Granallado con microesferas

Este artículo explica qué es el chorreado con microesferas, cómo funciona, qué medios se utilizan, dónde resulta útil su acabado y dónde se queda corto, sobre todo cuando el objetivo es preparar acero para un recubrimiento protector. También aborda alternativas sin granalla para áreas pequeñas y de difícil acceso.

El chorreado con microesferas es un método de tratamiento superficial muy extendido. Es una forma eficaz y eficiente de eliminar suciedad, oxidación ligera y residuos superficiales de distintos materiales. Existen diversas técnicas de preparación de superficies entre las que elegir, y el chorreado abrasivo es la más conocida. Se utiliza a menudo para eliminar recubrimientos, cascarilla de laminación, pintura y otros contaminantes. En la mayoría de los casos, el chorreado abrasivo proyecta un medio abrasivo contra la superficie con aire comprimido y elimina material del objeto. Existen muchos medios y técnicas distintos, por ejemplo el chorreado con arena, el chorreado húmedo (vapor blasting), el chorreado por vacío, el granallado por turbina y el chorreado con microesferas. Cada uno tiene sus propias ventajas e inconvenientes. En este artículo nos centramos en el chorreado con microesferas.

¿Qué es el chorreado con microesferas?

El término chorreado con microesferas se usa a menudo de forma imprecisa para referirse a diversas técnicas de chorreado, como el chorreado con arena, el granallado y el chorreado abrasivo. No es correcto, ya que cada una tiene sus propios medios y su propia finalidad. En sentido estricto, el chorreado con microesferas es el chorreado con un medio redondo y esférico, casi siempre microesferas de vidrio. Se utiliza principalmente para el acabado, la limpieza, el desbarbado y el martilleado de la superficie de un objeto, en metales y en muchos otros materiales.

¿Cómo funciona el chorreado con microesferas?

Las microesferas de vidrio se alimentan desde un depósito a presión o mediante un sistema de succión (sifón) y se proyectan con aire comprimido a través de una boquilla contra la superficie, con unos parámetros elegidos según la pieza y el acabado. Como las esferas golpean y rebotan en lugar de cortar, eliminan contaminantes y restos a la vez que crean un acabado liso, fino y uniforme. Los datos de los fabricantes describen las microesferas de vidrio como adecuadas para limpieza suave, desbarbado, alisado, matizado y martilleado, y recomiendan mantener una presión de chorreado moderada (por ejemplo, no superior a unos 4 bar para las microesferas de un fabricante) para que no se rompan. Las principales ventajas del chorreado con microesferas se deben a este bajo efecto de ataque y a la versatilidad que ofrece en distintas tareas de acabado.

¿Qué aspecto tiene un acabado con microesferas?

Para dar una textura uniforme a superficies metálicas, el acabado con microesferas es una opción popular entre fabricantes y artesanos. Se proyectan pequeñas microesferas de vidrio contra la superficie para crear un acabado satinado o mate uniforme. El resultado es una textura lisa y homogénea que puede ocultar marcas de mecanizado e imperfecciones menores y proporciona un aspecto limpio y uniforme. La acción de martilleado también puede dejar una ligera capa de compresión en la superficie. En piezas de aspecto, el acabado con microesferas suele ser el resultado final; en piezas que se van a pintar o recubrir, el acabado suele ser demasiado liso para ser el último paso de preparación.

Ventajas del chorreado con microesferas

• Suave con el sustrato: los medios redondos martillean en lugar de cortar, por lo que las dimensiones y los detalles finos se conservan en gran medida.
• Acabado estético uniforme: un aspecto satinado mate homogéneo en acero inoxidable, aluminio y otros metales.
• Sin sílice cristalina en el medio: las microesferas de vidrio para chorreado se fabrican con vidrio sodocálcico y no con arena de cuarzo, por lo que evitan el riesgo de sílice cristalina respirable de la arena silícea.
• Medio reutilizable: en una cabina o un sistema de recuperación, las microesferas de vidrio pueden limpiarse y reciclarse durante varios ciclos antes de degradarse.

Eso no hace que el chorreado con microesferas sea inocuo. Con el uso, las microesferas se fracturan y forman polvo fino, y el recubrimiento, el óxido y la suciedad eliminados de la pieza también se convierten en partículas en suspensión. El medio usado contaminado con pintura que contenga plomo o cromatos puede tener que gestionarse como residuo peligroso. El control del polvo y la protección respiratoria siguen siendo necesarios.

