Las cargas y los campos eléctricos se utilizan para atraer partículas de recubrimiento al objetivo

El acabado por pulverización electrostática muestra un menor uso de material de recubrimiento en comparación con los métodos de acabado por pulverización tradicionales

El término electrostática o acabado por pulverización electrostática se refiere a un proceso de acabado por pulverización en el que las cargas eléctricas y los campos eléctricos se utilizan para atraer partículas de material de recubrimiento atomizado al objetivo. En los tipos más comunes de sistemas electrostáticos, se aplican cargas eléctricas al material de recubrimiento y el objetivo está conectado a tierra, creando un campo eléctrico.

Las partículas cargadas del material de recubrimiento, son atraídas por el campo eléctrico a la superficie del objetivo conectado a tierra, debido a la atracción de cargas eléctricas opuestas. Otros tipos menos comunes de sistemas electrostáticos, aplican una carga eléctrica al objetivo y poner a tierra el material de recubrimiento, o aplicar cargas eléctricas opuestas al material de recubrimiento y al objetivo.

Debido a esta interacción entre el material de recubrimiento y el objetivo, se crea una barrida electrostática sobre la superficie del objetivo. Esta barrido genera una mejor cobertura del material de recubrimiento debido al minucioso patrón de repetición en la aplicación, que es resultado de la fuerza de atracción eléctrica.

El acabado por pulverización electrostática muestra un menor uso de material de recubrimiento en comparación con los métodos de acabado por pulverización tradicionales. Debido a esto, el acabado electrostático se considera una manera eficaz de obtener una superficie uniforme con un solo pase de aplicación. Además, gracias a la barrido de cargas eléctricas, el material de recubrimiento no se desperdicia ni cae al suelo o alrededor del objetivo. Esto ayuda a reducir la contaminación proveniente del proceso de acabado por pulverización y también permite una mayor precisión en la aplicación del material de recubrimiento.

También hay otros beneficios de utilizar acabado electrostático, como una mayor adherencia del material de recubrimiento, una mayor resistencia a la corrosión y una mejor resistencia al calor. Por esta razón, el acabado electrostático se ha convertido en el preferido para muchas aplicaciones industriales. Sin embargo, el proceso de acabado electrostático es también el más costoso de los métodos de acabado por pulverización convencionales, en gran parte debido a su alto costo en equipos y materiales. Por lo tanto, hay que analizar con cuidado los costos del acabado electrostático con respecto a los beneficios que se obtienen para determinar si el proceso es adecuado para una determinada aplicación.

¿Por qué utilizar el acabado por pulverización electrostática?

La carga electrostática por aspersión mejora la eficiencia de transferencia del equipo de acabado por pulverización. Las mejoras en la eficiencia de transferencia se deben a que las fuerzas electrostáticas ayudan a superar otras fuerzas, como el impulso y el flujo de aire, que pueden provocar que los materiales atomizados no lleguen al objetivo deseado. Los métodos electrostáticos ahorran material de recubrimiento, tiempo y mano de obra.

Más material se atrae y se adhiere al objetivo, y menos material se pierde en la cabina de pulverización y en su entorno. Los métodos electrostáticos también reducen las emisiones de disolventes al aire ya que se necesita menos material de recubrimiento para recubrir cada pieza.

Los materiales de recubrimiento pueden ser mezclados con sistemas de carga electromagnética para lograr una mayor eficiencia. Esto permite una mayor precisión en la aplicación del material de recubrimiento, lo que resulta en acabados superiores y mayores costos operativos. Si el material de recubrimiento es procesado correctamente, los equipos de acabado electrostático reducen la necesidad de soluciones de limpieza y reducen los tiempos de inactividad entre cambios de material, lo que reduce aún más la cantidad de material utilizado.

Además, los sistemas de carga electrostática mejoran la resistencia al agua y a la intemperie de los materiales recubiertos, haciendo que los mismos sean más duraderos. Por lo tanto, el uso del sistema electrostático en la aplicación de materiales de recubrimiento es una excelente opción para mejorar la calidad y la eficiencia de los procesos de recubrimiento.

Los sistemas electrostáticos para recubrimiento están disponibles en una variedad de tamaños para adaptarse a cualquier espacio de trabajo. Está disponible en modelos que van desde equipos de alto rendimiento hasta equipos de gama baja y de escala media para satisfacer las necesidades de aplicación de materiales de recubrimiento de cualquier usuario.

Tipos de sistemas electrostáticos

Los sistemas de acabado por pulverización electrostática pueden ser automáticos o manuales. Esto significa que el proceso de aplicación de pintura para la producción industrial puede ser automatizado o realizado por un operador humano. Dependiendo del material a pintar y el tipo de acabado deseado, uno u otro método puede ser más adecuado. Si la superficie es lenta para recibir la pintura, entonces un operador humano es preferible, ya que será más preciso en la distribución de la pintura sobre la superficie. Por el contrario, si la superficie es fácil de pintar, el uso de un sistema automático resultaría mucho más eficiente.

Dependiendo de la aplicación, pueden ser necesarias diferentes cantidades de pintura para obtener el acabado deseado. Para lograr los mejores resultados con la menor cantidad de desperdicio, los sistemas automáticos pueden ser configurados para ajustar la cantidad de pintura que alcanzará cada área de la superficie. Esto permite un control preciso y optimiza el uso de los recursos.

• SISTEMAS ELECTROSTÁTICOS AUTOMÁTICOS.

