Limpieza con chorro de hielo

El chorro de hielo (también conocido como chorro de hielo húmedo, chorro de hielo congelado o chorro de agua con hielo) es una forma de chorro no abrasivo en el que las partículas de agua congelada se combinan con aire comprimido y se impulsan hacia una superficie con fines de limpieza. El hielo es uno de los diferentes medios que se utilizan comúnmente para la limpieza con chorro de arena. Otro método común de chorro de arena no abrasivo es el chorro de hielo seco , que utiliza dióxido de carbono sólido como medio de limpieza. Otras formas de chorro abrasivo utilizan medios como arena , perlas de plástico y bicarbonato de sodio .

La primera patente de limpieza con hielo se presentó en 1952 como “medio y método para limpiar y pulir automóviles” (patente estadounidense 2699403). ^[1]

En 1959, Unilever presentó una patente para utilizar la tecnología de limpieza con hielo para separar la carne del hueso. ^[2]

La limpieza con chorro de hielo es un método de limpieza industrial que utiliza un suministro continuo de aire comprimido para acelerar las partículas de hielo suspendidas a altas velocidades. Las partículas de hielo se expulsan desde una boquilla hacia la superficie que se va a limpiar. Las partículas de hielo impactan en el contaminante que cubre la superficie, lo rompen y lo despegan.

El chorro de hielo utiliza considerablemente menos agua que el lavado a presión (alrededor del 10 % del agua). Como resultado, una de sus principales ventajas es una contención más fácil en comparación con otras tecnologías de limpieza industrial. Durante el chorro de agua se forma un rocío húmedo alrededor de la superficie, lo que ayuda a capturar las partículas suspendidas en el aire y a arrastrarlas hacia abajo. Los contaminantes desprendidos se acumulan en una pila de lodo debajo de la zona de chorro. Esto significa que, en comparación con otras tecnologías de limpieza, se puede utilizar una configuración de contención más mínima. Además, se producen muchos menos residuos, ya que el mínimo lodo restante se derrite y se evapora, dejando solo el contaminante desprendido para su eliminación.

Dado que la limpieza con hielo produce menos contaminantes en el aire que otros medios de limpieza y requiere configuraciones de contención más simples, a menudo se utiliza para eliminar sustancias peligrosas, como pintura con plomo o amianto , o para limpieza con chorro de arena en entornos cerrados o interiores. También se utiliza a menudo en áreas donde el agua es escasa, ya que requiere mucha menos agua que el lavado a presión.

La limpieza con chorro de hielo se realiza en tres etapas principales:

• Eliminación masiva: etapa en la que se elimina primero la contaminación principal. Las partículas de hielo que se desplazan a gran velocidad impactan contra la superficie, rompiendo la capa de contaminante y arrancándola. Como el hielo es un sólido, puede generar una fuerza de impulso mucho mayor al impactar que el agua líquida.
• Limpieza de detalle: etapa en la que el hielo se desliza por las superficies de la pieza. Esto proporciona una agitación mecánica que frota y pule la superficie, eliminando pequeñas cantidades de la contaminación restante de la superficie. Por definición, frotar significa que dos sólidos se mueven uno respecto del otro bajo presión aplicada. Por lo tanto, el agua como agente de limpieza por chorro de arena no puede ofrecer esta propiedad.
• Enjuague final: la contaminación eliminada se enjuaga. Parte del hielo se derrite al impactar y forma agua, que se esparce por la superficie. El agua se considera el solvente universal y, por lo tanto, disuelve y elimina los contaminantes restantes.

Estos mecanismos de limpieza a menudo dejan las superficies metálicas mucho más brillantes que otros métodos de limpieza.

La limpieza con chorro de hielo se puede utilizar para limpiar muchas superficies diferentes y tiene aplicaciones en múltiples industrias. El uso mínimo de agua y la ausencia de ingredientes químicos proporcionan una solución de limpieza relativamente ecológica. Además, la limpieza con chorro de hielo no daña las superficies que se limpian.

En el decapado de pintura, se utiliza el chorro de hielo para romper la unión cohesiva del revestimiento. Según la pintura o la composición de la unión, algunos revestimientos no se pueden limpiar. El chorro de hielo es útil para eliminar la pintura con plomo, ya que representa el menor peligro. El chorro de hielo tiene el nivel más bajo de contaminantes en el aire de toda la tecnología de chorro para eliminar la pintura con plomo. Las partículas de hielo producen una niebla de chorro que ayuda a suprimir el polvo o las partículas en el aire para minimizar la dispersión no deseada. Esta característica del chorro de hielo es de particular interés en términos de salud y seguridad de los trabajadores en el proceso de eliminación de asbesto y pintura a base de plomo.

