Limpieza criogénica

Este artículo explica cómo funciona la limpieza con hielo seco, para qué es buena, sus límites y aspectos de seguridad, y qué herramientas utilizar cuando una superficie de acero debe limpiarse y perfilarse para el recubrimiento.

La limpieza con hielo seco, o chorreado con CO2, es una técnica de limpieza en la que el CO2 sólido se acelera en un flujo de aire a presión y se dirige contra una superficie para limpiarla. En comparación con otros métodos de limpieza por chorreado, es una técnica limpia: elimina suciedad, aceite, grasa y algunas pinturas y recubrimientos y, como el hielo seco se sublima, no queda abrasivo usado que recoger. Solo hay que eliminar la contaminación retirada, lo que reduce considerablemente los residuos secundarios.

¿Qué es la limpieza con hielo seco?

La limpieza con hielo seco es un proceso que utiliza pellets de dióxido de carbono (CO2) sólido, conocido como hielo seco, proyectados a gran velocidad para limpiar superficies. A veces se denomina chorreado con hielo seco, chorreado criogénico o limpieza con CO2. Cuando los pellets impactan en la superficie, el hielo seco se sublima (pasa directamente de sólido a gas) y desprende suciedad, aceite, grasa y otros contaminantes.

El proceso se utiliza en superficies muy diversas, como moldes metálicos, maquinaria, equipos eléctricos y sistemas transportadores. Al ser seco y no abrasivo, se emplea ampliamente en la limpieza industrial cuando el sustrato no debe dañarse o cuando no se desea utilizar agua ni productos químicos. Para un análisis más detallado de sus límites, consulte nuestra página Limpieza con hielo seco: cómo funciona y qué no puede hacer.

¿Cómo funciona la limpieza con hielo seco?

La limpieza con hielo seco se basa en el principio de partículas aceleradas que golpean una superficie y se subliman al contacto. Las partículas de CO2 sólido se proyectan con aire comprimido sobre la superficie. La investigación describe tres mecanismos combinados: el choque térmico, cuando los pellets muy fríos enfrían la contaminación; la energía cinética de la corriente de aire comprimido; y la sublimación de los pellets, cuya expansión en forma de gas ayuda a desprender el material aflojado.

Como los pellets se convierten en gas, no dejan residuos químicos ni abrasivo que limpiar. Aun así, la suciedad o el recubrimiento eliminados caen al suelo o pasan al aire y deben recogerse. Esto convierte la limpieza con hielo seco en un método de limpieza útil para muchas aplicaciones industriales y comerciales, pero se trata de un método de limpieza y no de un método de preparación de superficies para recubrir acero.

¿Cuáles son las ventajas de la limpieza con hielo seco?

La principal ventaja de la limpieza con hielo seco es que es una forma de limpieza no abrasiva. No daña la superficie que se limpia y aun así elimina la suciedad y la mugre. Además, no utiliza agua ni productos químicos de limpieza, por lo que no hay aguas residuales ni disolventes que tratar, y a menudo las piezas pueden limpiarse in situ.

¿Cuáles son las desventajas de la limpieza con hielo seco?

• Coste y energía. El método requiere equipos especializados, formación y grandes volúmenes de aire comprimido. Producir ese aire comprimido y los pellets consume mucha energía.
• Suministro de hielo seco. El hielo seco se fabrica a partir de dióxido de carbono capturado y se sublima continuamente durante el almacenamiento, por lo que debe producirse o suministrarse poco antes de su uso. Los pellets también se degradan con el almacenamiento, sobre todo en condiciones húmedas.
• Ruido. Muchas máquinas alcanzan unos 120 dB(A), por lo que la protección auditiva es imprescindible.
• Frío. El frío extremo puede afectar a componentes delicados de la pieza que se limpia.
• Sin perfil de anclaje. Al no ser abrasiva, la limpieza con hielo seco no aporta rugosidad al sustrato. No produce el perfil de anclaje que necesitan la mayoría de los recubrimientos protectores, y no está diseñada para eliminar óxido firmemente adherido ni calamina.

¿Qué equipo se necesita para la limpieza con hielo seco?

La limpieza con hielo seco requiere equipos especializados: una máquina de chorreado con hielo seco, un suministro de aire comprimido de gran caudal, una manguera y una boquilla de chorreado, almacenamiento para el hielo seco y equipos de seguridad. Esto la hace menos flexible que herramientas mecánicas manuales como nuestros Bristle Blaster® y MBX®, y el coste del equipo es elevado, lo que supone una desventaja importante para trabajos más pequeños.

¿Qué medio se utiliza en la limpieza con hielo seco?

El medio utilizado en la limpieza con hielo seco es dióxido de carbono (CO2) sólido, también conocido como CO2 congelado. Las máquinas de chorreado suelen utilizar pellets pequeños, normalmente de 3 mm de diámetro o menos; algunas máquinas rallan bloques más grandes en partículas finas para limpiezas delicadas.

¿Es segura la limpieza con hielo seco?

La limpieza con hielo seco evita los abrasivos tóxicos y los productos químicos de limpieza, pero tiene sus propios peligros que deben controlarse:

• Asfixia. El hielo seco está a unos −78 °C (−109 °F) y se transforma en grandes volúmenes de CO2 gaseoso. En zonas mal ventiladas o confinadas, esto puede elevar la concentración de CO2 a niveles peligrosos; el gas es más pesado que el aire y se acumula en los puntos bajos.
• Quemaduras por frío. El contacto con el hielo seco o con superficies enfriadas por él puede provocar quemaduras por frío y congelación.
• Ruido y partículas. Los altos niveles de ruido exigen protección auditiva, y la contaminación eliminada puede pasar al aire, por lo que la protección ocular y respiratoria se determina según la evaluación de riesgos.