Los sistemas electrostáticos automáticos incluyen:

• Atomizadores de alta velocidad rotacional (estacionarios o alternos).
• Discos alternos.
• Pistolas de rociado automáticas, sin aire, asistidas por aire o HVLP.



los sistemas electrostáticos automáticos ofrecen la ventaja añadida de ofrecer un ahorro de materiales y productos, reduciendo los costos de fabricación. Esta tecnología debe ser instalada por un profesional cualificado para asegurar una optimización del rendimiento, un uso seguro y una durabilidad óptima. Con los sistemas electrostáticos automáticos, se puede tener la seguridad de que los productos terminados cumplen con los estándares de calidad establecidos.

• SISTEMAS ELECTROSTÁTICOS MANUALES.

Los sistemas electrostáticos manuales incluyen:

• Pistolas pulverizadoras electrostáticas portátiles con aerosoles.
• Pistolas pulverizadoras electrostáticas asistidas por aire portátiles sin aire.
• Pistolas pulverizadoras electrostáticas portátiles sin aire.
• Pistolas pulverizadoras electrostáticas portátiles HVLP.
• Sistemas de atomizador rotatorio portátil.



Los sistemas electrostáticos manuales para la pulverización de pintura en polvo, sirven para aplicar un recubrimiento uniforme de pintura en metales, plásticos, fibra de vidrio y otros materiales. Además, ofrecen ventajas como por ejemplo su bajo costo de mantenimiento, su precisión en la cobertura y su facilidad para cubrir áreas grandes y estrechas.

Otra ventaja de los sistemas electrostáticos manuales para la pulverización de pintura en polvo es que son altamente eficientes, pueden ahorrar hasta un 70% de material de recubrimiento, lo que reduce los costos de inversión y operativos. Además, su limpieza es rápida y sencilla, permitiendo un ciclo de producción más rápido y reduciendo el tiempo de inactividad.

Los sistemas electrostáticos permiten que los materiales aplicados adquieran una carga eléctrica durante la pulverización. Esto mejora la transferencia de material entre el atomizador y la superficie, lo que resulta en una terminación más uniforme con menos desperdicio. Además, estos sistemas pueden ayudar a reducir la cantidad de material que se vaporiza al aire, minimizando el riesgo de envenenamiento por inhalación.

La siguiente imagen muestra ejemplos de sistemas electrostáticos manuales y automáticos:

Términos Clave

A continuación el siguiente cuadro proporciona definiciones para muchos de los términos utilizados para explicar la carga electrostática del aerosol.

Todas las cosas tienen una carga eléctrica

La materia está compuesta de tres tipos de partículas cargadas eléctricamente:

1. Las partículas con carga negativa tienen electrones en exceso.
2. Las partículas con carga positiva tienen protones en exceso.
3. Las partículas neutras tienen un número equilibrado de electrones y protones.



Las partículas y los objetos con cargas similares se repelen entre sí, mientras que las partículas con cargas diferentes se atraen entre sí. Una partícula aislada, ya sea negativa o positiva, atraerá partículas neutras. Las partículas cargadas también se atraen a la superficie más cercana conectada a tierra.

Los tres tipos de partículas con carga eléctrica se ilustran en la siguiente imagen:

Campos Eléctricos

Los campos eléctricos (o electrostáticos) son líneas de fuerza que se originan en un objeto cargado y terminan en un objeto de carga opuesta o a tierra. Por lo tanto, hay un campo eléctrico entre una partícula cargada (o objeto) y un objeto a tierra. Hay un campo entre la aguja ionizante y el objeto a tierra. También hay un campo eléctrico entre partículas cargadas de signo opuesto.

Una partícula cargada que entre a un campo electrostático será sometida a la fuerza que existe en el campo, del mismo modo como un objeto con masa es sometido a una fuerza en un campo gravitatorio. Es esta fuerza la que se usa en la carga de pulverización electrostática.

En los acabados por pulverización electrostática, se crea un campo eléctrico por la aguja ionizante. A medida que las partículas de pintura se cargan, se forman campos entre las partículas y el objeto conectado a tierra. Los beneficios de la pulverización electrostática se deben a los campos eléctricos entre la aguja y el objeto conectado a tierra, y los campos entre las partículas cargadas de pintura y el objeto conectado a tierra.

Equipo de acabado por pulverización electrostática

El proceso de carga por pulverización electrostática

La siguiente imagen muestra los componentes básicos del equipo de pulverización electrostática. Entre estos componentes básicos se encuentran:

• Una pistola de pulverización o atomizador.
• Partículas de material de recubrimiento atomizado, que emergen de la pistola en un patrón de pulverización.
• Una aguja ionizante ubicada dentro o cerca del flujo de material de recubrimiento.

Los componentes del equipo ilustrados en la siguiente figura, funcionan juntos como un sistema de acabado por pulverización electrostática. En el ejemplo de la imagen, la aguja ionizante aplica una carga eléctrica a las partículas de material. (En un sistema electrostático, el material de recubrimiento puede cargarse antes o después de atomizarse).

Como se ilustra en siguiente figura, el campo eléctrico entre la aguja ionizante y el objeto conectado a tierra ayuda a impulsar las partículas de rociado cargadas hacia el objetivo conectado a tierra. La fuerza del campo electrostático hace que un mayor porcentaje de las partículas de rociado cargadas alcancen el objeto conectado a tierra, en lugar de perder el objetivo o ser arrastradas por el flujo de aire circundante. En otras palabras, la eficiencia de transferencia del proceso de acabado por pulverización se mejora a través de la electrostática porque el campo eléctrico atrae una mayor cantidad de partículas hacia el objetivo.