Inconvenientes del chorreado con microesferas

El chorreado con microesferas no es la mejor opción para óxido intenso, cascarilla de laminación firmemente adherida o recubrimientos gruesos: es lento sobre materiales duros porque las esferas martillean en lugar de cortar. Además, las microesferas de vidrio se degradan más rápido que los medios de acero. La limitación más importante para los trabajos de recubrimiento es el perfil: el chorreado con microesferas deja una superficie lisa con hoyuelos en lugar del perfil de anclaje angular que exigen para la adherencia la mayoría de las especificaciones de recubrimientos protectores. Aunque el chorreado con microesferas tiene claras ventajas para el acabado, tenga en cuenta estas limitaciones al elegir un método de preparación de superficies antes de pintar.

Herramientas habituales para el chorreado con microesferas

El equipo más habitual para el chorreado con microesferas es la cabina de chorreado: un recinto cerrado en el que el operario trabaja a través de guantes integrados, con una mirilla, iluminación, un colector de polvo y un sistema de recuperación del medio. La cabina debe sellar bien para mantener dentro el medio y el polvo. La pistola y la boquilla de chorreado son decisivas para el resultado, y el suministro de aire debe corresponder a la pistola. Las piezas más grandes se procesan en salas de chorreado o en máquinas automáticas con el mismo principio de chorreado confinado y recuperación del medio.

¿Cuál es la diferencia entre el chorreado con microesferas y el chorreado con arena?

La principal diferencia entre el chorreado con microesferas y el chorreado con arena es el medio de chorreado. El chorreado con microesferas utiliza medios redondos, normalmente microesferas de vidrio, para obtener un acabado uniforme. El chorreado con arena utiliza tradicionalmente arena silícea. La arena silícea genera polvo de sílice cristalina respirable, que puede causar silicosis y cáncer de pulmón; por eso su uso está restringido en muchos países y estrictamente regulado mediante límites de exposición, como la norma de OSHA sobre sílice cristalina respirable en EE. UU. (véase chorreado con arena frente a chorreado abrasivo).

El tipo de medio no es la única diferencia. El chorreado con arena con medios angulares elimina más rápido el óxido y los recubrimientos y es más agresivo con el sustrato, creando un perfil más rugoso y angular. El chorreado con microesferas es más lento y suave y produce una superficie más lisa.

¿Qué medios se utilizan en el chorreado con microesferas?

El medio adecuado depende del material, del acabado deseado y de la aplicación. En sentido estricto, solo los medios esféricos son «microesferas», pero en los equipos de chorreado con microesferas se utilizan habitualmente los siguientes medios:

Microesferas de vidrio

Las microesferas de vidrio finas son el medio clásico del chorreado con microesferas. Suelen fabricarse con vidrio sodocálcico sin plomo y sin sílice cristalina libre. Pueden reciclarse varias veces en un sistema de recuperación y no alteran el color del material base.

Granalla de acero esférica

La granalla de acero esférica está formada por perdigones redondos de acero. Es mucho más pesada y duradera que el vidrio y se utiliza ampliamente para el granallado de endurecimiento (shot peening) y la limpieza de piezas fundidas y forjadas. Al ser más pesada, necesita equipos más potentes, como las granalladoras de turbina. La granalla de acero no hace por sí misma que una superficie sea resistente a la corrosión; la superficie martilleada sigue necesitando un recubrimiento.

Óxido de aluminio

El óxido de aluminio es un abrasivo duro y angular, no una microesfera, y se utiliza a menudo en lugar de la arena. Su dureza y sus aristas vivas lo hacen adecuado para atacar rápidamente materiales duros y crear un perfil antes del recubrimiento.

Medios plásticos

Los medios plásticos, como la urea, son granos de plástico angulares, ligeros y más suaves que los abrasivos minerales. Se utilizan para decapar pintura de sustratos sensibles y son altamente reutilizables.

¿Es seguro el chorreado con microesferas de vidrio?

Las microesferas de vidrio evitan el riesgo de sílice cristalina de la arena silícea, por lo que se consideran más seguras que la arena. No están libres de polvo: las microesferas se fracturan con el uso, y el recubrimiento y el óxido eliminados también se convierten en polvo. Con una cabina cerrada, aspiración de polvo y un equipo de protección individual adecuado, el chorreado con microesferas puede realizarse de forma segura. Para una visión más amplia de los riesgos del chorreado, consulte los peligros del chorreado con arena.

Herramientas alternativas al chorreado con microesferas: el Bristle Blaster® y el MBX®

El Bristle Blaster® y el MBX® de MontiPower® son herramientas eléctricas manuales que trabajan con bandas giratorias patentadas de cerdas de alambre en lugar de medios sueltos. Para áreas pequeñas, reparaciones puntuales y zonas de difícil acceso, pueden sustituir por completo el chorreado con abrasivos sueltos: sin cabina, sin recuperación del medio y sin confinamiento del chorreado.

