmente de 2 fuentes: la fundición de metal (cobre y níquel) y las

calderas para generar poder eléctrico (carbón). La escoria de cobre ha aumentadosu demanda debido a su capacidad de limpieza, disponibilidad bajo contenido desílice (menos del 1%), gran rango de medidas y su relativo bajo costo. Sus partículasduras y angulares le otorgan gran velocidad y capacidad de corte, haciéndolaperfecta para una gran cantidad de usos. En algunas aplicaciones, quizá seanecesario reducir la presión del aire para evitar que las partículas de la escoria decobre se inserten en el acero. La principal desventaja al usar escoria de cobre es sualta fragilidad, debido a la cual genera gran cantidad de polvo y limita su rehusó,además de que la escoria debe ser revisada de estar libre de contaminantes antesde comenzar a usarla.

3.1.6- GRANALLA DE ACERO.

Imagen 3.7.Granalla de Acero

Este abrasivo se encuentra en dos presentaciones: angular y esférica.

La esférica se usa regularmente en las máquinas granalladoras y tiene un ataquemenos violento sobre la superficie, la aplicación de la granalla esférica sobreestructuras metálicas, ayuda a mejorar la resistencia a la fatiga de las piezas, esteproceso es conocido como shotpeening o martilleo. La granalla angular laencontramos más frecuentemente en los equipos de “Sand Blast” y debido a su peso

y dureza. Pues es considerado el abrasivo más pesado, es magnífico para realizar

preparación de superficies en aplicación de recubrimientos ya que deja un anclajemuy profundo.


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Es importante contemplar que si se trabaja con granalla de acero angular sobremateriales que no vayan a ser recubiertos, algunas partículas pueden incrustarsesobre la superficie lo cual generará brotes de oxidación en el futuro. La granalla deacero es el abrasivo que más se utiliza para hacer limpiezas para preparación desuperficie ya que otra ventaja del gran peso de su partícula es la baja generación de

polvo y como ya se ha mencionado su anclaje profundo es ideal para la aplicaciónde recubrimientos de alta tecnología

Puede ser reutilizada 40 y en algunos casos hasta 200 veces. La duración de unaboquilla con inserto de carburo de tungsteno con granalla, varía de entre 500 – 800horas de trabajo.

3.1.7. MEDIA PLÁSTICA.Este abrasivo de bajo impacto está fabricado de resinas plásticas que pueden serde plástico reciclado o manufacturado específicamente para el chorreo de abrasivos,tiene una dureza entre 3 y 4 en la escala de Mohs.

Fue hecho originalmente para la remoción de recubrimientos en armazones deaviones y componentes de naves espaciales tiene la particularidad de removercualquier recubrimiento de casi cualquier producto ya que la partícula de plástico esmás dura que el recubrimiento pero más suave que las superficies y puede limpiarsin dañar superficies delicadas como aluminio, latón, cobre, magnesio, acerodelgado y titanio.

Sus principales aplicaciones son en la limpieza de maquinaria industrial, troqueles,moldes exteriores de aluminio, acero, fibra de vidrio, equipo de apoyo especial,

sistemas de armas, paneles plásticos, cascos de embarcaciones marinas, etc.Puede ser usada para quitar prymer, pintura, poliuretano, químicos resistentesadheridos a superficies, contaminantes y hasta carbón acumulado.

La media plástica por el tipo de material y su dureza está dividida en varios tiposdentro del rango de 3 a 4 Mohs y de acuerdo a la especificación miliar de los EstadosUnidos se cataloga en MIL SPEC Tipo I (3.0 Mohs’) Resina de Poliéster, MIL SPECTipo II (3.5 Mohs’) Resina de Urea Formaldehido, MIL SPEC Tipo III (4.0 Mohs’)

Resina de Melanina y MIL SPEC Tipo IV (3.5 Mohs’) Resina de Fenol Formaldehido.

Todos pueden ser usados para el blasting, pero su capacidad de remoción y avancevariarán de acuerdo al tipo de material. Las clasificaciones del tamaño del granovarían y van desde la 8 a la 100, sin embargo ya que este abrasivo se utilizaprincipalmente para remoción de recubrimientos los estándares son:12/16,18/20,20/30,30/40.

