Hielo Seco

Técnicas criogénicas aplicadas al reacondicionamiento de componentes mecánicos y eléctricos en sistemas de generación de energía
Javier Jacobo del Río Aguirre
Responsable de máquinas rotativas NorControl, S.A.

La utilización de técnicas criogénicas para la eliminación de contaminación superficial se presenta como una alternativa a los métodos tradicionales de limpieza, ofreciendo resultadosóptimos en un tiempo reducido y siendo económicamente competitivo con otros sistemas.
Estas técnicas se basan en la utilización de partículas de CO2 sólido a baja temperatura y suponen un avance en la búsqueda continua de la industria de soluciones que minimicen los costes al mismo tiempo que permiten un mantenimiento de alta calidad. Además presenta la gran ventaja de ser técnicas seguras para elpersonal, instalaciones y el medio ambiente.
Se expone aquí la limpieza criogénica como una alternativa a los métodos tradicionales, mostrando sus principios de funcionamiento, ventajas y aplicaciones. Se presenta asimismo su uso en el reacondicionamiento de alternadores mediante un caso práctico.
Principios físicos
La criogénesis es una parte de la física que se puede definir como la cienciaque estudia los fenómenos que tienen lugar a muy baja temperatura. La limpieza mediante técnicas criogénicas se basa en el impacto de pellets de dióxido de carbono sólido a gran velocidad sobre la superficie cuya suciedad se pretende eliminar, aprovechando el efecto limpiador que se describe más abajo. Los pellets de CO2, también llamado hielo seco, son partículas de dióxido de carbono sólido a-78,5ºC. Estas partículas son regulares, sin partes angulosas y pueden presentar distintos tamaños, siendo los de ¼ de pulgada por 1/8 de pulgada (aproximadamente 3 mm por 8 mm) los más apropiados para aplicaciones de limpieza. La limpieza con hielo seco se basa en tres principios físicos cuyos efectos trabajan conjuntamente constituyendo una efectiva herramienta de limpieza. Estos son lossiguientes:
• Energía cinética. A los pellets de hielo seco se les confiere una energía cinética acelerándolos hasta una velocidad determinada y controlada, que se transfiere al substrato depositado sobre la superficie a limpiar extrayendo de ésta la suciedad. Es el mismo efecto que produce la limpieza con otros métodos basados en el chorreo de partículas a presión: arena, agua, partículas de maíz(EE.UU), etc. Al igual que en otras tecnologías basadas en la propulsión de partículas a presión, las condiciones de limpieza pueden cambiarse controlando la velocidad y el tamaño de las partículas. No obstante, el sistema de limpieza con CO2 sólido no se basa únicamente en la utilización de la energía cinética como agente limpiador, sino que actúa conjuntamente con los efectos que se explican acontinuación
• Diferenciales térmicos. Cuando se produce el impacto de las partículas de hielo seco sobre la superficie se crea un pequeño diferencial térmico provocando roturas en la unión entre la superficie y el material contaminante que facilita el proceso de desprendimiento.
La mayoría de los componentes tienen coeficientes de dilatación térmica diferentes. Al enfriarse, la superficie y la suciedadse contraen de forma diferente dado las diferencias en sus coeficientes de expansión térmica. Esta contracción no uniforme hace que se debilite el vínculo entre la capa de contaminación y la superficie a limpiar, favoreciendo el desprendimiento.
• Cuando el hielo seco impacta con la superficie objeto de la limpieza y explota pasando a fase gaseosa, tiende a invadir roturas y poros de la capacontaminante. Luego se calienta rápidamente y se expande empujando el contaminante fuera del substrato, rompiendo su unión y contribuyendo al proceso de limpieza. En inglés se denomina reverse fracturing (rotura inversa) y se trata de otro efecto que contribuye a debilitar la adhesión de los contaminantes a la superficie objeto de la limpieza, facilitando el efecto limpiador de la energía...