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Soluciones Anticorrosivas

para el Empaque y Embalaje de Metales Paola Andrea Ruiz

Periodista Metal Actual

Tecnologías VCI y desecantes, indispensables para la Metalmecánica

Además de cumplir con las funciones básicas de envolver y ser la imagen de los productos, los empaques y embalajes deben evitar o por lo menos retrasar, los deterioros causados por factores ambientales, mecánicos y físicos.

Son varios los factores de riesgo a los que se enfrentan los productos durante la cadena de distribución y almacenamiento. Vibraciones, roturas, derrames, golpes, magulladuras, rayones, moho e incluso cambios térmico climáticos –entre otros–, afectan las propiedades físico mecánicas de los materiales, y dejan en evidencia que los procesos y soluciones de empaque y embalaje son el algunas ocasiones , deficientes. Para el caso de los productos metálicos, la situación no es diferente, la selección errada de empaques y embalajes para este tipo de materiales posibilita el deterioro de las piezas por factores asociados a corrosión, rayado, deslustre y golpes. Sin embargo, industrias como la química y la del empaquetamiento, han venido desarrollando WWW.METALACTUAL.COM

importantes avances en cuanto a materiales, aditamentos y maquinaria, con los que se pretende garantizar que además de contener, los empaques cumplan con la función de proteger la mercancía. Los avances tecnológicos han permitido una rápida evolución en los materiales para embalaje. Los estudios realizados sobre compatibilidad del empaque con el producto, resistencia mecánica de las materias primas, propiedades de protección y estabilidad, así como costos y demás aspectos mercadológicos, han permitido desarrollar productos adecuados capaces de responder acertadamente a los requerimientos de empaquetamiento de cada sector industrial.

Anticorrosivos La corrosión1 causa un enorme daño a la economía de los países. Por ejemplo, se estima que cerca del 10 por ciento de todo el metal ferroso producido en el mundo, se pierde irreversiblemente, como consecuencia de dicho fenómeno natural. Precisamente, para evitar que la corrosión ataque las piezas de metal expuestas a atmósferas extremas durante la cadena distributiva y en procesos de almacenamiento, se crearon los inhibidores de corrosión, que son materiales diversos que se fijan o cubren la superficie metálica, para de esta manera, proporcionar una película protectora que detiene el efecto corrosivo. WWW.METALACTUAL.COM

Las piezas de metal que van a ser expuestas a cadenas de distribución extensa y almacenamientos en condiciones severas o al aire libre, deben protegerse adecuadamente para evitar su deterioro.

Los recubrimientos –inhibidores de corrosión–, se encuentran usualmente en dos presentaciones: los base aceite y los base agua, y sus características, propiedades y componente varian de acuerdo al fabricante y la marca. Los inhibidores de corrosión base aceite, crean barreras protectoras que evitan que la superficie de metal, entre en contacto directo con el agua. Dichas protecciones puede variar entre semidura, suave, transparente, aceitosa y con color, y se recomienda su uso en metales como el acero, hierro colado, cobre, aluminio y sus aleaciones, sobre todo, si van a ser expuestos a condiciones ambientales severas, almacenamientos al aire libre o prolongados, así como embarques marítimos y fluviales. El tiempo de protección ofrecido por los inhibidores puede variar en corto plazo (algunas semanas), mediano (hasta un año) y largo (dos o más años). Este tipo de inhibidores se aplican mediante métodos de inmersión, cepillado y aspersión, y su remoción -cuando es necesaria-, se hace usando solventes y limpiadores desengrasantes alcalinos. En cuanto a los inhibidores a base agua, los expertos afirman que tienen características químicas deseables, lo que permite que al momento de la aplicación formen películas delgadas, transparentes, de alta protección y muy fácil remoción. Sin embargo debido a que trabajan a que estos productos disminuyen la