3.1.8. BICARBONATO DE SODIO (SODA BLAST).El bicarbonato de sodio se convierte en una excelente opción cuando se requierelimpiar recubrimientos, pinturas, contaminación, grasa, oxidación, grafiti, etc. ensuperficies de ladrillo, concreto, mármol, cantera, madera, polímeros, fibra de vidrio,

aluminio, acero, etc.


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Este abrasivo es sumamente útil para las empresas dedicadas al mantenimiento deedificios históricos, monumentos, esculturas de mármol ya que el daño sobre lasuperficie es casi inexistente y el desecho es soluble al agua.

Este abrasivo permite inclusive remover pintura de vidrio sin esmerilarlo y puede

llegar a remover oxidación y algunos recubrimientos de tecnología. Su uso serecomienda básicamente en equipos especialmente diseñados para manejo debicarbonato de sodio ya que se requieren condiciones especiales para el correctoflujo del abrasivo. También puede utilizarse en sistemas secos, sin embargo, estono es muy recomendable ya que al ser una partícula tan fina genera demasiadopolvo por lo que su uso está prácticamente sujeto a equipos con sistemas desopleteo húmedo que eliminan el 100% de la generación de polvo al ser un abrasivosoluble, biodegradable y utilizado con sistemas de sopleteo húmedo (wetblast) seconvierte en una gran alternativa cuando se requiera trabajar en lugares cerrados,o en condiciones donde no se pueda generar polvo y el manejo de desechos de

arena y lodo sea complicado. Existen algunas mezclas de bicarbonato de sodio,pero generalmente en cuanto a tamaño solamente tiene una presentación.

3.1.9. PLÁSTICO TERMOESTABLEEl plástico termoestable es otro material utilizado para el arenado de fibra de vidrio.El arenado termoestable implica el uso de diminutas cuentas de plástico blando(urea, melamina o acrílico) en alto volumen y baja presión para eliminar partículasde la superficie, imprimación, pintura y relleno, según los autores "Hot Rodder'sBible". Burguer, Gerry y Hendrickson, Steve, 2000.El arenado plástico termoestable es económico y rápido pero ineficaz al eliminar el

óxido de las superficies de fibra de vidrio.3.2. ABRASIVOS AGRÍCOLAS

Imagen 3.8.Abrasivos Agrícolas

Existe una gran variedad de abrasivos agrícolas. La “cáscara de nuez” y el "olote demaíz” se encuentran dentro los más populares. Estos abrasivos agrícolas son ligerosy suaves, y si son utilizados con el equipo, la técnica y la atención adecuada puedenremover pintura de la madera, plástico, metales de calibre ligero y otras superficiesduras. Este tipo de abrasivo es utilizado para limpiar motores eléctricos sin dañar lalámina y los cables aisladosSin embargo su uso no es muy común y frecuentemente existen problemas para

tener un suministro adecuado.


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3.2.1. OLOTE DE MAÍZ GRANULADO.Es un abrasivo derivado del sub-producto de la mazorca del maíz, el cual sepresenta en diferentes graduaciones para aplicaciones mediante el sistema de“Sand Blast”. Su uso es principalmente para limpieza y pulido de piezas ya sean

metálicas, plásticas de vidrio o cerámica.

Sus propiedades son sobresalientes por no crear atmosferas contaminantes y sepuede usar en partes móviles como acoplamientos articulados, baleros de acero,sub estaciones eléctricas, tanques de combustible y esferas de gas por la seguridadque ofrece el ser material no conductor ni productor de electricidad.

3.2.2. CÁSCARA DE ARROZ.El arenado de cáscara de arroz implica el uso de la cáscara de arroz o capa másexterna del arroz, en tratar las superficies. El material es disparado por una ráfagade aire a presión para eliminar la grasa, suciedad y óxido de la superficie de fibra devidrio. La cáscara de arroz, un abrasivo natural orgánico, no tiene efectosambientales adversos.

3.2.3. GRANO DE MAÍZ.El grano de maíz es un material de arenado ecológico que no deforma ni atacaquímicamente las superficies de fibra de vidrio. Es menos abrasivo que la arena yno causa riesgos ambientales o de salud, además de ser reutilizable. El grano demaíz se encuentra disponible en diferentes calidades y tamaños de partículas yelimina la suciedad, grasa, pintura y óxido de las superficies de fibra de vidrio.

