Evolución de la tecnología de Electrocoat y su transformación hacia un proceso más sustentable

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La llegada de la tecnología de electrocoat formulada y lanzada al mercado por el gigante de la industria PPG hace seis décadas en su versión “catódico / epóxico” fue para atender al mercado automotriz principalmente. Con el tiempo su uso se ha extendido a otras especialidades y hasta nuestros días cuenta con una gran aceptación a nivel global.

Sin duda, la llegada al mercado de esta tecnología transformó el uso de los “primers”, ya que en aquel momento se aplicaban por aspersión como una pintura líquida tradicional y se diluían con solventes orgánicos. Este cambio marcó un primer paso hacia los procesos más sustentables, al sustituirse por un “primer” aplicado por inmersión total, con una pintura base «agua / desionizada» (aproximadamente 80%), cubriendo el total de la carrocería de automóvil (incluso el interior), con muy alta resistencia a la corrosión, con muy alta resistencia contra agentes químicos y reduciendo al mínimo el uso de los solventes orgánicos aproximadamente un 2.0-2.5% en aquel momento.    

A lo largo del tiempo, otras empresas se han unido a este esfuerzo para seguir aportando diferentes innovaciones al proceso, lo que ha ayudado a reducir los costos y ha aportado soluciones para ampliar su utilización a otros mercados como el aeronáutico, militar e industria en general.

A lo largo del tiempo, la tecnología de electrocoat “catódica / epóxica”, o también conocida solo como E-coat, ha seguido transformándose con objeto de ser más sustentable y cumplir con los requerimientos de las OEM’s de origen estadounidenses, alemanas y japonesas, que eran quienes utilizaban esta tecnología en sus procesos de manufactura de automóviles en aquellos años.  

Aproximadamente en la década de los 70’s el producto contenía plomo (Pb) en la fórmula de la pasta para su resistencia a la corrosión, el espesor de película era de 25 micras (a dos minutos de inmersión) y la temperatura de curado del recubrimiento era de 350 grados Fahrenheit durante 20 minutos.  El pretratamiento metálico estaba compuesto de siete o nueve etapas con activador, fosfato tricatiónico y contenía un Sello Crómico a base de Cromo Hexavalente (Cr VI) un carcinógeno muy potente.  

Para finales de la década de los 80’s e inicio de la década de los 90’s, se eliminó el uso del Plomo en la pintura y se reemplazó con Estaño (Sn).  El contenido de solventes orgánicos se redujo entre 1.0 – 1.5% y las OEM’s solicitaron incrementar el espesor de película de 25 a 30 micras de espesor y la temperatura de curado permaneció sin cambio. En cuanto al pretratamiento metálico, se eliminó el uso del Sello Crómico y se sustituyó con un producto libre de cromo.  A mediados de los años 90’s una OEM alemana implementa el uso del “pickleado”, que consistía en incluir una etapa ácida antes del activador y el fosfato, para remoción de residuos de óxidos, carbonatos, silicatos y restos de soldadura en los cordones durante la manufactura de autopartes. 

En la década de los años 2000’s e inicios de la década de 2010’s, los sólidos de la pintura bajan entre 14 – 16% de concentración y las OEM’s solicitan incrementar la protección del metal hasta 45 micras de espesor; con lo cual se introduce al mercado el “Doble Dip”, lo cual implica la instalación de un segundo tanque de electrocoat de manera consecutiva en los procesos de “batch” para asegurar lograr el espesor deseado de 45 micras, esto únicamente para partes de suspensión que tienen mucho contacto con humedad. Se reduce el contenido de solventes orgánicos entre 0.5 – 1.0% de concentración y la temperatura de curado se mantiene sin cambio.  En cuanto al pretratamiento metálico, otras OEM’s implementan en sus procesos de manufactura de autopartes el proceso de “pickleado”. Se introduce el uso de procesos de Ósmosis Inversa (Reverse Osmosis) para producir agua libre de Iones, para reemplazo de unidades de las columnas de intercambio iónico para producir agua desionizada.    

En la década de los años 2020’s los sólidos de pintura se mantienen en 14-16%, se eliminaron los solventes orgánicos en el baño de pintura y se eliminó también el estaño (Sn) en la fórmula de la pintura.  Pero el cambio más importante en esta década es la nueva propuesta del fabricante principal de este recubrimiento para reducir la temperatura de curado del electrocoat de 350 a 320 grados Fahrenheit. Este cambio redujo de manera importante el uso de energía en el horno, redujo el calor generado en el proceso y redujo además la generación de gases de combustión que se desechan a la atmósfera desde el horno de curado.  Desde el punto de vista del pretratamiento metálico, se introdujeron materiales nanocerámicos en lugar de fosfato tricatiónico para ciertas autopartes como la estructura de los asientos que van en el interior de las cabinas y no tienen exposición a la humedad. Los sistemas de “pickleado” cambiaron a productos sin ácidos fuertes (ácidos orgánicos suaves).

Otras empresas también han aportado a la sustentabilidad del proceso de pintura desde el punto de vista de los equipos que se usan para la aplicación de la pintura por electrocoat.  Las aportaciones más importantes han sido: 

  • La introducción del sistema de ultrafiltrado para recuperar sólidos, controlar la conductividad y lavar las partes para eliminar el exceso de pintura no electrodepositada.
  • La introducción de los sistemas indexados, un ejemplo es el conocido sistema TTX-SST® o Sliderail Square Transfer® que redujo a la mínima expresión el tamaño de los tanques de pretratamiento metálico, electrocoat, post enjuagues y horno instalado en la parte superior del túnel. Esta innovación cambió la visión en el diseño y construcción de los equipos de aplicación de productos de electrocoat para el ahorro de espacio en este tipo de sistemas.
  • Introducción de Sistema de Osmosis Inversa para generación de Agua R.O. por ultrafiltración sin el uso de resinas de intercambio iónico. Sirven además para recuperar agua y reutilizar esta misma agua en el mismo proceso o para uso en sanitarios o áreas verdes.   
  • Sistemas de Tratamiento de Aguas para la coagulación de los residuos de pintura de manera adecuada. 
  • Sistemas de Recuperación de Fierro (Fe) para tanques de “pickleado” que ayudan a prolongar la vida de las soluciones ácidas. 
  • Uso de lámparas infrarrojas para el curado del recubrimiento, cuando la tecnología de pintura lo permita. 

Como se ha repasado en esta entrega, la tecnología de aplicación de pintura por electrocoat ha adoptado mejoras a través de los años, para ir reduciendo su impacto ambiental.

Por Miguel Guía, ingeniero de servicio de TTX México, con 38 años de experiencia en el mundo de los acabados superficiales.

Fotografía cortesía de TTX México.

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