La fabricación de pinturas, resinas y barnices implica una serie de operaciones fisicoquímicas que requieren un control riguroso de mezcla, dispersión y estabilidad del producto final.
Durante estas etapas, es común la incorporación de aire, la formación de espuma y la presencia de vapores provenientes de solventes y reacciones químicas, factores que pueden comprometer el desempeño del recubrimiento durante la aplicación, resultando en defectos como burbujas, cráteres e irregularidades en la película formada. Por este motivo, los sistemas de vacío son ampliamente utilizados en esta industria, especialmente en operaciones de desaireación y en reactores de síntesis de resinas.
Visión general del proceso de fabricación de pinturas y barnices
Aunque existen variaciones según el tipo de producto, como pinturas arquitectónicas, automotrices o industriales, el flujo productivo generalmente sigue una secuencia consolidada:
Pesaje de materias primas → Premezcla → Dispersión y molienda → Ajuste final de la formulación (let-down) → Filtración → Envasado
Durante estas operaciones, se utilizan componentes como:
• resinas (aglutinantes poliméricos),
• pigmentos,
• cargas minerales,
• solventes o agua,
• aditivos reológicos y funcionales.
La dispersión inicial, realizada en dispersores de alta velocidad, promueve el humedecimiento y la prehomogeneización de los pigmentos. A continuación, la molienda en molinos de bolas reduce el tamaño de las partículas y mejora propiedades como el color, la cobertura y la estabilidad.
Es en estas operaciones donde se produce la incorporación de aire en el sistema, especialmente en formulaciones de mayor viscosidad o con comportamiento no newtoniano, haciendo necesaria la eliminación controlada de gases antes de las etapas finales.
Desaireación bajo vacío: fundamentos operativos
La eliminación de estos gases se lleva a cabo normalmente en tanques de desaireación que operan bajo vacío, donde el producto permanece durante un tiempo determinado hasta alcanzar la estabilidad adecuada para las etapas posteriores.
Desde el punto de vista técnico, la eficiencia de la desaireación está directamente asociada a las características reológicas de la formulación y a las condiciones operativas del proceso.
Los sistemas de mayor viscosidad dificultan el ascenso y la coalescencia de las burbujas, mientras que la tensión superficial y la presencia de aditivos influyen significativamente en la estabilidad de la espuma.
La temperatura del producto también desempeña un papel relevante, ya que afecta tanto la solubilidad de los gases como la cinética de su liberación.
Otro factor determinante es el nivel de vacío aplicado, que promueve la expansión de las burbujas y facilita su ruptura, junto con el tiempo de residencia bajo vacío, variable crítica para garantizar la eficiencia global de la eliminación de gases.
En la práctica industrial, la desaireación de pinturas y barnices normalmente opera en el rango de 80 a 300 mbar (en escala absoluta), lo que corresponde aproximadamente a -700 mmHg a -235 mmHg (en escala efectiva) (conversión realizada para operación al nivel del mar Pb = 760 mmHg abs). Este rango de operación está plenamente alineado con la capacidad de las bombas de vacío de anillo líquido de OMEL, que alcanzan niveles del orden de 40 mbar (-730 mmHg).
Las formulaciones de mayor viscosidad o los sistemas de alto brillo tienden a operar en niveles de vacío más elevados dentro de este rango, mientras que los productos menos exigentes pueden procesarse en condiciones más moderadas.
Otras tecnologías de generación de vacío, como las bombas de vacío de paletas, no operan bien en presencia de gases, vapores o líquidos en suspensión, ya que estos pueden diluir el aceite lubricante o removerlo localmente, generando pérdida de eficiencia en la generación de vacío, desgaste de los componentes mecánicos y aumentando la necesidad de mantenimiento.
Además de la formulación de pinturas, muchas plantas industriales producen internamente resinas como alquídicas, poliésteres, epoxi y poliuretanos, cuya síntesis ocurre en reactores que operan bajo condiciones controladas de temperatura y presión.
A lo largo de estas etapas, nuevamente el uso del vacío se emplea ampliamente como herramienta de proceso, tanto para la eliminación de subproductos como para el ajuste de las propiedades finales del material.
En sistemas basados en reacciones de policondensación, por ejemplo, el vacío se aplica para favorecer la eliminación continua del agua formada durante la reacción, contribuyendo al desplazamiento del equilibrio químico y al avance de la conversión.
De manera similar, también se utiliza para la eliminación de solventes ligeros y volátiles residuales, además de permitir la operación a temperaturas más bajas mediante la reducción de la presión de ebullición de los componentes presentes. Los niveles de vacío aplicados en reactores de resinas no son fijos y varían a lo largo del proceso, normalmente situándose entre 40 mbar y 500 mbar (absoluto), lo que corresponde aproximadamente a -730 a -385 mmHg en la escala relativa, dependiendo de la etapa de reacción, la composición del sistema y las exigencias del producto final. (conversión realizada para operación al nivel del mar Pb = 760 mmHg abs).