3.2.4. CÁSCARAS DE NUEZ.Las cáscaras de nuez son un medio de arenado suave y abrasivo que limpian lassuperficies de fibra de vidrio sin causar ningún daño. Se utilizan en máquinas dearenado de alta presión para el acabado de fibra de vidrio, operaciones dedesbarbado.Las cáscaras de nuez son reciclables, biodegradables, no tóxicas e ideales para lalimpieza de piezas de automóviles de fibra de vidrio, turbinas y superficies deembarcaciones.


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CAPÍTULO 4.

NORMAS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD

4.1. NORMAS QUE RIGEN EL SAND BLAST.Los grados de limpieza de superficies metálicas, están especificados por variasnormas, siendo la más extendida la norma SIS 055900 SWEDISH, transformadaposteriormente en ISO 8501-1: 1988, considerando los grados de preparación de lasuperficie en relación con el estado inicial del acero a pintar. Estas normas serefieren a acero envejecido, pero que nunca ha sido tratado con pintura.Los estados del metal desde su fabricación hasta la completa corrosión, de mejor apeor, vienen definidos de acuerdo a estas normas por las letras A, B, C y D.

A) Superficie de acero completamente recubierta con cascarilla de laminación ocalamina y con trazas de óxido. (El grado A lo presenta el acero poco tiempodespués de su laminación en caliente).

B) Superficie de acero que ha iniciado su corrosión y de la que ha empezado adesprenderse la cascarilla de laminación (El grado B lo presenta la superficie deacero laminado en caliente después de haber permanecido expuesta a laintemperie, sin protección, en una atmósfera medianamente corrosiva, durante 2 ó3 meses).

C) Superficie de acero de la que la corrosión ha hecho saltar la totalidad de lacascarilla de laminación, pero que todavía no presenta picaduras detectables asimple vista. (El grado C lo presenta la superficie de acero expuesta a la intemperie,sin protección durante 1 año, aproximadamente).

D) Superficie de acero de la que se ha desprendido la totalidad de la cascarilla delaminación y en la que se observan picaduras a simple vista. (El grado D lo presentala superficie de acero expuesta, sin protección, unos 3 años).

4.1.1. GRADOS DE PREPARACIÓN.

A partir de cada uno de los estados iniciales se definen varios tipos de preparación,denominados con las siglas St, Sa o FI.St: Rascado, cepillado, picado, por medios manuales o mecánicos.Sa: Chorreado abrasivoFI: Limpieza a la llama (proceso obsoleto)


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El estado inicial A sólo admite preparación por chorreado abrasivo (Sa), únicométodo que permite eliminar la calamina. En lo sucesivo sólo se considerarán losgrados St y Sa, ya que el flameado se utiliza muy poco en la práctica.La norma ISO 8501 sirve como método de evaluación visual de la limpieza desuperficies y es de uso habitual para el establecimiento de sistemas de pintado.

Esta norma se divide en 4 partes.

EN ISO 8501-1:2007 – Grados de oxidación y de preparación de sustratosde acero no pintados y de sustratos de acero después de estar totalmentedecapados de revestimientos anteriores.

EN ISO 8501-2:2001 - Grados de preparación de sustratos de aceropreviamente pintados, después de la eliminación localizada derevestimientos anteriores

EN ISO 8501-3:2007 - Clases de preparación de soldaduras, esquinas y otras

zonas con imperfecciones de superficie. EN ISO 8501-4:2006 – Condiciones iniciales de la superficie, grados de

preparación de superficie y grados de flash rúst. de las preparadas

Los diferentes grados utilizados según la norma ISO 8501-1: 1988

Sa 3.-Eliminar la totalidad del óxido visible, cascarilla de laminación, pintura vieja ycualquier materia extraña. Limpieza por chorreado hasta metal blanco. El chorro sepasa sobre la superficie durante el tiempo necesario para eliminar la totalidad de la

cascarilla de laminación, herrumbre y materias extrañas. Finalmente, la superficiese limpia con un aspirador, aire comprimido limpio y seco o con un cepillo limpio,para eliminar los residuos de polvo de abrasivo. Color superficial uniforme.