tendencia del metal a la oxidación, y no mediante la eliminación completa del agua y el aire, estos inhibidores no son tan efectivos como los recubrimientos de base aceite, y por lo tanto, no se recomienda su uso en metales que vayan a ser expuestos a periodos largos de distribución, embarque marítimo ni fluvial, ni almacenamiento prolongado. Los inhibidores base agua pueden prevenir la corrosión en aquellas piezas de metal que se almacenan en plantas bajo atmósferas en condiciones favorables, así como para embarques protegidos. Su aplicación se hace mediante inmersión, cepillado y aspersión, y en la gran mayoría de los casos, no requiere remoción. Hay que tener en cuenta que las propiedades de los inhibidores varían de referencia en referencia, por lo tanto los expertos aseguran que antes de la elección, es preciso asesorarse y tener en cuenta puntos tan relevantes como: metales en los que puede ser aplicado, el tiempo efectivo de protección que ofrece el inhibidor, método de aplicación, tipo de protección requerida según la pieza de metal para procesos de embarque o almacenamiento, tipo y espesor del recubrimiento deseado, condiciones de almacenaje, embarque y empaque, métodos de remoción, interacción con procesos subsecuentes en caso de no ser removido y requerimientos ambientales.

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Los empaques deben cumplir con todas las funciones mercadológicas, pero sobre todo, debe servir para proteger y preservar los materiales de efectos nocivos.

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los envases, se enriquece y es atraído por las superficies o piezas de metal –contenidas en los empaques–, en virtud de su orientación polar.

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De otro lado es importante recalcar que a pesar de la efectividad demostrada por los inhibidores, se ha evidenciado que existen ciertas condiciones atmosféricas y ambientales extremas, que se presentan sobre todo durante periodos largos de embarque y almacenaje, cuyos efectos corrosivos no pueden ser contrarrestados por los recubrimientos clásicos y que requieren de protecciones complementarias como la que ofrece el sistema VCI.

Inhibidor Volátil de Corrosión “VCI” El VCI –Volatile Corrosion Inhibitor-, por sus siglas en inglés, es un sistema anticorrosivo desarrollado a mediados del siglo pasado. El concepto VCI hace referencia a cierto tipo de sustancias volátiles que poseen la propiedad –en espacios cerrados con alta presión de vapor–, de sublimarse, es decir, pasar directamente del estado sólido al gaseoso. En ese último estado, dichos componentes volátiles al caer sobre superficies metálicas forman un film de protección mono molecular capaz de evitar el fenómeno de la corrosión. Los inhibidores volátiles de corrosión pueden integrarse de manera efectiva a diversos materiales de embalaje como papel, polietileno, polipropileno, o poliuretano. El funcionamiento del VCI en dichas soluciones de empaquetamiento es sencillo, los componentes o sustancias volátiles impregnadas en los empaques, se subliman o vaporizan del material de embalaje y se difunden dentro del espacio interior del mismo; una vez el VCI se volatiza en el ambiente de

un metal específico, no lo haga para otro. Sin embargo existen cuatro categorías que ayudan a establecer el tipo de VCI apropiado a cada tipo de metal. En la actualidad, se pueden encontrar soluciones de empaque y embalaje con VCI incorporado, que no sólo garantizan protección efectiva contra la corrosión en metales ferrosos y no ferrosos, –durante todo el tiempo que se encuentre el objeto metálico dentro del empaque–, sino que además optimizan todo el proceso de empaquetamiento ya que no es necesario someter los metales a tratamientos anticorrosivos previos.

Las moléculas de VCI se alinean en las superficies metálicas, a una profundidad aproximada de tres a cinco de ellas, formando así una placa molecular que sirve como barrera protectora contra factores corrosivos como la humedad, la sal, la suciedad, temperaturas extremas y oxígeno entre otros. Es preciso aclarar que la creación de dicha barrera puede variar dependiendo de las dimensiones del embalaje, cuanto más grande es el volumen, mayor será el tiempo necesario para la fase de formación. El VCI, describe un principio de funcionamiento o sistema y no una marca registrada por un determinado productor, por ello es que no todos los VCI que existen en el mercado son iguales ni poseen las mismas características de protección, y por estos también sucede que una formulación VCI que funcione bien para