MÉTODOS DE CARGA ELECTROSTÁTICA

Existen cuatro tipos de métodos de carga electrostática. Los cuatro métodos de carga electrostática son:

• Carga corona
• Carga por contacto (también llamada carga por conducción)
• Carga por inducción (también llamada carga sin contacto)
• Carga por fricción (también llamada carga por triboelectricidad)

De estos métodos, la carga corona y la carga por contacto (conducción) son los dos métodos principales utilizados en la pulverización electrostática de líquidos. Cada uno de estos métodos de carga electrostática tiene sus propias ventajas y desventajas en función de la aplicación específica. A continuación, se proporciona una breve descripción de cada uno de los cuatro métodos de carga:

1. Carga corona: Este método de carga se utiliza a menudo en aplicaciones de alta velocidad, ya que puede proporcionar una carga electrostática rápida y uniforme en una amplia variedad de superficies. Sin embargo, la carga corona puede ser difícil de controlar y puede resultar en una carga desequilibrada o en la formación de arcos eléctricos.
2. Carga por contacto: La carga por contacto es un método de carga electrostática común utilizado en aplicaciones de pulverización electrostática de líquidos. Este método implica la transferencia de carga electrostática de una fuente cargada a un objeto conductor, como una pistola de pulverización. La carga por contacto es fácil de controlar y es muy efectiva en la pulverización de materiales conductores.
3. Carga por inducción: La carga por inducción implica la creación de un campo electrostático que carga un objeto conductor sin necesidad de contacto directo. Este método es muy efectivo en la carga de objetos no conductores y es muy utilizado en la carga de materiales en polvo.
4. Carga por fricción: La carga por fricción se produce cuando dos materiales se frotan entre sí y se separan, lo que crea una carga electrostática. Este método es muy efectivo en la carga de materiales en polvo y es a menudo utilizado en la industria alimentaria y farmacéutica.

Cada uno de los métodos de carga electrostática tiene sus propias aplicaciones específicas, y la elección del método de carga dependerá de una variedad de factores, como el tipo de material que se va a cargar, el entorno de carga y los requisitos de precisión y control.

En la pulverización electrostática de líquidos, se utilizan principalmente la carga corona y la carga por contacto. En la carga corona, se aplica un voltaje a un electrodo que se encuentra en la parte posterior de la pistola de pulverización, creando un campo eléctrico que ioniza el aire circundante. A medida que el líquido fluye a través de la boquilla de la pistola, se carga eléctricamente a través de la ionización del aire y se pulveriza sobre la superficie a recubrir.

En la carga por contacto, se aplica una carga electrostática a la pistola de pulverización mediante un cable de tierra. La carga se transfiere al líquido a medida que fluye a través de la pistola, y luego se pulveriza sobre la superficie a recubrir.

La carga electrostática ayuda a que el líquido se adhiera a la superficie de manera más uniforme, lo que resulta en una cobertura más completa y una reducción de la cantidad de residuos. Además, la pulverización electrostática puede reducir el tiempo y el costo de los procesos de acabado, ya que se requiere menos material para lograr una cobertura completa.

Carga Corona

El método de carga de corona utiliza un electrodo puntiagudo o con una curvatura muy pronunciada que se eleva a un alto potencial eléctrico. El campo eléctrico intenso en el electrodo descompone el aire circundante y crea iones, los cuales luego están libres para adherirse al material de revestimiento atomizado.

Este proceso se utiliza a menudo en la industria para aplicar recubrimientos en polvo o líquidos a una variedad de sustratos. La carga corona permite una distribución uniforme del material de recubrimiento y una adherencia fuerte a la superficie del sustrato.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que el proceso de carga corona también puede generar una cantidad significativa de ozono, que puede ser perjudicial para la salud humana y el medio ambiente si se produce en grandes cantidades. Por lo tanto, se deben tomar medidas de seguridad adecuadas y se debe asegurar que los niveles de ozono sean controlados y monitoreados durante el uso de este método.

La carga corona también puede ser utilizada para la eliminación de partículas en procesos de purificación de aire. En este caso, se aplica una carga corona a un electrodo, lo que ioniza las partículas en el aire circundante. Luego, las partículas cargadas son atraídas hacia un colector opuesto cargado eléctricamente, donde se acumulan y pueden ser eliminadas del aire.

La carga corona es un método efectivo y ampliamente utilizado en una variedad de industrias y aplicaciones, pero es importante tener en cuenta sus posibles efectos secundarios y tomar las medidas necesarias para minimizarlos. Por ejemplo, se pueden utilizar sistemas de filtración adecuados para reducir la cantidad de ozono liberado durante el proceso de carga corona, y se pueden utilizar técnicas de control de emisiones para reducir la cantidad de partículas y gases emitidos al medio ambiente.

Es importante tener en cuenta que la carga corona puede ser un proceso complejo y delicado que requiere una atención cuidadosa y un mantenimiento regular para garantizar su correcto funcionamiento. Es posible que se necesite ajustar la configuración del electrodo o el voltaje utilizado para optimizar el proceso de carga corona en función de las características específicas del material de revestimiento y del sustrato.

En resumen, la carga corona es una técnica valiosa para la aplicación de recubrimientos y la eliminación de partículas en el aire, pero su uso debe ser cuidadoso y controlado para garantizar su seguridad y eficacia.

Método de Carga Electrostática por Contacto

El método de carga de contacto (o conducción) utiliza una transferencia directa de carga en lugar de la ionización. En este método, una carga eléctrica fluye desde una fuente de alto potencial (voltaje) hacia el material de revestimiento que ha entrado en contacto con la fuente.