Sa 2 ½.-Chorreado abrasivo hasta metal casi blanco, a fin de conseguir que por lomenos el 95% de cada porción de la superficie total quede libre de cualquier residuovisible. Chorreado muy cuidadoso. El chorro se mantiene sobre la superficie eltiempo necesario para asegurar que la cascarilla de laminación, herrumbre ymaterias extrañas son eliminados de tal forma que cualquier residuo aparezca sólocomo ligeras sombras o manchas en la superficie. Finalmente, se elimina el polvode abrasivo con un aspirador, con aire comprimido limpio y seco o con cepillo limpio.Sa 2.-Chorreado hasta que al menos los 2/3 de cualquier porción de la superficietotal estén libres de todo residuo visible. Chorreado cuidadoso. El chorro se pasasobre la superficie durante el tiempo suficiente para eliminar la casi totalidad decascarilla de laminación, herrumbre y materias extrañas. Finalmente se elimina elpolvo abrasivo con un aspirador, con aire comprimido limpio y seco o con un cepillolimpio.

Sa 1.-Chorreado ligero o soplado con abrasivo, por chorro de agua a alta presión(high-pressure wáter jetting)


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4.2. MEDIDAS DE SEGURIDAD. Aunque puede considerarse que el ‘Sand Blast” es un riesgo emergente en el sectorindustrial, el chorreado con arena es un riesgo laboral conocido y regulado desdemediados del siglo pasado.

Es un hecho probado que el sandblasting o limpieza abrasiva con arenas que

contienen sílice cristalina puede ocasionar enfermedad respiratoria grave o mortal.Como en cualquier otro riesgo, esta enfermedad profesional depende de factorescomo la intensidad, frecuencia y duración de la exposición, así como otroscondicionantes individuales de la persona expuesta.Existen tres tipos de silicosis, determinados por la concentración aerotransportadade sílice cristalina:

Silicosis crónica. Suele aparecer después de diez o más años de exposicióna la sílice cristalina con exposición a concentraciones relativamente bajas.

Silicosis acelerada. Resulta de la exposición a altas concentraciones de

sílice cristalina y se contrae de cinco a diez años después de la exposicióninicial.

Silicosis aguda. Se da cuando las concentraciones de exposición son muyelevadas, pudiendo ocasionar los síntomas en una horquilla temporal que oscilaentre unas cuantas semanas a cuatro-cinco años después de la exposición inicial,según consta en la literatura médica [Peters 1986; Ziskind et al. 1976].

La silicosis (en especial la forma aguda) se caracteriza por dificultad de respiración,fiebre y cianosis (piel azulada por déficit de oxígeno); puede diagnosticarseerróneamente como edema pulmonar (fluido en los pulmones), neumonía o

tuberculosis. Puede cursar con otras complicaciones, pues las infecciones fúngicaso micro-bacterianas agudas complican a menudo la silicosis, pudiendo llegar a sermortales por sí mismas dichas manifestaciones. Aproximadamente la mitad de lasinfecciones micro-bacterianas son ocasionadas por Micobacterium tuberculosis, deahí la posibilidad de un error diagnóstico inicial. Las investigaciones muestran deordinario los pulmones llenos de sales de sílice y un material proteínico, evidenciamédica que resulta concluyente para establecer la etiología de la enfermedad


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4.2.1. ASPECTOS CLAVE DE LA SEGURIDAD.

REVISIÓN PREVIA DEL ESTADO DE M ANGUERAS: Rotura de manguerassometidas a alta presión. (Revisión previa del estado de las mismas y Colocaresposas y medios de aseguramiento para evitar el efecto látigo en caso de

rotura. En caso de que se usen abrazaderas las mismas deben serrecomendadas por el fabricante para uniones sometidas a alta presión)

POLVO EN EL AIRE: Este es uno de los peligros más graves asociados alchorreado de arena. Al evaluar este riesgo, es importante tener en cuenta laconcentración de polvo y el tamaño de las partículas. Las partículas másgrandes, consideradas como una “molestia”, normalmente se filtran en lanariz y la garganta. Las partículas más pequeñas (10 micrones o máspequeñas) pueden superar el sistema de filtrado de los pulmones y penetrarprofundamente en el sistema respiratorio, donde pueden causar dañosgraves. Es necesario emplear equipos de protección respiratoria cuando enel entorno de trabajo encontramos partículas pequeñas.

