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TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICO DO OVERSPRAY

Postado em 17/11/2017 às 11:19:57 - Artigos

TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICO DO OVERSPRAY





INTRODUÇÃO




Sem entrar nos méritos das vantagens ou desvantagens da pintura spray líquida, o fato é que nesta operação nunca 100% da tinta atinge a peça a ser pintada. Fatores como tipo de tinta, material e tamanho da peça, tecnologia do equipamento de spray, técnica utilizada e perícia do operador, influenciam a que parte da tinta não atinja a peça, ao que alguns operadores definem como “quebra” da tinta, ou mais corretamente de “overspray”. O percentual de overspray ou perda de tinta pode chegar até 50%, sendo adotado como valor médio desta perda 25%.




O termo “tinta” é entendido como a mistura de resina, pigmento e um veículo solvente e fluido que confere uma cobertura fina e aderente quando aplicado ao substrato. Desta forma, o termo “tinta” genericamente se refere a tintas, lacas, vernizes, primers e assim por diante.




Independentemente da perda, o próprio processo de spray sem os devidos cuidados, pode gerar sérios problemas ao ambiente de pintura devido à evaporação do solvente da tinta, que é prejudicial ao operador e gera perigos devido à inflamabilidade.




Devido ao exposto acima a etapa de produção industrial que envolve a operação de spray de tinta requer o uso de cabines de pintura, que consistem em uma câmara com exaustores de ar acoplados ao um sistema de cortina d’água para realizar um tratamento físico-químico da tinta e seus vapores orgânicos. Essas cabines agem para conter vapores de solventes e perdas de tinta e reduzir as chances de contaminação e proteger os operadores e as peças pintadas.




 CABINES DE PINTURA




Técnicas de spray automático tem sido a tempo empregados para pintura de artigos grandes como carros, caminhões, refrigeradores, etc. Os itens sendo pintados são geralmente avançados ao longo de uma linha enquanto passam através da cabine, o spray excedente de tinta permanece ao redor da peça e essa névoa precisa ser removida do ar. Para realizar isso, este ar contaminado é empurrado através da cabine com a utilização de exaustores. Um de cortina de água é mantida cruzando o caminho do ar de maneira tal que este passe através da água antes de atingir os exaustores. Como o ar passa através da cortina d’água, a névoa de tinta é capturada do ar e carreada para uma bacia usualmente localizada abaixo da cabine de pintura. Nessa área, as partículas de tinta são separadas da água, então a água pode ser reciclada e as partículas removidas.




Essas cabines variam em tamanho, mas são semelhantes em seu design e operação. Uma cabine típica consiste em uma área de trabalho, seção de fundo com eliminadores e um reservatório. As peças a serem pintadas geralmente passam através da área de trabalho enquanto um fluxo de ar faz com que a tinta perdida entre em contato com uma cortina de água que cai em um reservatório. O ar é succionado com a água de circulação à cortina de água, passando através de eliminadores de névoa e é removido por um exaustor.




Uma das dificuldades com o recolhimento da tinta na água da cabine é a capacidade limitada que pode ser incorporada na água. Devido ao já mencionado overspray concentrações significativas de tinta aderem no sistema e aglomerações podem ocorrer. Quando tintas base solvente são usadas, o resultado é uma massa aderente e pegajosa, que pode entupir eliminadores de névoa, duchas e mesmo bombas de recirculação.




Por isto é indispensável tratar a água da cabine de pintura para reduzir e preventir, tanto quanto possível, a aglomeração e depósito de tinta perdida, gerando um lodo não-pegajoso (desnaturado) e facilmente removível e fornecer uma água de qualidade tal que possa ser reciclada no sistema.




TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICO EM CABINE DE PINTURA




A tinta empregada em cabines de pinturas típicas caem dentro de duas categorias genéricas: base água e base solvente. Tintas base solvente tipicamente consistem em solventes orgânicos voláteis (como xileno), resinas, pigmentos e aditivos. Tintas base solvente são hidrofóbicas e seu tratamento envolve dispersar parcialmente as partículas de tinta em um meio aquoso. As partículas parcialmente hidrofílicas podem então ser tratadas para torná-las não aderentes. Esse processo é conhecido em inglês como “detackification”, que consiste na desnaturação da tinta através do tratamento químico realizado na cabine de pintura.




A tinta é um material aderente e tende a coagular e aderir nas superfícies da cabine de pintura, particularmente na bacia e áreas de drenagem, e precisa constantemente ser removida da bacia para prevenir entupimentos dos drenos e do sistema de recirculação. Com o objetivo de ajudar na remoção da tinta excedente do ar e para permitir uma operação eficiente da cabine de pintura, agentes desnaturantes/coagulantes são comumente empregados na água em tais sistemas, e são tipicamente incorporados dentro da água de recirculação. A desnaturação elimina ou minimiza as propriedades adesivas da tinta, prevenindo a adesão nas paredes da cabine de pintura.




