Antes de entrar en materia, debemos explicar que, técnicamente, hasta hace algunos años, se aplicaba el término abrasivo a los minerales situados en los cuatro últimos lugares (del 7al 10) de la escala de Mohs, es decir: Cuarzo, Topacio, Corindón y Diamante. Sin embargo , debido tanto a las nuevas técnicas de chorreado que aplican materiales de muy baja dureza, cuanto la extensión del uso de vocablos ingleses (abrasive blasting media o simplemente media) hoy se acepta de modo general, usar el término abrasivo, para definir a cualquier material de proyección por medio mecánico o neumático, sin importar mucho si es duro o blando. A pesar de todo, continúa pareciendo un tanto chocante, por ejemplo, llamar abrasivo, a un granulado de cáscara de nuez…
 
Otro apunte previo: las conclusiones de una estudio prospectivo DELPHI sobre Procesos de Abrasión(que esperamos poder comentar en otra ocasión) realizado en el año 1970, se han confirmado como ciertas, en cuanto a la vitalidad de los abrasivos como herramienta fundamental en el desarrollo industrial,participando en operaciones de mecanizado por chorro ("abrasive jet") flujo ("abrasive flow") o impacto ultrasónico ("ultrasonic impact grinding") que junto con las aplicaciones de Laser y Procesos fotoquímicos, constituyen los denominados "Procesos de Mecanizado No Tradicionales" y, también, "Procesos de Mecanizado del Futuro". Sin embargo, y a pesar del esperado incremento de aplicaciones de estos Procesos de Mecanizadodel Futuro, a la cuestión "Otros procesos de mecanizado se pueden desarrollar hasta el punto de que el rectificado se emplee rara vez", la respuesta de 49 de los 51 especialistas consultados, sobre el momento en que esto podría suceder, fue: NUNCA.
 
Y, para acabar de centrar el tema que nos ocupa, para la cuestión "El mecanizado con abrasivos libres, será una operación de acabado importante" la respuesta fue de 17 NUNCA sobre 40 respuestas recibidas. Creemos que sería interesante plantear la posible realización de una nueva encuesta, ahora que se cumple el 30 aniversario de la anterior…
 
Abrasivos aglomerados. Una aproximación a la situación actual.
 
Abrasivos Clásicos , Especiales y Superabrasivos
 
Cuando estamos acabando el siglo XX, parece una exageración que en los años 50’s se estimase el consumo de abrasivos aglomerados de un pais (muelas principalmente) a razón de 1000 Tn por cada 1.000.000 Tn de acero producido. Hoy la situación ha cambiado mucho. Este indicador ya no se utiliza y la relación entre ambas cantidades debe ser del orden de 300 a 500 Tn de abrasivos por cada 1000.000 Tn de acero. En realidad los grandes consumos iban ligados a las operaciones de desbaste en siderometalurgia, o sea, a las primeras operaciones tras la colada o el laminado. La evolución de estos procesos ha provocado un menor consumo de muelas. La utilización de muelas prensadas en caliente, con corindones modificados con Zirconio o Alúmina Sinterizada, ambos de muy alta tenacidad, aptos para un trabajo de arranque severo y de larga vida útil, hicieron caer drásticamente el consumo de muelas hasta los niveles que citábamos.

Operaciones de Desbaste. Evolución de Costes específicos / Innovaciones técnicas

En las operaciones de mecanizado posterior al desbaste, los consumos también han disminuido. Uno de los principales sectores de consumo, la industria de automoción, ha introducido de gran cantidad de materiales termoplásticos - principalmente composites - en sustitución de piezas metálicas además de extraordinarias mejoras en los procesos de conformado y mecanizado y todo ello junto con la aparición de nuevas herramientas de corte, policristalinas, montadas en centros de mecanizado automático, ha hecho caer drásticamente el consumo de abrasivos tradicionales. Añádase a lo expuesto, factores definitivos que favorecen de forma espectacular el auge de operaciones con superabrasivos (familia Diamante) en detrimento de los abrasivos tradicionales, como:
 

1. Los progresos en diseño y construcción de las máquinas herramientas, con posibilidades de trabajar a velocidades periféricas elevadas, del orden de 100 a 140 m/s, una vez solucionados los problemas de estabilidad y rigidez que permiten cumplir, con garantías de repetitividad, las altas exigencias de precisión de acabado, con valores del orden de 2,3 R_t (Ry).
    
   
2. La necesidad de contar con herramientas capaces de trabajar los nuevos materiales cerámicos de ingeniería han provocado que el CBN (Nitruro Cúbico de Boro) y Diamante sintético, básicamente, hayan irrumpido de forma espectacular en trabajos que hasta finales de los años 70’s estaban reservados, casi exclusivamente a los Corindones y Carburos de Silicio.

Finalmente la introducción en la década 1980/1990 de los Corindones cerámicos, microcristalinos (SG, Cubitrón, Sapphire Blue y más tarde CCC) con características muy peculiares pues aúnan dureza y friabilidad en unos valores comparables a los de los Corindones especiales (Blanco, Rosa, Rubí y Monocristalino) con tenacidades del nivel de las de los Corindones de desbaste, acabaron de consolidar la tendencia del consumo de los abrasivos en estos años.
 