Este método se utiliza comúnmente en procesos de pintura y revestimiento electrostático, donde el objeto que se va a revestir se carga eléctricamente y el material de revestimiento también se carga con una polaridad opuesta. Esto hace que el material de revestimiento sea atraído hacia el objeto y se distribuya uniformemente sobre su superficie, lo que resulta en un revestimiento suave y uniforme.

La carga de contacto también se puede utilizar en otras aplicaciones, como la precipitación electrostática, donde las partículas se eliminan de un flujo de gas utilizando una carga eléctrica para atraerlas y recogerlas en una superficie cargada. En general, la carga de contacto es un método útil para transferir cargas eléctricas y es particularmente efectiva en aplicaciones de recubrimiento y precipitación electrostática.

Otra ventaja de la carga de contacto es que se puede controlar y ajustar fácilmente para lograr el grosor y la calidad del revestimiento deseados. Al ajustar el voltaje y la polaridad de la fuente de carga, se puede modificar el nivel de atracción entre el objeto y el material de revestimiento, lo que permite un control preciso del proceso de revestimiento.

Sin embargo, la carga de contacto también tiene algunas limitaciones. Uno de los desafíos es asegurarse de que todo el objeto que se va a revestir esté en contacto con el material de revestimiento cargado, ya que un contacto desigual puede resultar en un grosor de revestimiento desigual o una cobertura incompleta. Además, el proceso puede estar limitado a objetos que puedan conectarse a tierra con facilidad, ya que se requiere una conexión adecuada a tierra para garantizar una transferencia completa de carga.

A pesar de estas limitaciones, la carga de contacto sigue siendo un método valioso para muchas aplicaciones de recubrimiento y precipitación, proporcionando una manera eficiente y precisa de aplicar un revestimiento suave y uniforme a una variedad de superficies.

Una limitación de la carga de contacto es que no se puede aplicar fácilmente una carga electrostática a materiales de revestimiento aislantes. Está limitado a revestimientos relativamente conductores.

Método de Carga Electrostática por inducción

El método de carga por inducción utiliza un campo eléctrico para inducir carga en un objeto conectado a tierra que se encuentra cerca de una superficie cargada. Si se quita la conexión a tierra del objeto, la carga inducida no se puede disipar y el objeto retiene su carga. La carga por inducción también está limitada a recubrimientos relativamente conductores.

La carga electrostática por inducción es un proceso mediante el cual se induce una carga eléctrica en un objeto sin necesidad de que éste entre en contacto directo con una fuente de carga. Este método se utiliza comúnmente en la fabricación de productos electrónicos y en la industria del petróleo y el gas, entre otras.

El proceso de carga electrostática por inducción se puede lograr mediante el uso de equipos diseñados específicamente para este fin, como los generadores de carga electrostática. Estos generadores generan un campo eléctrico de alta intensidad que se utiliza para cargar el objeto deseado.

Sin embargo, al igual que con la carga por inducción convencional, el método de carga electrostática por inducción también está limitado a materiales relativamente conductores. Si el objeto a cargar tiene un revestimiento aislante o una resistencia eléctrica demasiado alta, puede ser difícil o incluso imposible lograr una carga efectiva por medio de este método.

Método de Carga Electrostática por Fricción

La carga por fricción es familiar para muchas personas, pero a menudo se malinterpreta. En la carga por fricción, el contacto o la fricción entre dos materiales diferentes genera una carga. La cantidad de carga generada depende de la naturaleza del contacto, las propiedades eléctricas de los materiales y las condiciones de humedad y temperatura.

El fenómeno de la carga por fricción se produce porque los electrones pueden ser transferidos de un material a otro durante el contacto o la fricción. En general, los materiales se pueden clasificar como conductores, semiconductores o aislantes, dependiendo de cómo los electrones se mueven a través de ellos.

Durante el proceso de carga por fricción, algunos materiales pueden ganar electrones, lo que les da una carga negativa, mientras que otros pueden perder electrones, lo que les da una carga positiva. El tipo de carga que se genera depende de la combinación de materiales utilizados, y es importante tener en cuenta que siempre se generan cargas iguales y opuestas.

Este fenómeno es el mismo que ocurre cuando frotamos un globo en nuestro cabello y el globo adquiere una carga que le permite atraer pequeños objetos como trozos de papel. El mismo principio se aplica en otros dispositivos y tecnologías, como los generadores electrostáticos y los filtros de aire electrostáticos.

En resumen, la carga por fricción es un fenómeno que se produce cuando dos materiales diferentes entran en contacto y se produce una transferencia de electrones. La cantidad de carga generada depende de varios factores, incluyendo los materiales utilizados, la humedad y la temperatura, y es un fenómeno importante en muchas aplicaciones tecnológicas.

EFICIENCIA DE LA CARGA POR ASPERSIÓN ELECTROSTÁTICA

La electrostática se puede utilizar con cualquier proceso de aplicación de aspersión de atomización para mejorar su eficiencia de transferencia. Sin embargo, la adición de electrostática no hace que el proceso de aplicación de aspersión sea 100 por ciento eficiente. Por ejemplo, una pistola de aspersión sin electrostática puede tener una eficiencia de transferencia de pintura del 25 por ciento al objeto. Al agregar electrostática, la eficiencia de transferencia puede aumentar significativamente.

La carga por aspersión electrostática es un método que utiliza la atracción electrostática para transferir pintura o recubrimiento a un objeto. Cuando se aplica una carga electrostática a la pintura pulverizada, se crea una fuerza de atracción entre la pintura y la superficie del objeto a recubrir, lo que permite que la pintura se adhiera de manera más uniforme y eficiente.

