Desengrase por vapor vs limpieza ultrasónica acuosa: ¿es hora de jubilar su desengrasadora por vapor?

El cambio puede ser un dolor de cabeza indeseado que muchos preferiríamos evitar, a menos que nos veamos obligados. Pues bien, la EPA, junto con las crecientes iniciativas empresariales de protección ambiental y seguridad de los trabajadores, está forzando a muchos a abandonar su probado y confiable proceso de limpieza por desengrase por vapor.

Los solventes de desengrase por vapor y la creciente preocupación

El sistema típico de desengrase por vapor actual utiliza solventes clorados como el tricloroetileno (TCE) o el percloroetileno (PERC). Otros solventes populares incluyen el 1-bromopropano (nPB) y los solventes fluorados mezclados con 1,2-transdicloroetileno (Trans).

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha llevado a cabo una revisión exhaustiva de los solventes utilizados en los procesos de desengrase, denominada revisión de la Ley de Control de Sustancias Tóxicas (TSCA), cuyo objetivo es evaluar los riesgos potenciales y los impactos ambientales asociados con diversas sustancias químicas, incluidos los solventes clorados. Como resultado de esta revisión, todos los solventes mencionados enfrentan restricciones regulatorias o eliminaciones graduales debido a sus efectos adversos sobre la salud humana y el medio ambiente.

Más recientemente, las preocupaciones por los PFAS también han puesto presión sobre el uso de solventes fluorados. Los PFAS se consideran “químicos eternos” que se acumulan en los mantos freáticos y provocan graves efectos en la salud.

Breve historia de las resoluciones de la EPA sobre la limpieza con solventes

Parece que un solvente, cualquier solvente, que alguna vez se consideró seguro puede encontrarse rápidamente en la mira de un estado en particular o de la EPA de Estados Unidos. El uso de nPB para el desengrase con solventes es un ejemplo. Hace muchos años, la EPA lo recomendó como alternativa al TCE. Hoy también se encuentra en la lista negra. Otro ejemplo es el TBAC, una sustancia química exenta de la clasificación de COV.

Algunos fabricantes podrían estar utilizando acetato de t-butilo (TBAC) para limpieza dentro de sus plantas. La EPA lo clasificó como exento de COV en 2016. Gracias a esta exención, el TBAC se ha utilizado ampliamente como solvente de limpieza, entre otros usos, en zonas con estrictas limitaciones de COV.

Hoy parece que, en los próximos meses, el South Coast Air Quality Management District (SCAQMD) del sur de California planea revisar la Regla 1171, Desengrase con Solventes, para prohibir el uso del TBAC en limpieza debido a preocupaciones de toxicidad. Recientemente modificaron la Regla 1168, Adhesivos y Selladores, para prohibir el uso de esta sustancia química. En los últimos tiempos, parece que, en materia de solventes, lo que antes se consideraba seguro para una limpieza eficaz ahora termina en listas de uso restringido.

El futuro a largo plazo de las desengrasadoras por vapor

El uso de solventes, o la inversión en equipo nuevo para utilizar un solvente diferente, por lo general no brindará a las empresas estabilidad a largo plazo en su proceso de limpieza. Esto ha llevado a muchas industrias a explorar métodos de limpieza alternativos (vea el webinar Beyond Solvents), como el desengrase acuoso al vacío, que utiliza soluciones de limpieza a base de agua, generalmente consideradas más seguras y amigables con el medio ambiente.

La revisión de la TSCA pone de relieve la transición continua hacia prácticas de limpieza más sustentables y en cumplimiento normativo en las industrias que buscan minimizar su huella ecológica y garantizar el cumplimiento regulatorio. Y, seamos francos, parece incomprensible que el agua pueda quedar fuera de uso por regulación.

La limpieza ultrasónica acuosa y sus ventajas

El sistema de limpieza acuosa asistida por vacío utiliza líquidos a base de agua que cumplen con los requisitos más estrictos a nivel mundial. Hoy en día, esos requisitos están formalizados en la Unión Europea a través de la normativa REACH: sustancias altamente preocupantes, lista de sustancias restringidas y restricción de sustancias peligrosas. Estos requisitos obligan a los formuladores de químicos a considerar y utilizar los ingredientes más amigables en materia de medio ambiente, salud y seguridad (EHS) en la formulación de químicas de limpieza acuosa.

Debido a sus estrictos requisitos, la industria médica también mantiene una postura rigurosa sobre los ingredientes utilizados en las químicas de limpieza que estarían en contacto con un componente implantable. Estos incluyen los requisitos de REACH junto con las demás especificaciones que se indican a continuación.