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Las soluciones de empaque con VCI incorporado que más se comercializan en la actualidad son papel Kraft, polietilenos, materiales termoencogibles, bolsas de aluminio, películas estirables, espumas, empaques al vacio y cartón ondulado. Cada una de estas soluciones logísticas viene en diferentes presentaciones y son adaptables a las necesidades de cada tipo de industria2. Es importante recalcar que tras la apertura de cualquier embalaje, la película protectora VCI formada sobre la superficie metálica se evapora sin dejar ningún residuo, lo que permite de esta forma, el uso inmediato de la pieza o mercancía sin que sea necesario someterla a procesos de limpieza o remoción. El efecto activo de la protección anticorrosiva VCI depende también del estado de la superficie de metal, por ello antes de embalar cualquier pieza, se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

Empaques de polietilenos para proteger maquinaria y equipos con opción VCI, inhibidor de corrosión.

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• Las superficies metálicas deben estar libres de residuos de producción, es decir limpias, libres de viruta, polvo, o cualquier material contaminante e incluso huella dactilares, igualmente deben estar secas y sin ningún rastro de corrosión. • Las piezas a embalar debe estar a temperatura ambiente. Es preciso evitar cargas climáticas antes de la formación de una concentración VCI. • Se debe impedir la entrada de humedad.

Amplio y diverso es el abanico de soluciones de empaquetamiento con VCI integrado. Cada uno de estos productos se encuentra en presentaciones, tamaños y niveles de protección variados.

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• Es necesario evitar la formación de condensaciones sobre las piezas durante la fase de formación. • La parte metálica no debe ser mayor que el producto VCI. Cuanto más cerca al metal, mejor será la protección contra la corrosión. • Utilice papel o películas de polietileno para evitar el contacto directo del metal con materiales que contengan ácidos (madera, cartón o papel). • La duración de la protección depende del VCI y el método de embalaje utilizado. • El embalaje anticorrosivo debe formar un espacio cerrado alrededor del metal. • Se debe impedir la entrada de agua. • Cierre bien el empaque, bien sea mediante plegado, engrapado, termosellado o con cinta adhesiva.

Desecantes Los desecantes son agentes deshidratantes capaces de absorber la humedad de la atmósfera. Existen varias clases, sin embargo los más comúnmente utilizados son los de tipo arcilla, gel de silicio y tamiz molecular.

Arcilla Los desecantes de este tipo, están creados a partir del secado de la arcilla aluminosilicato con bentonita. Este material, que es inerte químicamente y que no es un agente corrosivo, posee una estructura en capas que absorbe la humedad y la retiene en su interior. Se dice, que la arcilla es sin lugar a dudas el desecante más económico que se pueda encontrar,

y también el de más alta eficacia dentro de un rango de temperatura y humedad relativa. Es capaz de absorber hasta un 28 por ciento de su propio peso en vapor de agua a 25 grados centígrados y un 80 por ciento de humedad relativa. Trabaja adecuadamente a temperaturas menores o iguales a los 49 grados centígrados, ya que a mayor concentración de calor, podría causar el efecto contrario, y en vez de atraer la humedad, podría generarla. La industria del embalaje ha creado soluciones de desecantes a base de arcilla, que funcionan perfectamente para embalar mercancías que durante su envío y almacenaje deban conservar las mismas condiciones atmosféricas que cuando fueron empacado.

Gel de silicio Es una presentación amorfa del silicio, fabricada con silicato y ácido sulfúrico. Este mineral presente en la naturaleza, posee propiedades químicas que lo hacen inerte y no un agente corrosivo. Su superficie, creada por poros de un tamaño promedio de 24 angstromios3 y que están todos interconectados entre sí, es capaz de atraer humedad a temperaturas hasta de 104 grados centígrados, aunque es más efectivo en temperaturas ambientales entre los 21 y 32 grados centígrados. El gel de silicio absorbe hasta un 40 por ciento de su peso en vapor de agua. Este tipo de desecante, es ampliamente utilizado en cargas de materiales cuyos contenedores estén herméticamente sellados.

Tubos revestidos con películas anticorrosivas

El desecante tipo arcilla es uno de los más usados y efectivos que existen en el mercado.