La eficiencia de la carga por aspersión electrostática depende de varios factores, como el tipo de pintura o recubrimiento utilizado, la geometría y la superficie del objeto a recubrir, y la técnica de aplicación utilizada. Sin embargo, en general, la carga por aspersión electrostática puede aumentar significativamente la eficiencia de transferencia de pintura o recubrimiento en comparación con los métodos de aspersión convencionales.

Una pistola de aspersión sin electrostática típicamente puede tener una eficiencia de transferencia de pintura del 25 por ciento al objeto. Al agregar electrostática, la eficiencia de transferencia puede aumentar significativamente, alcanzando hasta el 90 por ciento o más. Esto significa que se utiliza menos pintura y se desperdicia menos material, lo que a su vez reduce los costos y mejora la sostenibilidad.

Sin embargo, la carga por aspersión electrostática no es una solución perfecta y no siempre garantiza una eficiencia de transferencia del 100 por ciento. Los desafíos comunes incluyen la dificultad para recubrir superficies complejas o de difícil acceso, la necesidad de un buen control de la aplicación y la posibilidad de interferencias electromagnéticas. A pesar de estos desafíos, la carga por aspersión electrostática sigue siendo una herramienta valiosa para mejorar la eficiencia de transferencia de pintura y recubrimiento en una amplia variedad de aplicaciones industriales.

El Efecto envolvente ("Wraparound" en inglés)

La expresión "wrap around" en inglés se refiere a la acción de envolver o rodear algo completamente. En el contexto de la pulverización electrostática, el "efecto wraparound" se refiere a la capacidad de la carga electrostática de atraer partículas de pulverización hacia las superficies no expuestas directamente a la fuente de pulverización, logrando así recubrir esas superficies de manera efectiva. En español, se podría traducir como "envolver", "rodear" o "recubrir por completo".

El "Efecto Wraparound" es el efecto de carga de pulverización electrostática en el cual la pulverización se dirige solo a un lado del objeto, pero más de un lado del objeto se recubre. Este efecto wraparound ocurre cuando las partículas de la pulverización que han pasado más allá de la superficie objetivo son atraídas de regreso al objeto por las fuerzas electrostáticas.

Aunque el efecto wraparound puede contribuir a la eficiencia mejorada de los métodos electrostáticos, el wraparound no es la principal fuente de aumento de la eficiencia de transferencia. Más bien, el principal beneficio de la electrostática es la mejora de la eficiencia de transferencia de la pintura a la superficie principal.

La mejora de la eficiencia de transferencia se logra a través de la carga electrostática que se aplica a las partículas de pintura pulverizada, lo que causa que se repelan entre sí y se atraigan a la superficie a pintar, aumentando así la cantidad de pintura que llega a la superficie objetivo y reduciendo la cantidad de pintura que se pierde en el aire. Esto resulta en una reducción de los costos de materiales y una disminución en el tiempo de aplicación, lo que hace que la pulverización electrostática sea una opción atractiva para aplicaciones de revestimiento en una variedad de industrias.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la eficacia de la pulverización electrostática puede verse afectada por varios factores, incluyendo la viscosidad de la pintura, la distancia entre la pistola y el objeto a pulverizar, y la configuración de la pistola de pulverización.

Además, el proceso de pulverización electrostática puede requerir una mayor inversión en equipos y capacitación en comparación con los métodos de pulverización convencionales, lo que puede limitar su accesibilidad para ciertas empresas o aplicaciones. También es importante tener en cuenta que el proceso de pulverización electrostática puede generar cantidades significativas de niebla de pintura y partículas finas, lo que puede requerir medidas adicionales de ventilación y seguridad para garantizar un entorno de trabajo seguro y saludable.

La pulverización electrostática es una técnica de recubrimiento efectiva que puede mejorar significativamente la eficiencia de transferencia de pintura a una superficie objetivo. Aunque el efecto wraparound puede contribuir a esta eficiencia mejorada, el beneficio principal de la electrostática es la carga electrostática aplicada a las partículas de pintura para mejorar la transferencia de pintura a la superficie principal. Sin embargo, es importante considerar los factores y consideraciones adicionales que pueden afectar la eficacia y la accesibilidad del proceso de pulverización electrostática antes de implementarlo.

El efecto de jaula de Faraday

El efecto de envoltura puede ser una desventaja en algunas aplicaciones de acabado por pulverización. Por ejemplo, los objetos con cavidades profundas no son ideales para los procesos de acabado por pulverización electrostática. Esto se debe a que la pintura es atraída hacia los puntos más externos del objeto, lo que puede provocar un recubrimiento desigual. Este tipo de recubrimiento desigual es el resultado del efecto de jaula de Faraday, como se ilustra en la siguiente imagen.

Afortunadamente, hay formas de superar el efecto de jaula de Faraday. Una solución es ajustar la técnica de pulverización, por ejemplo, utilizando una configuración de voltaje más baja o alterando el ángulo de pulverización, para asegurarse de que la pintura llegue a todas las áreas del objeto. Otra opción es utilizar un tipo diferente de revestimiento, como una pintura conductora, que puede ayudar a reducir los efectos de la jaula de Faraday.

En algunos casos, también es posible modificar la forma del objeto en sí para reducir el efecto de jaula de Faraday. Por ejemplo, se pueden agregar elementos conductores a un objeto con una forma complicada para ayudar a distribuir la carga de manera más uniforme y reducir la acumulación de carga en áreas específicas.

Otra forma de superar el efecto de jaula de Faraday es utilizar la simulación por computadora para modelar el proceso de pulverización y optimizar la configuración del equipo. Esto puede ayudar a predecir los puntos problemáticos y ajustar los parámetros del proceso para obtener un revestimiento uniforme y completo.