Las dos herramientas tienen funciones distintas:

• El Bristle Blaster® está diseñado para la preparación de superficies de acero antes del recubrimiento. Elimina óxido, recubrimientos y cascarilla de laminación y crea un perfil de anclaje en una sola pasada, con una limpieza comparable a ISO 8501-1 Sa 2½ / SSPC-SP 10 y un perfil de 65–85 µm Rz en acero estándar en ensayos documentados. Los resultados varían según el tipo de acero, el grado de oxidación, la banda y la técnica.
• El MBX® está diseñado para paneles de carrocería y materiales más finos. Elimina óxido, pintura, antigravilla, selladores y adhesivos sin calor ni deformación; las bandas gruesas y medias dan en estos sustratos un acabado similar al del chorreado con arena. No está pensado para preparar acero con un estándar comparable al chorreado.

A diferencia del chorreado con microesferas, el Bristle Blaster® crea un perfil angular, similar al del chorreado, en lugar de un acabado martilleado liso, lo que lo convierte en una alternativa al chorreado con arena para la preparación previa al recubrimiento en áreas más pequeñas.

¿Cómo funcionan las herramientas de cerdas de MontiPower?

El Bristle Blaster® y el MBX® son herramientas manuales equipadas con una banda giratoria de cerdas de alambre. Las cerdas están afiladas, son flexibles y tienen la punta curvada hacia delante. En el Bristle Blaster®, una barra aceleradora retiene las puntas de las cerdas durante un instante muy breve en cada rotación. Al liberarse, las puntas se lanzan hacia delante y golpean la superficie con una alta energía cinética, y a continuación se retraen de inmediato (rebote). Esta acción de impacto y rebote elimina la contaminación y deja microhendiduras que forman el perfil característico. Las herramientas funcionan a una velocidad controlada y especificada —por ejemplo, unas 2300 rpm en el Bristle Blaster® Ultimate Electric—, porque una velocidad demasiado alta hace que las puntas rasquen en lugar de golpear.

Alternativa al chorreado con abrasivos en distintos sectores

Como no utilizan medios sueltos, estas herramientas son una opción allí donde el chorreado resulta poco práctico: mantenimiento marítimo e industrial, plantas en servicio e infraestructuras públicas como puentes y ferrocarriles, donde el chorreado lleva mucho tiempo, requiere confinamiento y está sometido a presión de plazos. Prescindir del abrasivo elimina también el flujo de residuos abrasivos y el confinamiento que requiere. No elimina todo el polvo —el óxido y el recubrimiento retirados del acero siguen convirtiéndose en partículas—, por lo que la aspiración y la protección respiratoria siguen formando parte del procedimiento de trabajo.

Preguntas frecuentes

¿Es el chorreado con microesferas una buena preparación para pintar acero?

Normalmente no como paso final. Las microesferas de vidrio martillean la superficie y dejan una textura lisa con hoyuelos en lugar del perfil de anclaje angular que exigen la mayoría de las especificaciones de recubrimientos protectores. El chorreado con microesferas es más adecuado para limpieza, desbarbado y acabado estético; para la preparación previa al recubrimiento, utilice chorreado abrasivo angular o una herramienta de impacto como el Bristle Blaster®.

¿Elimina metal el chorreado con microesferas?

Muy poco. Las microesferas de vidrio redondas golpean y rebotan en lugar de cortar, por lo que el chorreado con microesferas elimina la contaminación superficial y la oxidación ligera conservando en gran medida las dimensiones y los detalles finos. Esto lo hace adecuado para piezas de precisión y de aspecto, pero lento sobre óxido intenso, cascarilla de laminación firmemente adherida o recubrimientos gruesos.

¿Es el chorreado con microesferas de vidrio más seguro que el chorreado con arena?

Las microesferas de vidrio se fabrican con vidrio sodocálcico y no con arena de cuarzo, por lo que evitan el riesgo de sílice cristalina respirable de la arena silícea. Aun así generan polvo al fracturarse, y los recubrimientos eliminados pueden contener plomo o cromatos, por lo que siguen siendo necesarios el confinamiento, la aspiración y una protección respiratoria adecuada.

¿Qué puede sustituir al chorreado con microesferas en áreas pequeñas?

Para pequeñas áreas de acero que deben recubrirse, el Bristle Blaster® limpia y perfila sin medios sueltos, con una limpieza comparable a Sa 2½ / SSPC-SP 10 en ensayos documentados. Para paneles de carrocería y chapa fina, el MBX® elimina óxido, pintura y antigravilla sin calor ni deformación.