SUMINISTRO DE AIRE: Se deben usar respiradores con suministro de airecuando se trabaja en salas confinadas para el chorreado, al emplearunidades portátiles en áreas sin confinamiento, y en cualquier otracircunstancia que el operario no se encuentre separado físicamente delmaterial abrasivo. Obviamente, al emplear líneas de aire y compresores, espreceptivo asegurarse que el tubo de admisión del aire está localizado en

una zona donde el aire es limpio. Conviene monitorizar este punto decaptación del aire limpio de forma permanente para asegurar la seguridad delos chorreadores.

PRECAUCIONES DE LIMPIEZA Y M ANEJO DE PRODUCTOS ABRASIVOS: Elpolvo acumulado debe eliminarse de forma segura evitando que pueda serinhalado por los trabajadores. En cuanto al manejo y almacenamiento de losproductos abrasivos, hay que tener presente que suponen unacontaminación localizada. Así, los trabajadores que manipulan productosabrasivos de forma manual deben usar respiradores con filtro de partículas.

TRABAJ ADORES CON EXPERIENCIA: Los trabajadores que manejen el equipode Sandblasting, deben tener suficiente experiencia en esta tarea y conocerlos riesgos de la operación así como las medidas de control


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4.2.2. EQUIPO DE SEGURIDAD.El operador debe usar el equipo de protección personal recomendado: guantes decuero, camisa manga larga, botas de seguridad, capucha con suministro de aire,tapones auditivos y el ayudante deberá usar casco y botas de seguridad, mascarillacon filtro para polvo, mono lentes de seguridad y tapones auditivos

GUANTES DE CUERO.Diseñados a partir de cuero especial para trabajos de chorro y para ser confortables

Imagen 4.1.Guantes para Chorreado

Principales características: De alta resistencia y flexibilidad, absorben la humedad de las manos del

operario. Excelente resistencia al calor, chispas y abrasión

C AMISA DE M ANGA L ARGA U OVEROL.

Imagen 4.2.Buzo de Chorreado

Principales características: Gran flexibilidad de movimientos. Ligero y resistente a la abrasión.

Evita los impactos producidos por el rebote de la granalla.C ALZADO.El calzado puede ser con botas de seguridad o en su defecto con protectores depiel hasta la rodilla para así evitar el contacto de abrasivo con pies y tobillos.


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Imagen 4.3.Calzado para Chorreado

Principales características: Fabricado en cuero de alta resistencia. Cierre de velcro, cubren el empeine y espinilla protegiéndolos del impacto

del abrasivo. Protector interior para evitar posibles golpes en esa zona.

ESCAFANDRAS.

El acabado por pulverización origina un tipo de roció y emanaciones toxicas devapores peligrosos. Por tal motivo se recomienda que toda persona que participedurante el proceso de “chorro de arena” o “Sand Blast” utilice escafandras para

operador las que le brindan protección contra el golpeo del abrasivo y evitan tambiénque el polvo sea respirado y con esto evitar enfermedades como la silicosis.

En cualquiera de sus versiones las escafandras deben protegen la cara, el cuello yel pecho de su operador del rebote de las partículas de abrasivo.

Imagen 4.5.Escafandra Típica.

Diseñada para un chorreo de abrasivo de exigencia ligera o mediana, aplicación depinturas o recubrimientos y en aquellas aplicaciones en donde no se requiera unaprotección especial en la cabeza del operador. Su poco peso ayuda a reducir lafatiga del operador en la operación y le permite una gran movilidad.

Principales características: Protege cabeza, pecho y espalda del rebote del abrasivo. Alimentación de aire con válvula reguladora del flujo del aire. Su cuello ayuda a mantener una presión positiva dentro de la capucha

manteniendo los contaminantes fuera de ella.