El efecto de jaula de Faraday puede ser un desafío en algunos procesos de acabado y otros campos, pero existen diversas soluciones para superarlo. Con la comprensión de los principios detrás de este efecto y las técnicas adecuadas, se pueden lograr mejores resultados en la pulverización y otros procesos de recubrimiento.

APLICACIONES ELECTROSTÁTICAS ÓPTIMAS

La carga electrostática de pulverización funciona mejor cuando las partículas de pulverización son pequeñas y ligeras, porque las fuerzas electrostáticas pueden superar más fácilmente las fuerzas de momento en las partículas. La carga electrostática de pulverización tiene el mayor impacto positivo en la dirección y control de partículas que se mueven a baja velocidad. Las fuerzas externas, como el exceso de movimiento de aire, deben eliminarse tanto como sea posible para ayudar al proceso electrostático, al mismo tiempo que se cumplen los requisitos de OSHA. Además, el objeto a recubrir debe ser conductor o tener un respaldo o revestimiento conductor. El objetivo también debe estar bien conectado a tierra.

Para obtener los mejores resultados, se debe ajustar la carga electrostática de pulverización para que coincida con la velocidad y el tamaño de las partículas. Esto asegurará una distribución uniforme de la pintura y evitará la acumulación de exceso de pintura en algunas áreas y la falta de cobertura en otras. Además, es importante seguir los protocolos de seguridad adecuados para el manejo de productos químicos y equipos de pintura para evitar lesiones y daños.

Las aplicaciones electrostáticas son ideales para lograr una alta eficiencia en la pintura y el recubrimiento, al tiempo que reducen el desperdicio y los costos. Para obtener los mejores resultados, se debe seleccionar cuidadosamente el equipo y los productos químicos adecuados, ajustar la carga electrostática de pulverización para que coincida con las características de las partículas y seguir los protocolos de seguridad adecuados.

El efecto jaula de Faraday entra en juego cuando se utiliza un proceso electrostático para terminar partes u objetos con cavidades profundas. Este tipo de objetos no son ideales para aplicaciones electrostáticas porque la pintura se adhiere a los puntos más externos de la superficie del objeto, lo que lleva a un recubrimiento desigual. Sin embargo, una buena técnica del operador puede superar la mayoría de las situaciones de efecto jaula de Faraday. Por ejemplo, con la tecnología de pistola de pulverización electrostática de Graco, el operador puede fácilmente reducir o apagar el voltaje para solucionar el problema.

Otras soluciones para reducir el efecto jaula de Faraday incluyen cambiar el ángulo de la pulverización, reducir la distancia entre la pistola de pulverización y el objeto, y utilizar diferentes tipos de boquillas o puntas de pulverización. Además, el uso de revestimientos conductores en el interior de las cavidades puede ayudar a disipar la carga electrostática y garantizar que la pintura se distribuya de manera uniforme.

Aunque el efecto jaula de Faraday puede representar un desafío en las aplicaciones electrostáticas, puede superarse con la técnica y el equipo adecuados. Al tomar las medidas necesarias para reducir el efecto, los operadores pueden lograr acabados de alta calidad incluso en las piezas y objetos más complejos.

Características Clave del Equipo

Términos que a menudo se utilizan para describir las cualidades de los sistemas o equipos electrostáticos son rígido (o no inhibido) y resistivo. En aplicaciones electrostáticas, los términos rígido y resistivo se utilizan como antónimos (o opuestos).

"Rígido" en este contexto se refiere a la capacidad del sistema o equipo de retener una carga eléctrica, y por lo tanto mantener un alto potencial eléctrico. Una carga "rígida" no se descargará fácilmente, y por lo tanto puede ser útil en aplicaciones donde se requiere una alta tensión electrostática constante, como en las impresoras láser y en los sistemas de recubrimiento electrostático.

Por otro lado, "resistivo" se refiere a la capacidad del sistema o equipo de disipar una carga eléctrica y resistir el flujo de corriente. Un sistema "resistivo" puede disipar una carga eléctrica rápidamente, lo que puede ser útil en aplicaciones donde se requiere una descarga electrostática controlada y precisa, como en los sistemas de eliminación de carga estática.

Las características clave del equipo electrostático se pueden describir como "rígido" y "resistivo", y la elección de una u otra dependerá de la aplicación específica.

Sistemas Rígidos

Los sistemas rígidos también se llaman sistemas no inhibidos. Estos términos describen equipos automáticos de acabado electrostático que ofrecen poca o ninguna resistencia en el camino de la energía eléctrica que carga la herramienta de aplicación de pulverización. Los sistemas rígidos proporcionan una salida de voltaje relativamente constante, independientemente del consumo de corriente. Los sistemas rígidos son capaces de niveles de corriente y descargas que pueden encender vapores inflamables, y pueden representar un riesgo significativo de choque eléctrico para los humanos. Por lo tanto, la energía almacenada debe ser descargada del equipo a tierra antes de que el operador se acerque al equipo.

Se utilizan varios métodos para descargar la energía almacenada en los sistemas rígidos. Un método es conectar el electrodo de carga al marco conectado a tierra del equipo. Otro método es utilizar una resistencia de descarga. Esta resistencia permite que la energía almacenada se disipe gradualmente, evitando una descarga repentina y potencialmente peligrosa. La resistencia debe tener el tamaño adecuado para que coincida con la capacitancia del sistema que se está descargando. La falta de descarga adecuada de la energía almacenada en un sistema rígido puede provocar lesiones graves o la muerte.