Requisitos de limpieza para dispositivos médicos

• Ausencia de sustancias carcinógenas, mutágenas y/o tóxicas para la reproducción
• Ausencia de disruptores endocrinos con efectos graves sobre la salud humana 
• El material en contacto no contiene ni está compuesto por nanomateriales añadidos intencionalmente 

Si a esto sumamos las evidentes exigencias de compatibilidad de materiales de la industria aeroespacial, junto con los requisitos precisos de eliminación de contaminantes orgánicos e inorgánicos de todas las industrias, obtenemos una categoría de químicas de limpieza de piezas diseñadas que ofrece un desempeño de limpieza inigualable frente a la generación anterior. Los requisitos más estrictos de REACH exigen que las químicas acuosas sean más respetuosas con el medio ambiente y las personas, sin dejar de ofrecer una excelente limpieza y compatibilidad.

¿Por qué lavadoras de canasta rotativa asistidas por vacío?

Las lavadoras de canasta rotativa asistidas por vacío actuales constan de una cámara de limpieza sellada, un tanque que contiene la solución de lavado calentada y uno o dos tanques calentados con agua de enjuague. Una canasta con piezas se coloca en la cámara de forma manual o mediante automatización. La puerta de la cámara sellada se cierra y comienza el proceso de limpieza programado.

La solución de limpieza se bombea hacia la cámara y se aplica un vacío que desgasifica la solución y, al mismo tiempo, reduce su tensión superficial. La solución de limpieza penetra y alcanza todas las superficies: penetra, desprende y remueve los contaminantes. Al modular el vacío, el sistema remueve continuamente la solución y los contaminantes, lo que permite alcanzar niveles muy altos de limpieza.

Agregar ultrasonido aporta aún más poder de limpieza

El proceso asistido por vacío puede potenciarse aún más incorporando tecnología ultrasónica. El ultrasonido consiste en el uso de ondas sonoras de alta frecuencia que crean burbujas microscópicas en la solución de limpieza. Estas burbujas implosionan cerca de las superficies de los componentes, generando una acción de tallado conocida como cavitación.

Esta agitación mecánica ayuda a desprender y remover los contaminantes más difíciles, mejorando la eficacia general de limpieza de ambos métodos de desengrase. El sistema potenciado por vacío desgasifica continuamente la solución acuosa, lo que permite una mejor cavitación ultrasónica.

El uso de ultrasonido ofrece varias ventajas. Potencia el proceso de limpieza al aportar una fuerza mecánica adicional para descomponer y desprender los contaminantes, lo que se traduce en una mayor eficiencia y eficacia de limpieza.

El ultrasonido puede llegar a zonas de difícil acceso para los métodos de limpieza convencionales, garantizando una limpieza exhaustiva de piezas intrincadas y geometrías complejas. Además, la incorporación de ultrasonido puede reducir la dependencia de agentes de limpieza de pH más alto, o bien reducir la concentración de agentes de limpieza en el desengrase al vacío.

Alcanzar los detalles más finos de las piezas con la asistencia por vacío

Otra distinción notable es el mecanismo de limpieza. El proceso potenciado por vacío se apoya en los agentes de limpieza de la solución para penetrar, desprender y remover los contaminantes. El vacío permite que la solución llegue a zonas intrincadas y de difícil acceso, lo que lo hace altamente eficaz para limpiar geometrías complejas.

En el proceso asistido por vacío, típicamente se utiliza agua desionizada (DI) como agente de enjuague. El vacío se utiliza nuevamente para potenciar el enjuague de la superficie de las piezas.

Piezas completamente secas en menos tiempo

Por último, las piezas se secan utilizando el vacío. El vacío reduce el punto de ebullición del agua, provocando que esta se evapore instantáneamente de la superficie de las piezas y entregando una pieza completamente seca. La temperatura superficial de la pieza es de apenas 95 °F, lo que hace seguro manipularla con las manos al finalizar el ciclo de secado.

El proceso de secado asistido por vacío no solo ayuda a alcanzar el agua de enjuague atrapada en los detalles finos, sino que también reduce el tiempo del ciclo de secado. Un punto de ebullición más bajo significa que no es necesario aplicar tanto calor a la cámara para lograr la vaporización del agua.

Reflexiones finales

En resumen, si bien el desengrase con solventes y la limpieza acuosa asistida por vacío cumplen el mismo propósito de desengrasar componentes, difieren en cuanto a los agentes de limpieza utilizados, el impacto ambiental y el mecanismo de limpieza. Las lavadoras de canasta rotativa asistidas por vacío ofrecen un enfoque más seguro y amigable con el medio ambiente, prácticamente sin concesiones en comparación con el desengrase por vapor. La forma en que decida limpiar sus piezas —desengrase por vapor o limpieza ultrasónica acuosa— dependerá en última instancia de los requisitos específicos de limpieza, las consideraciones ambientales y el cumplimiento regulatorio. Pero tome sus precauciones, porque la presión regulatoria para abandonar los solventes solo aumentará con el tiempo.