La limpieza con hielo seco no genera abrasivo secundario ni escorrentías, lo que mantiene baja su huella ambiental en muchas tareas de limpieza industrial.

¿Qué alternativas a la limpieza con hielo seco existen para la preparación de superficies?

Cuando el objetivo es limpiar, la limpieza con hielo seco compite con métodos como el chorreado con bicarbonato y otros medios tratados en 10 tipos de chorreado abrasivo. Cuando el objetivo es preparar acero para un recubrimiento protector, la superficie debe limpiarse hasta metal desnudo y perfilarse, y eso requiere otro tipo de herramienta.

El Bristle Blaster® y el MBX® de MontiPower® son alternativas manuales a los equipos de chorreado. Gracias a su tecnología especialmente desarrollada y a sus bandas patentadas, eliminan la corrosión y los recubrimientos sin abrasivos sueltos, lo que los hace prácticos para superficies más pequeñas y de difícil acceso, donde montar cualquier proceso de chorreado resulta ineficiente.

El Bristle Blaster® también crea un perfil comparable al del chorreado. En ensayos documentados sobre acero estándar produce una limpieza comparable a ISO 8501-1 Sa 2½ / SSPC-SP 10 y un perfil de anclaje de 65–85 µm Rz; los resultados varían según la calidad del acero, el grado de oxidación, la banda y la técnica. El MBX® está diseñado para paneles de carrocería de vehículos y chapa fina, donde elimina óxido, pintura y antigravilla; no está previsto para preparar acero estructural hasta un grado de recubrimiento protector. Para una comparación completa de las opciones, consulte alternativas al chorreado con arena del acero.

¿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 diseño especial con puntas afiladas y acodadas.

Las bandas giran a una velocidad controlada, unas 2200 rpm en el Bristle Blaster® Ultimate Cordless. En el Bristle Blaster®, la barra aceleradora retiene brevemente las puntas durante cada rotación. Al liberarse, golpean la superficie con una elevada energía cinética y rebotan de inmediato. Este impacto elimina la corrosión y los recubrimientos y deja una textura superficial con microindentaciones: el principio del Bristle Blasting. Esto lo convierte en un método práctico de preparación de superficies en muchos sectores y en una alternativa al chorreado con abrasivos.

Alternativas al chorreado con abrasivos en distintos sectores

El chorreado abrasivo tradicional puede ser perjudicial para las personas y el medio ambiente por el polvo, el abrasivo usado y, con algunos medios, la sílice cristalina respirable. Por ello, las herramientas sin granalla como el Bristle Blaster® encajan bien en la preparación de superficies en los sectores marino y offshore e industrial. Sin embargo, sin granalla no significa sin polvo: el óxido y el recubrimiento eliminados siguen convirtiéndose en partículas, por lo que la extracción y la protección respiratoria se determinan según la evaluación de riesgos de la obra.

La comodidad y la eficacia también importan. En la infraestructura pública, el chorreado de puentes, estructuras ferroviarias y de autopistas es un trabajo lento y con mucha mano de obra, realizado bajo presión de plazos, que expone a los trabajadores a partículas finas. Para reparaciones puntuales, soldaduras y superficies más pequeñas, el Bristle Blaster® puede sustituir gran parte de ese trabajo de chorreado.

Preguntas frecuentes

¿Elimina el óxido la limpieza con hielo seco?

La limpieza con hielo seco puede eliminar el óxido suelto y la contaminación superficial, pero no es abrasiva y no está diseñada para eliminar óxido firmemente adherido ni calamina. Tampoco crea un perfil de anclaje, por lo que el acero que necesita un recubrimiento protector suele requerir después un chorreado o una herramienta de impacto como el Bristle Blaster®.

¿Es segura la limpieza con hielo seco?

Evita los abrasivos tóxicos y los productos químicos, pero tiene peligros reales. El hielo seco está a unos −78 °C y puede provocar quemaduras por frío; el CO2 que se sublima puede acumularse hasta niveles peligrosos en zonas mal ventiladas o confinadas; y las máquinas pueden alcanzar unos 120 dB(A). Se requieren ventilación, control de gases cuando sea necesario y protección auditiva y de manos.

¿Crea la limpieza con hielo seco un perfil de superficie para el recubrimiento?

No. La limpieza con hielo seco no es abrasiva y deja la textura del sustrato prácticamente sin cambios. Los recubrimientos que necesitan un perfil de anclaje requieren un método que aporte rugosidad al acero, como el chorreado abrasivo o el Bristle Blasting, que produce un perfil de 65–85 µm Rz sobre acero estándar en ensayos documentados.

¿Para qué se utiliza la limpieza con hielo seco?

Se utiliza principalmente para la limpieza industrial: eliminar grasa, aceite, residuos de producción, desmoldeantes y algunos recubrimientos de moldes, maquinaria, equipos eléctricos y líneas de producción, a menudo sin desmontarlos. Es adecuada para trabajos en los que no se desea agua, productos químicos ni residuos de abrasivo y el sustrato no debe dañarse.