Los operadores de sistemas rígidos deben recibir una formación adecuada y seguir todos los procedimientos de seguridad al trabajar con estos sistemas. Se debe utilizar equipo de protección personal y cables de conexión a tierra para minimizar el riesgo de descargas eléctricas. Además, los sistemas rígidos deben ser inspeccionados y mantenidos regularmente para asegurarse de que están funcionando correctamente y de manera segura.

En resumen, los sistemas rígidos son equipos de acabado electrostático que pueden representar un riesgo de seguridad significativo si no se utilizan correctamente. Los operadores deben recibir una formación adecuada y seguir todos los procedimientos de seguridad al trabajar con estos sistemas. La inspección y el mantenimiento regular del equipo son esenciales para garantizar un funcionamiento seguro y adecuado.

Sistemas Resistivos

El término "resistivo" se refiere a un material a través del cual los electrones no pueden fluir fácilmente. Los sistemas resistivos son más seguros que los sistemas rígidos, pero la liberación de energía al arquear el sistema de carga a tierra todavía puede encender vapores inflamables.

Los sistemas resistivos pueden ser manuales o automáticos. En los sistemas resistivos, la tensión disminuye significativamente cuando se extrae corriente en exceso. La salida de corriente máxima (cortocircuito) de un sistema resistivo normalmente no superaría los 200 microamperios, mientras que un sistema rígido podría suministrar 5000 microamperios o más de corriente.

La siguiente imagen muestra la tensión y la corriente de los sistemas resistivos y rígidos.

Los sistemas resistivos también tienen la ventaja de que pueden ser diseñados para descargar la carga electrostática de forma controlada y segura. Por ejemplo, un sistema resistivo puede incluir una resistencia de descarga que se utiliza para descargar lentamente la carga estática de un objeto sin causar un arco eléctrico peligroso.

Además, los sistemas resistivos pueden ser manuales o automáticos. Los sistemas manuales requieren la intervención del operador para conectar la descarga a tierra, mientras que los sistemas automáticos se activan automáticamente cuando se alcanza un cierto nivel de carga electrostática. Los sistemas automáticos son particularmente útiles en entornos donde los operadores pueden no ser conscientes de la acumulación de carga electrostática en los objetos.

Aunque los sistemas resistivos son más seguros que los sistemas rígidos, todavía es importante tener en cuenta que la energía liberada durante el proceso de descarga puede ser suficiente para encender vapores inflamables. Por lo tanto, es importante tomar las medidas de seguridad adecuadas al trabajar con cargas electrostáticas, independientemente del tipo de sistema utilizado.

Es importante destacar que en los sistemas resistivos la tensión disminuye significativamente cuando se extrae corriente en exceso. Esta limitación de la corriente protege contra la posibilidad de una descarga eléctrica peligrosa.

En comparación con los sistemas rígidos, los sistemas resistivos tienen una capacidad de corriente mucho más baja, lo que significa que son menos propensos a causar una chispa que pueda encender vapores inflamables. Por lo general, la corriente máxima de salida de un sistema resistivo no supera los 200 microamperios en un cortocircuito.

Cabe destacar que, como se mencionó anteriormente, los sistemas resistivos son solo una opción adecuada en ciertos entornos. En algunas aplicaciones, la conductividad es esencial y un sistema rígido es necesario para garantizar la transferencia de cargas eléctricas. En otros entornos, como en la presencia de vapores inflamables, un sistema resistivo puede ser la mejor opción.

En general, la elección del tipo de sistema depende de la naturaleza de la carga electrostática, el entorno en el que se utiliza y el nivel de seguridad requerido. Es importante comprender las diferencias entre los sistemas resistivos y rígidos, y seleccionar el más apropiado para cada situación específica.

Sistemas no inflamables

El término "no inflamable" también se utiliza para describir algunos equipos manuales y automáticos de tipo resistivo. Las descargas de un dispositivo o sistema que es no inflamable son incapaces de encender los vapores inflamables de los disolventes de pintura típicos.

Los sistemas no inflamables minimizan la liberación de energía del sistema de alta tensión al minimizar la capacitancia del sistema de carga y al utilizar un diseño adecuado de la pistola de pulverización. En muchos casos, los códigos o regulaciones locales de incendios requieren que los rociadores electrostáticos cumplan con los requisitos o estándares no inflamables.

Siguiendo con el texto anterior, es importante destacar que el diseño de pistolas de pulverización adecuado para minimizar la capacitancia del sistema de carga es fundamental en los equipos no inflamables. De esta forma, se reducen las posibilidades de generar chispas o descargas eléctricas peligrosas.

Es importante mencionar que, aunque los sistemas no inflamables ofrecen una protección adicional contra la ignición de vapores inflamables, no son completamente a prueba de explosiones. Por lo tanto, es esencial tomar todas las precauciones necesarias para garantizar una operación segura y minimizar los riesgos.

Los códigos y regulaciones locales de incendios a menudo requieren que los equipos de pulverización electrostática cumplan con ciertos requisitos o estándares no inflamables para garantizar la seguridad en el lugar de trabajo. Por lo tanto, es esencial cumplir con estos requisitos y tomar todas las medidas necesarias para garantizar la seguridad de las personas y las instalaciones.

Además, es importante tener en cuenta que, aunque los sistemas no inflamables son más seguros que los sistemas rígidos, su uso no garantiza la seguridad absoluta en el manejo de sustancias inflamables. La capacitancia del sistema de carga puede variar según el equipo utilizado, por lo que es importante verificar que el equipo que se está utilizando es compatible con el producto y que cumple con los estándares de seguridad requeridos.