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FILTRO DE AIRE.El filtro de aire para operador es utilizado en conjunto con las escafandras, pueselimina partículas de hasta 5 micrones, así como la humedad y los humos de aceitede la línea de aire que va desde el compresor a la escafandra. Provee al operador

aire seco y seguro.Contiene un cartucho interior de carbón activado que es intercambiable

Imagen 4.6.Filtro de Aire

Principales características: Requerimiento de aire de 7 PCM a 60lbs de presión aproximadamente. El rendimiento del cartucho de aire es de aproximadamente 6 meses con 1

turno y 1 operador. Altura del filtro 21" Tramo de manguera de 8m


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∙C ARTUCHO DE REPUESTO PARA FILTRO DE AIRE.Este tipo de filtros de aire cuenta con un cartucho desechable el cual se debe de

reemplazar cada determinado tiempo y está constituido de la siguiente forma.

A) Fieltro para respiración.B) Algodón cardeado para remover partículas.C) Fieltro para eliminar partículas.D) Carbón activado para absorber olores y humedad.E) Aluminio activado para absorber aceites y humedad.F) Algodón cardeado para eliminar partículas

Imagen 4.7. Recreación del Interior del Filtro de Aire


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CAPÍTULO 5

PROCESO DE CHORRO DE ARENA

Este sistema consiste en la limpieza de una superficie por la acción de un abrasivogranulado expulsado por aire comprimido a través de una boquilla. La limpieza con“Sand Blast” es ampliamente usada para remover óxido, escama de laminación y

cualquier tipo de recubrimiento de las superficies preparándolas para la aplicaciónde un recubrimiento.El chorreado es un método muy extendido y aplicado en multitud de los sectoresindustriales. La principal ventaja es la rapidez, el ahorro en la gestión de residuos

contaminantes que no se generan al ser un proceso limpio sin agentes químicos, larugosidad que se consigue y el nivel de acabado, entre otros. Hay diferentes tiposde chorreado los cuales con características diferenciadas.Básicamente podemos agrupar el chorreado mediante aire comprimido en dosfamilias:

5.1. CHORREADO SECO.

5.1.1 CHORREADO SECO A SUCCIÓN.Un equipo de chorreado frecuentemente viene compuesto por una cabina o

envolvente metálica, un sistema de filtración del polvo generado en su interior, lapistola de proyección de abrasivo, iluminación y guantes integrados en la cabina (pornormativa no está permitido el uso oberturas o cualquier sistema para introducir lasmanos que no sea estanco).


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Un equipo a succión recibe este nombre gracias a la pistola de proyección, ya quesu funcionamiento se basa en el efecto venturi. El aire al atravesar la pistola a granvelocidad genera una “succión” en la obertura inclinada donde va conectada una

manguera de la pistola a la tolva. El abrasivo de la tolva se ve succionado y una vezllega a la pistola, se mezcla y es proyectado junto con el aire a gran velocidad.Una pistola de succión se distingue por tener dos mangueras, una para el paso delaire del compresor y otra para comunicar la pistola con la tolva que acumula elabrasivo. El diámetro del inyector es el que define la cantidad de aire que sale de lapistola y la boquilla establece la superficie que se cubre al chorrear.

5.1.2. CHORREADO SECO A PRESION.Un equipo de chorreado a presión viene compuesto por los mismos elementos queuna máquina de chorreado seco a succión. La diferencia más importante radica en

la pistola. Ahora la pistola tiene una sola manguera que porta la mezcla de abrasivoy el aire a presión. Un equipo presurizado se encarga de proyectar el aire a presióny a la vez hace de depósito de abrasivo, la tolva deja de hacer esa función.

Figura 5.2. Equipo de chorreado seco apresión.Fuente: http://blog-abrasivosymaquinaria.blogspot.mx/

Al chorrear es el equipo presurizado el que hace y dirige la mezcla de aire y abrasivohacia la pistola, el abrasivo cae a la tolva que conduce el abrasivo al equipopresurizado cerrando el ciclo. Cabe la posibilidad de intercalar un ciclón separadorde partículas con la función de eliminar del circuito de abrasivo cascarillas y restosde residuos eliminados durante el chorreado.

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5.2. CHORREADO HUMEDO.Un equipo de chorreado húmedo viene compuesto por la envolvente metálica, losguantes integrados, iluminación interior, cristal con limpiaparabrisas, pistola y bombade impulsión. A diferencia con los equipos en seco, la máquina en húmedo no

necesita sistema de filtración ya que al chorrear con agua no se genera polvo.