En las fases iniciales, se operan niveles más moderados para controlar la tasa de evaporación y reducir los riesgos de arrastre. A medida que la reacción avanza y la carga de volátiles disminuye, el vacío se intensifica progresivamente para la eliminación residual y el ajuste de las propiedades finales de la resina.
Este rango de operación está plenamente alineado con la capacidad de las bombas de vacío de anillo líquido, que alcanzan los niveles requeridos.
En muchos casos, estos sistemas operan integrados con condensadores, permitiendo no solo la estabilización del proceso, sino también la recuperación de solventes y el cumplimiento de requisitos ambientales y de seguridad operativa.
Por qué elegir bombas de vacío de anillo líquido (BVAL)
El funcionamiento de una bomba de vacío de anillo líquido se basa en el uso de un fluido de sellado que, bajo la acción centrífuga del rotor en rotación, forma un anillo líquido junto a la pared interna del cuerpo de la bomba. La disposición excéntrica del rotor con respecto al cuerpo crea cavidades de volumen variable entre las paletas, permitiendo la succión, compresión y descarga del gas a lo largo del ciclo de operación, condición esencial para la generación de vacío.
Este principio de funcionamiento confiere a la tecnología una alta compatibilidad con las condiciones operativas típicas de la fabricación de pinturas, resinas y barnices, especialmente en aplicaciones como desaireación, mezcladores bajo vacío y operación de reactores, donde existe presencia simultánea de gases, vapores y arrastre eventual de líquidos.
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Dentro de este escenario, el portafolio de OMEL contempla diferentes configuraciones capaces de atender las necesidades específicas del sector.
Para aplicaciones típicas de desaireación, mezcladores bajo vacío y etapas iniciales de reacción, se destacan las líneas BLN/MV y BLA/MV, diseñadas para operar en vacío medio (hasta aproximadamente 160 torr), rango ampliamente utilizado en estos procesos debido a la alta carga de vapores y a la necesidad de estabilidad operativa.
En las etapas finales de los reactores, donde se requiere una eliminación más intensa de volátiles y el ajuste de las propiedades finales de la resina, se aplican soluciones como las líneas BLN y BLA sin configuración MV, capaces de operar en niveles cercanos a 30 torr (≈40 mbar absoluto), valor que representa el límite inferior típico de estas aplicaciones.
En sistemas de mayor escala o con una elevada carga de vapores, como unidades integradas de reacción y recuperación de solventes, la línea LRVP presenta ventajas operativas relevantes, combinando una capacidad de alto vacío con un gran caudal volumétrico, pudiendo atender demandas de hasta 15.000 m³/h, siendo particularmente indicada para plantas con operación continua y una elevada exigencia de procesamiento.
Para aplicaciones de menor escala o líneas dedicadas, OMEL también ofrece soluciones compactas como las bombas monobloque de la línea BVM, con capacidades de hasta aproximadamente 740 m³/h. Estas unidades son adecuadas para operaciones de desaireación, mezcladores bajo vacío y reactores de menor escala, donde la simplicidad operativa, la compacidad y la confiabilidad son factores relevantes.
De esta manera, las bombas de vacío de anillo líquido de OMEL satisfacen plenamente las exigencias del proceso de fabricación de pinturas, resinas y barnices, cubriendo todo el rango operativo necesario, desde aplicaciones de vacío medio hasta condiciones más exigentes cercanas a 40 mbar absoluto, con robustez, confiabilidad y estabilidad operativa, incluso en entornos con alta carga de vapores y presencia de condensables.
Conclusão
A lo largo del proceso de fabricación de pinturas, resinas y barnices, diferentes tecnologías de bombeo desempeñan funciones específicas según las características de los fluidos y los requisitos operativos de cada etapa. Las bombas centrífugas, como la línea UND III, se aplican principalmente en situaciones más específicas, como operaciones de almacenamiento y transferencia de fluidos de baja viscosidad, incluidos solventes y corrientes auxiliares.
Por otro lado, después de las operaciones de mezcla, dispersión y reacción, el proceso requiere la eliminación de los gases y vapores incorporados, que no pueden ser tratados por sistemas de bombeo convencionales.
Es aquí donde las bombas de vacío de anillo líquido asumen un papel esencial en estas operaciones debido a su robustez y confiabilidad en los procesos de fabricación de pinturas, resinas y barnices.
Con amplia experiencia en el desarrollo de equipos para aplicaciones industriales exigentes, OMEL ofrece soluciones de vacío diseñadas para atender las demandas del sector químico y de recubrimientos, asegurando desempeño operativo, seguridad y confiabilidad.
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