En resumen, el uso de sistemas no inflamables en la pulverización electrostática es una medida importante para reducir el riesgo de explosiones y garantizar la seguridad en el lugar de trabajo. Sin embargo, es esencial que se tomen todas las precauciones necesarias para minimizar los riesgos y garantizar la seguridad de las personas y las instalaciones. El cumplimiento de los requisitos y estándares no inflamables es una parte importante de este proceso.

Características clave del equipo de pulverización electrostática :

• Los sistemas rígidos tienen niveles de corriente y descargas que pueden encender vapores inflamables.
• Los sistemas resistivos son más seguros que los sistemas rígidos, pero aún pueden encender vapores inflamables.
• Solo los sistemas no inflamables son incapaces de encender los vapores de disolventes de pintura típicos.

Fuentes de alimentación de alto voltaje

En la carga por pulverización electrostática, algunos sistemas pueden utilizar cables para llevar la energía o carga a la pistola de pulverización. Las pistolas de pulverización electrostáticas de Graco no utilizan cables porque tienen una fuente de alimentación interna. En los sistemas electrostáticos, los tipos de cables y alternativas a los cables son:

• Cable de alta tensión.
• Cable de baja tensión.
• Sistemas Graco con energía generada internamente (y sin cables).

El cable de alta tensión es adecuado para la carga de alta intensidad, mientras que el cable de baja tensión se utiliza para la carga de baja intensidad. Sin embargo, ambos tipos de cable pueden ser propensos a la interferencia electromagnética y la pérdida de carga debido a la resistencia eléctrica.

Por otro lado, los sistemas Graco con fuente de alimentación interna ofrecen una solución de carga electrostática sin cables, lo que puede mejorar la eficiencia y la calidad del recubrimiento. La fuente de alimentación interna proporciona una carga constante y estable, lo que permite una aplicación uniforme y precisa del recubrimiento.

Además, los sistemas de Graco con fuente de alimentación interna son más fáciles de usar y requieren menos mantenimiento que los sistemas con cables. Esto puede ayudar a reducir los costos y aumentar la productividad en aplicaciones de recubrimiento industriales.

En conclusión, la elección entre un sistema de pulverización electrostática con cable o sin cable depende de las necesidades específicas de cada aplicación. Los sistemas de Graco con fuente de alimentación interna pueden ser una excelente opción para aplicaciones de recubrimiento que requieren una carga electrostática estable, uniforme y de alta calidad sin las limitaciones y complicaciones de los sistemas con cable.

En los sistemas que utilizan un cable de alta tensión, la fuente de alimentación está alejada del pulverizador y utiliza un cable de alta tensión para transmitir la tensión a la pistola de pulverización.

Con un cable de baja tensión, la fuente de alimentación también está alejada del pulverizador, pero el cable es de baja tensión y de menor diámetro. En estos sistemas, la tensión se incrementa dentro de la pistola de pulverización mediante un transformador y un multiplicador en cascada.

Las pistolas de pulverización electrostáticas de Graco tienen una fuente de alimentación interna y, por lo tanto, no requieren cables, como se muestra en la siguiente imagen.

En los sistemas Graco, la tensión se genera y se multiplica a través de una fuente de alimentación interna dentro del barril de la pistola de pulverización. Los sistemas Graco utilizan energía de aire para hacer girar un alternador y generar tensión. Por lo tanto, el dispositivo no necesita cables ni una fuente de alimentación externa.

Las unidades de aislamiento de voltaje, como se muestra en la siguiente imagen, evitan que el voltaje de pulverización se agote a tierra a través del suministro de pintura. Este método se utiliza solo con materiales de revestimiento acuosos altamente conductivos y no inflamables.

Este tipo de materiales pueden conducir electricidad fácilmente, lo que puede resultar en una pérdida significativa de carga y reducción de la eficiencia de la carga electrostática si se utiliza un sistema de carga sin un aislamiento adecuado. Las unidades de aislamiento de voltaje ayudan a mantener el voltaje de pulverización a un nivel constante y aseguran una aplicación uniforme del recubrimiento en la superficie de la pieza.

Es importante tener en cuenta que este método no es adecuado para todos los materiales de revestimiento, especialmente aquellos que son inflamables o no conductivos. En tales casos, se pueden utilizar otros métodos de carga electrostática o se puede optar por un sistema de pulverización convencional sin carga electrostática.

ACCESORIOS ELECTROSTÁTICOS

Los accesorios que se utilizan comúnmente con el equipo de carga por pulverización electrostática son:

• Una sonda de alta tensión y un medidor para medir la salida de voltaje de la pistola de pulverización.
• Un medidor de resistividad de la pintura para medir la resistividad o conductividad del material de recubrimiento.
• Un megóhmetro para verificar la puesta a tierra eléctrica, así como la continuidad eléctrica dentro del sistema.
• Un medidor de microamperios para medir el flujo de corriente en el sistema.

Estos accesorios son herramientas útiles para verificar el rendimiento y la eficiencia del sistema de carga electrostática, y pueden ayudar a identificar y solucionar problemas eléctricos o de calidad de recubrimiento.

La sonda de alta tensión y el medidor son particularmente importantes para medir la carga electrostática en la pistola de pulverización, ya que esto puede afectar significativamente la calidad y uniformidad del recubrimiento aplicado. El medidor de resistividad de la pintura es útil para asegurarse de que el material de recubrimiento tenga la conductividad adecuada para el sistema de carga electrostática.

El megóhmetro y el medidor de microamperios son herramientas importantes para verificar la puesta a tierra y la continuidad eléctrica en el sistema, lo que puede afectar la seguridad del equipo y la calidad del recubrimiento. En general, estos accesorios son esenciales para un funcionamiento seguro y eficiente del equipo de carga por pulverización electrostática.