Figura 5.3. Equipo de chorreado húmedo.Fuente: http://blog-abrasivosymaquinaria.blogspot.mx/

El polvo queda retenido en el agua y será evacuado con los residuos de chorreado.La tolva se encarga de retener el agua y el abrasivo.Otro elemento diferencial es la bomba de impulsión de abrasivo o también llamadocompresor, su misión, impulsar el abrasivo mezclado con el agua desde la tolva

hacia la pistola. La pistola tiene dos mangueras como la de succión, en una pasaaire a gran velocidad, por la otra, la mezcla de agua y abrasivo impulsada por labomba.La bomba de impulsión no da fuerza al fluido, simplemente sube la mezcla a lapistola para que sea el aire a presión quién haga la función del chorreo.

5.3. PROCESO DE CHORRO DE ARENAPara hacer el trabajo de limpieza por “chorro de arena” lo primero que hay que cuidar

es la ubicación de los componentes del equipo, el tipo de trabajo requiere muchafuerza y resistencia por parte de los operarios, por lo que se procura que loscomponentes del equipo y los materiales se encuentren lo más cerca posible; laubicación del compresor debe estar muy próxima al área de trabajo pero cuidado suorientación en algunos trabajos se labora cerca de productos inflamables y que losmotores de los compresores generan chispas o corrientes que pueden causarexplosiones o incendios. El compresor se debe ajustar a un máximo de 120 PSI ycalentarse antes del trabajo por unos diez o quince minutos.Pero lo más importante es la proximidad del abrasivo a utilizarse con la olla detrabajo, lo suficientemente cerca para su fácil llenado, pero teniendo en cuenta quesi se trabaja con arena cernida, la arena de desecho nos puede obstruir el área de

trabajo.

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En caso de usarse arena de arrollo, rio o mar, esta debe de encontrarse seca, librede impurezas y de preferencia con la menor cantidad de polvo posible. El cernido serealiza para encontrar cierta uniformidad en la granulometría y evitar obstruccionesal equipo. El cernido se recomienda hacerse dos veces, una para la separacióninicial de los granos más grandes y el segundo de preferencia se hace sobre la olla

de trabajo durante el llenado para evitar que se introduzca materia extraña duranteel llenado, así como para mejorar la uniformidad del grano.Es recomendable el manejo de cuadrillas de por lo menos dos operarios y dosayudantes para evitar que se produzca demasiada fatiga en los mismos, esimportante tener al operario siempre a la vista y comunicando con alguien más o ensu defecto con una “línea de vida” (atar al operador con una cuerda que el otro

extremo se encuentra fuera del área de trabajo) por si llega a tener una complicacióndurante la operación. Nunca se debe dejar a nadie trabajando solo y sincomunicación.La presión del sopleteo es muy peligrosa, se corre el riesgo de sufrir lesiones si setiene contacto con el chorro de abrasivo, es algo que se debe tener muy en cuentapara evitar accidentes por la falta de concentración.

La operación se inicia con el conectado y asegurado de mangueras y conexiones elcompresor deberá calentarse previamente y mientras tanto se puede asegurar lasconexiones, andamios y se procederá al llenado de la olla.Se recomienda el uso de manguera de abrasivo con diámetros menores interiores 1¼” y lo más corta posible, aunque por lo general ese tipo de mangueras se vende

en tramos de 50”, se debe tomar en cuenta la existencia de menor número de

mangueras, conexiones, curvas, cambios de dirección, etc. Para evitar pérdidas depresión en la mismas.

La válvula de abrasivo es el corazón del equipo, la misma debe regularsecorrectamente ya que un exceso de abrasivo se traduce en exceso de polvo,incremento en los costos y en sofocamiento del equipo, lo que nos lleva a hacerparos continuos para limpiar las mangueras boquillas y olla.

Imagen 5.4. Válvula de Abrasión


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El diámetro interior de la manguera de abrasivo se recomienda que se escoja enfunción del diámetro, así mismo, se debe de tomar en cuenta que este tipo demangueras se fabrican a base de goma natural y tratadas con para prevenirdescargas eléctricas generadas por cargas estaticas.Para la selección del equipo lo principal que se debe tomar en cuenta es:

A compresores más grandes, mayor diámetro de la boquilla que puedeusarse.