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Tamiz Molecular Es un producto sintéticamente elaborado pero derivado de materiales que surgen de la naturaleza. Su estructura uniforme en los poros es lograda durante el proceso de producción, lo que permite que el tamiz pueda separar sus moléculas por tamaño. La estructura del poro proporciona una capacidad para la absorción de agua más alta que la del gel de silicio o arcilla a niveles muy bajos de humedad, lo que le permite retener mas humedad a temperaturas elevadas de hasta 232 grados centígrados. Según los expertos, en términos de absorción, el tamiz molecular es el más efectivo de todos los desecantes primarios, se utiliza en contenedores herméticamente sellados durante la cadena de distribución, y almacenaje. En su gran mayoría, los desecantes se empaquetan en bolsas, sobres, botes, paquetes y cartuchos, hechos bien sea en papel kraft, o mezclas de materiales como el rayón y el poliéster. Los tamaños estándares de bolsas son de 1/6, 1/3, ½, 1, 2, 4, 8, 16 y 80 unidades, los tamaños de los sobres son de ¼, ½, 1, 2, 3, 5 y 10 gramos, mientras que los tamaños estándares de cartuchos son ½ , 1, 2 y 3 gramos. Los desecantes son, sin lugar a dudas, una solución efectiva para evitar o contrarrestar la humedad en situaciones de embalaje, transporte y almacenamiento. Según los fabricantes de este tipo de material, de su uso WWW.METALACTUAL.COM

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Las presentaciones varían y se deben escoger de acuerdo a las necesidades de protección y a las áreas del material.

acertado depende que los materiales empaquetados no sufran a causa de la humedad de fenómenos tales como la corrosión y la oxidación. Es por ello que para obtener la máxima protección de los desecantes, éstos deben utilizarse dentro de contenedores sellados herméticamente. Igualmente, los expertos afirman que para utilizar la cantidad adecuada se debe tener en cuenta lo siguiente: • El volumen del espacio de aire que debe ser desecado. • La naturaleza del material que será protegido. • La humedad alrededor del paquete. • El tipo de desecante que se va a utilizar. • La duración en tiempo para protección. • Las condiciones atmosféricas (temperatura y humedad relativa) cuándo y dónde el producto se sella y durante el consiguiente envío y almacenaje.

Anticorrosivos y desecantes se convierten, definitivamente, en soluciones propicias para proteger las mercancías metálicas de daños causados por fenómenos naturales como la humedad excesiva o cambios térmicos climáticos bruscos, ocasionados durante los procesos de distribución y almacenamiento. Citas 1) Se denomina corrosión al proceso de destrucción de los metales y sus aleaciones, provocado bien sea por acciones químicas o electroquímicas. La destrucción que causa la corrosión puede dividirse en tres clases: uniforme, local y intercristalina. 2) Repuestos para aviones, barcos y autopartes, así como maquinaria, tubería, perfilería, piezas de metal entre otras. 3) El ångström (Å) es una unidad de longitud empleada, principalmente, para expresar longitudes de onda, distancias moleculares y atómicas, etc. Se representa por la letra sueca Å y su nombre proviene del nombre del físico sueco Anders Jonas Ångström. 1 Å= 1 x 10-10 m = 0,1 nm. El ångström se utiliza ampliamente en la cristalografía de rayos x y en química estructural porque todos los enlaces químicos se encuentran en el rango de 1 a 3 ångströms. Sin embargo, el ångström no ha sido sancionado oficialmente por el CIPM ni por la CGPM.

Fuentes • Articular “When Packaging, No Rust is a Must”. Revista MetalForming. www.metalformingmagazine.com • Soluciones para la Corrosión VCI, Tecno PrimaF s.r.l [email protected] • www.tecnoprimaf.it - www.cimcool.ca - www.corrosionvci.com www.daubertcromwell.com - www.tp-mx.com.mx - www.wikipedia. com - www.nefab.es - www.desecante.com - www.excor.de - http:// solutions.3m.com.co - http://www.vci-propack.com/es - http://www. agmcontainer.com/vci/index.htm

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