Tenacidad/Friabilidad. Posiciones relativas de familias de abrasivos
 
En resumen, la búsqueda constante de mejores prestaciones técnico/económicas, en la operación industrial, ha llevado a un menor consumo global de abrasivos "clásicos" y a una mayor presencia de los especiales y de los superabrasivos. Tecnicamente más desarrollados, capaces de trabajos de mayor precisión, adecuados para las nuevas generaciones de materiales industriales, más caros de coste, pero capaces de hacer que la operación de desbaste o rectificado, a cualquier nivel, sea más económica.

Abrasivos de proyección. Panorama de los abrasivos en los tratamientos de limpieza por impacto: Ecología y rendimiento.
 
Si lo expuesto anteriormente, se puede aceptar para los abrasivos aglomerados y flexibles, no ocurre lo mismo en el uso de los libres. En este campo los consumos y aplicaciones de abrasivos tradicionales, han crecido espectacularmente, al tiempo que se han introducido en el mercado nuevos tipos de granulados, para aplicaciones específicas. Así ha ocurrido en los tratamientos de shot peening, que se distingue de las demás operaciones de chorreado o granallado, entre otras cosas, por las altas exigencias técnicas del proceso. El lanzamiento al mercado de las microesferas de Zirconio, en el año 1981, supuso un avance técnico en el tratamiento de materiales como el acero inoxidable y aleaciones de no férreos, como las de Aluminio y Titanio, por ejemplo. En especial debido a su densidad, las intensidades ALMEN obtenidas con estas microesferas cerámicas, son de valores intermedios entre las conseguidas con perdigón de acero y microesfera de vidrio. Su uso se ha desarrollado, especialmente, en la industria aeronáutica. Las operaciones de decapado para mantenimiento y análisis de fatiga de los materiales, han hecho avanzar espectacularmente el consumo de los abrasivos suaves y orgánicos (sinté- ticos como plásticos, esponjas cargadas, CO2 - "hielo seco" -, o los naturales como almidón y vegetales). Las razones ecológicas son la causa principal de la introducción de estos granulados. En los años 70’s el Departamento de Defensa de los EUA, promovió el proceso PMB (Plastic Media Blasting) para reemplazar los decapantes químicos, tóxicos, hasta entonces utilizados en superficies de aviones y componentes de industria aeronáutica. Un impulso definitivo fué dado a estos abrasivos, al ser promulgada una disposición, por parte de la Agencia para la Protección del Medio Ambiente, por la que se prohibía el depósito, en vertederos, de residuos que contuvieran solventes, incluyendo los más eficientes y conocidos como el cloruro de metileno y los fenólicos. Obviamente, disposiciones legales y acciones como estas emprendidas en los EUA, encaminadas a proteger al operario y al medio ambiente, han sido y serán adoptadas por todos los paises industrializados, probablemente con mayor ímpetu, puesto que existe una sensibilización profesional que favorece la aceptación de reglamentos y normas legales. Se insiste la cercana promulgación de Directivas Europeas, limitando o prohibiendo el el vertido de residuos y la obligación de ser tratados y/o depositados en vertederos controlados. Por lo tanto, parece lógico prever que el mercado presentará:
Una tendencia al consumo de abrasivos procedentes de reciclaje, inocuos para el entorno.
 

1. Un incremento en el uso los reutilizables. (En este caso las granallas metálicas, llevan todas las de ganar!)
    
   
2. Implantación progresiva de instalaciones de recuperación in situ, que permitan la reutilización de los abrasivos, previa separación de los contaminantes y residuos arrancados de la superficie trabajada: sistemas de aspiración y clasificación, que hasta ahora se consideraban demasiado "caros"…

En definitiva, un proceso como el que se desarrolla en una cabina de chorreado. Esto traerá como consecuencia, una nueva consideración de opciones, en los contratos de gran consumo; una operación más segura para operario y entorno y, finalmente, mayor rentabilidad en las operaciones, puesto que hablamos de reutilizar el abrasivo hasta el límite impuesto por la granulometría útil.
 
Sistema móvil EVO 6 de aspiración y recuperación de granalla en chorro libre (Dos contenedores 20’ flat bed, transportan las unidades, para tratar hasta 12 m3 /h de granalla)
 
Considerando exclusivamente los aspectos ecológicos, es necesario recordar que en los sistemas de proyección por chorro, la dosificación de abrasivo se hace por volumen con lo cual una operación aparentemente económica en la compra del material, no lo es tanto si se considera la cantidad consumida, con el consecuente residuo producido, para un mismo resultado final. A modo de ejemplo, en chorro libre a cielo abierto y bajo los mismos parámetros de trabajo (con rendimiento de 7 a 13 m2/h) para una Granalla de Fundición tipo Ti-grit© el consumo por boquilla es del orden de 8 kg/h mientras que para el Silicato de Aluminio es de unos 410 kg/h y para una Escoria de cobre es del orden de 630 kg/h. Como se puede ver, las ventajas de los sistemas de recuperación no admiten ninguna comparación. Corroborando lo expuesto, ya estamos comprobando en los mercados europeos, el notable el incremento del consumo de Corindón para el glaseado de envases de vidrio, en sustitución del vidrio al ácido.