La tecnología de limpieza con chorro de hielo permite una limpieza exhaustiva y eficiente de moldes en una amplia gama de industrias, incluidas la fabricación de neumáticos , la producción de automóviles y las plantas de envasado. Dado que el método no es abrasivo, las limpiezas no dañarán las superficies de moldeo. La limpieza con chorro de hielo se puede utilizar en moldes calientes o fríos, lo que reduce el tiempo de inactividad en las instalaciones de producción. El hielo se sublima con el impacto, por lo que el atrapamiento del medio de limpieza con chorro de hielo no es un problema. El atrapamiento de arena es la razón por la que no se pueden utilizar medios abrasivos como la arena para limpiar en línea.

En algunas aplicaciones, la eliminación de material se logra sin abrasión. Esto es particularmente común en la eliminación de rebabas finas que surgen del aluminio mecanizado, como los componentes de transmisión automática, y pequeñas rebabas de las piezas fundidas. En estas situaciones, el metal está unido de forma suelta al metal base y, por lo tanto, puede ser desplazado fácilmente por el impulso del agente de granallado. No se produce erosión abrasiva ya que el metal restante no presenta un borde liso o redondeado.

La presión de depuración de las partículas de hielo puede alcanzar los 300 bares. En muchas aplicaciones de eliminación de aceite y grasa, el chorro de hielo puede producir superficies prácticamente libres de aceite. En algunas operaciones de acabado de metales, se ha demostrado que el chorro de hielo es superior al decapado ácido convencional.

El chorro de hielo no es abrasivo. No elimina los recubrimientos duros muy adheridos como lo harían los medios abrasivos. Sin embargo, el chorro de hielo puede eliminar recubrimientos con una adhesión debilitada como resultado de defectos en el recubrimiento o corrosión. Cuando una partícula de hielo impacta sobre un recubrimiento, provoca una tensión de compresión en el recubrimiento y el sistema objetivo. Al impactar, la partícula de hielo se derrite. El recubrimiento y el sistema objetivo bajo tensión de compresión reaccionarán en la dirección opuesta, produciendo una tensión de tracción. Cuando la tensión de tracción excede la fuerza de adhesión del recubrimiento, se produce el levantamiento del recubrimiento. El recubrimiento levantado está bajo la fuerza de las virutas y es arrastrado por el agua residual.

La limpieza con chorro de hielo tiene aplicaciones en muchas industrias y es una solución para las empresas que valoran el uso eficaz del agua, un bajo impacto ambiental y un bajo costo. La tecnología se ha utilizado en la industria aeroespacial, la eliminación de sustancias químicas, la descontaminación nuclear y la limpieza municipal.

Al igual que con toda tecnología de limpieza con chorro de arena, se recomienda el uso de protección ocular y auditiva adecuada. Las máquinas de limpieza con chorro de arena alcanzan niveles de 115 db. El nivel de protección varía según los contaminantes que se limpien. Sin embargo, la limpieza con chorro de hielo es la tecnología de limpieza con chorro de arena más segura debido a la ausencia de contaminantes del aire, como ocurre con otras tecnologías de limpieza con chorro de arena. Por lo general, una prenda impermeable ligera es suficiente protección. Si se utiliza la limpieza con chorro de hielo para limpiar materiales peligrosos, se recomienda usar ropa protectora más pesada.

• Limpieza con chorro abrasivo
• Limpieza con hielo seco
• Limpieza con chorro de arena
• Lavadora a presión

• Ing, Habil y Karpuschewski, Bernhard. "Limpieza criogénica con hielo húmedo: condiciones y posibilidades del proceso". Instituto de Tecnología de Fabricación y Gestión de Calidad (IFQ), Universidad Otto-von-Guericke de Magdeburgo, Alemania. 2013. ^[3]
• "¿Qué es el criodestrucción?". Criodestrucción: criodestrucción de precisión. 2009. ^[4]
• "Coulson Ice Blast: cómo funciona". Coulson Ice Blast. 2015. ^[5]