Assim, agentes desnaturantes precisar ter uma capacidade alta, para que a água de circulação que passa na cabine possa ser desnaturada, coagulada e floculada em grandes volumes antes da exaustão.




O tratamento físico basicamente consiste em dois objetivos:




1)     Exaustão e lavagem (absorção) dos gases ou vapores orgânicos oriundos dos solventes utilizados na tinta. Esta etapa para funcionar adequadamente, o fluxo de ar e de água deve ocorrer sem interrupções ou bloqueios, permitindo o pleno contato da tinta e dos solventes com a água.




2)     Remoção por flotação ou decantação da tinta, incluso aí seus componentes: pigmentos, carga, resinas, etc. A remoção pode ser contínua ou por batelada, conforme o projeto da cabine.




O tratamento químico que tem como objetivos:




1)     Dispersar e coagular a névoa de tinta imediatamente ao contato com a cortina d’água, facilitando a operação de recolhimentos dos vapores, impedindo aderência de tinta e entupimentos. A tinta nesta etapa perde ser caráter adesivo, ocorrendo a desnaturação (detackification). A dispersão é um mecanismo em que se confere as gotículas de tinta uma carga elétrica, que resulta em uma permanente repulsão; dependendo dos produtos químicos utilizados pode-se reverter a repulsão até um nível desejado, para coagular as partículas de tinta (aglutinação), porém mantendo a desnaturação da tinta.




2)     Flocular a tinta para que o tratamento físico de remoção da borra de tinta ocorra conforme o projeto da cabine, através de flotação e/ou decantação. O caráter da tinta deve permanecer inativado, ou seja, os flocos ou borra devem ser não aderentes para evitar problemas operacionais. A floculação é obtida por substâncias floculantes, que reúnem as partículas coaguladas para formação da borra de tinta desnaturada a ser removida.




3)     Manter a estabilidade do tratamento, evitando desenvolvimento de bactérias através de biocidas, bem como proteger a cabine de pintura contra corrosão. Este equilíbrio evita as paradas no processo produtivo. Um pH desbalanceado, além de prejudicar o tratamento da cabine, pode gerar problemas de corrosão, danificando o equipamento. Como o meio é aquoso, bactérias podem se desenvolver no reservatório e circulação, também levando a problemas de corrosão, incrustação, entupimentos e maus odores.


 





O tratamento químico é alcançado com diferentes formulações para cada função que se deseja controlar:




1)     Alcalinizante:  A dispersão da tinta envolve o controle do pH, sendo que a maioria dos programas de tratamento exigem pH alcalino (>7) para a melhor dispersão. A Quimilac oferece os produtos AQUA-STAR CA-650 e AQUA-STAR CA-680 (neutralizantes e auxiliares de coagulação).




2)     Dispersante: o dispersante confere carga elétrica às partículas de tinta, anulando ou minimizando o caráter aderente. A Quimilac oferece o produto AQUA-STAR CP-80 (dispersante, tratamento sinérgico).




3)     Coagulante/floculante: neutralização controlada das cargas elétricas das partículas de tinta para induzir a formação de flocos, que são removíveis no tratamento físico; pode também reagir quimicamente com alguns componentes da tinta, para garantir a desnaturação. A Quimilac oferece os produtos AQUA-STAR CP-20 (dispersante, tratamento sinérgico), AQUA-STAR DETACK-100 (elevada adsorção, tratamento único) e AQUA-STAR DETACK-100K (elevada adsorção, tratamento sinérgico).




A quantidade aplicada de cada produto químico deve ser controlada para manter o equilíbrio do tratamento, mantendo a capacidade de rápida desnaturação da tinta recolhida. Normalmente dosagens iniciais são requeridas, e uma dosagem contínua ou intermitente, proporcional à quantidade de tinta que chega à cabine. A quantidade de produtos químicos aplicados pode variar de 20 a 100% do peso em tinta que atinge a cabine, dependendo principalmente do tipo de tinta utilizada e eficiência na remoção física da cabine (flotação ou decantação).


 







CONCLUSÃO




A operação adequada de cabines de pintura é de grande importância para evitar problemas de segurança devido à inflamabilidade de solventes, danos aos equipamentos, paradas do processo e também é fundamental para a utilização racional de água e minimização de efluentes líquidos e resíduos sólidos, bem como sua correta disposição.


 


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