A mayores diámetros de boquilla, más rápido se completa el trabajo.Imagen 5.5. Válvula de Control Remoto de Olla

Fuente: http://www.chipaxa.com/paginas/EquipoPresurizadoControlRemoto.htm

Antes del inicio del sopleteo se cierra la válvula de desfogue y se ajusta la válvulade control de abrasivo para evitar el paso del mismo: es recomendable no poner laboquilla en el porta boquillas para comprobar que la corriente de aire paselibremente, después se abre la válvula de aire se coloca entonces la boquilla y seabre entonces la válvula de llenado del tanque; entonces habrá presión en la olla yflujo de aire en la manguera arenadora.

En caso de que no se presentara algún tipo de complicación hasta el momento,entonces se empieza a abrir la válvula de control de abrasivo buscando que eloperario pueda avanzar rápidamente con el trabajo de tal manera que no haya

demasiado abrasivo como para sofocar la corriente de aire. Se debe mantener laboquilla lo suficiente cerca de la superficie para evitar pérdidas de fuerza.Una boquilla común y corriente debe de mantenerse a unos 30 centímetros de lasuperficie (algunas boquillas especiales pueden distanciarse más), sopletearordenadamente; mover la boquilla de atrás hacia adelante y de adelante hacia atrássobre una pequeña área hasta dejarla limpia: no se debe de mover la boquilla acapricho. Se debe mover la boquilla lentamente, pues el trabajo no debeapresurarse, en caso de especificación o metal blanco o casi blanco debe procurasela eliminación de la escama de laminación.

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Es recomendable comenzar con las áreas de más difícil acceso tales como vigas,escaleras, cubiertas y áreas elevadas, ya que en poco tiempo se acumulara elmaterial de desecho y polvo del propio trabajo y esto dificultara las maniobras cadavez más.Al momento de echar el abrasivo en el depósito, el operario hará una señal

convenida de antemano con el ayudante para suspender la operación y proceder alarenado. El ayudante cerrara la válvula de control de abrasivo, seguido de la delllenado del tanque y el aire a la manguera. Después abrirá la válvula de desfoguepara aliviar la presión dentro de la olla; finalizando el procedimiento se puedecomenzar al rellenado de la olla.Un operario experimentado, trabajando con una boquilla de 3/8”, con equipo

apropiado y buen abrasivo puede limpiar a metal blanco no más de 15m2 por hora.

5.4. DESCRIPCIÓN PASO A PASO

A. Se cierran las válvulas de aire.B. Baja el flotador por gravedad.C. Se llena la olla de abrasivo.D. La válvula de desfogue se debe cerrar.E. Se abre la válvula de aire para llenar la cámara.F. El flotador sube con la presión y sella la cámara.G. Se abre la válvula de suministro de aire hacia la manguera de sandblasteo.H. La válvula arenadora controla el suministro de arena.I. Se procede a la limpieza.J. Al terminarse el abrasivo se cierran las válvulas de aire.K. Se abre la válvula de desfogue.L. Cae el flotados por gravedad y se comienza el otro ciclo


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CONCLUSIONESLa monografía aquí presentada, es el resultado de un arduo estudio e investigación,pues al adentrarme al estudio del proceso de abrasión por “Sand Blast” o "chorro de

arena”, descubrí que esta técnica resulta ser una excelente opción para limpiar

cualquier material o superficie.

Pues, considero que este método es sumamente practico, económico y accesiblepara preservar la vida útil de la maquinaria industrial o ayudar a mejorar eldesempeño de algunos artistasEs por lo anterior, que considero que ante el desgaste ecológico actual, del cualtodos somos responsables, me resulto obligatorio indagar sobre las opciones queno presenten efectos ambientales adversos y así poder aseverar que el proceso de“Sand Blast” o “chorro de arena” es tanto eficiente como amable con la naturaleza.Motivo por el cual, el incentivar la utilización de la abrasión por “Sand Blast” o “chorro

de arena” tanto en la industria como entre cualquier lector que le resulte necesario

y viable este proceso es sumamente interesante conocer los beneficios ecológicosque otorga y los costos moderados que genera pues el implementar este método deabrasión es la mejor opción.


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