El ensayo de limpieza técnica mide cuánta contaminación queda en la superficie de piezas, conjuntos y máquinas después de limpiarlas. Esta guía explica para qué se hace, cómo se extraen y filtran las partículas, cómo elegir el líquido de limpieza y qué considerar en el equipo de filtración al vacío.
Qué mide el ensayo
La limpieza técnica indica el grado en que zonas definidas de piezas, conjuntos y máquinas completas están contaminadas por impurezas. Se expresa con parámetros como la masa, el tamaño y la cantidad de las partículas recolectadas en esas zonas.
La fabricación, el transporte y el ambiente pueden dejar partículas finas o residuos no volátiles (NVR) que afectan directamente el funcionamiento, la confiabilidad y la vida útil del producto. Por eso el control de limpieza es clave en la producción en serie, en especial en las industrias automotriz, aeroespacial y de semiconductores. Cada sector tiene sus normas; en la industria automotriz, por ejemplo, ISO 16232 y VDA 19.1.
Por qué controlar la limpieza de las piezas
Los contaminantes pueden causar corrosión, desgaste, cortocircuitos y distorsión o anomalías de señal en piezas y componentes. En uso, esto se traduce en fallas de funcionamiento, operación deficiente o ruido, y acorta la vida útil del producto; en casos graves puede generar riesgos de seguridad.
Las partículas residuales grandes (a veces llamadas "particle killers") pueden inutilizar un producto por completo, y a medida que los componentes se achican, partículas cada vez más pequeñas pueden causar fallas graves. La suciedad en los equipos de fabricación y montaje también puede bajar su desempeño y provocar detenciones de producción y pérdidas de material y energía. La medición de limpieza sirve para el control de procesos, el aseguramiento de calidad y el análisis de fallas.
Se aplica, entre otros, en:
- Optoelectrónica y semiconductores
- Equipos de automatización
- Maquinaria de precisión
- Equipos médicos
- Industria automotriz
- Placas de circuito impreso
- Componentes de discos duros
- Insumos para salas limpias
Cómo se realiza el ensayo
Las partículas se desprenden de la superficie de las piezas por agitación, lavado a presión, ultrasonido u otros métodos. Luego se filtra el líquido de limpieza para recolectarlas y se analizan su tamaño, masa, cantidad y forma, según las características del producto y los requisitos de limpieza.
La secuencia es: limpieza o extracción → filtración → secado → pesaje → revisión y análisis → inspección microscópica → resultado.
Se limpia una cantidad definida de piezas en condiciones definidas y todo el líquido de limpieza se hace pasar por una membrana filtrante, que retiene la suciedad. La membrana se seca y se observa al microscopio con iluminación; contando las partículas por tamaño se obtiene el resultado de contaminación por partículas sólidas de las piezas.
Elija el método de extracción
Agitación
Se tapan las aberturas de la pieza, se llena parcial o totalmente con líquido de limpieza y se agita con fuerza en todas las direcciones, para que el líquido llegue a todas las zonas huecas y extraiga las partículas de la zona definida. Los parámetros se ajustan según la forma, el tamaño y el peso de la muestra. Por ejemplo, para un depósito de líquido de frenos se pueden usar una frecuencia de 100~200 veces por minuto, una amplitud de 50~150 mm y una agitación de 5~15 segundos.
- Adecuado para: piezas o productos huecos, con agitación manual o mecánica automática.
- No adecuado para: determinar partículas en muestras líquidas o gaseosas.
- Factores que influyen: agitación manual o automática, amplitud, frecuencia, tiempo, y tipo y cantidad de líquido de limpieza.
Lavado a presión
Se usan boquillas o pistolas de distintos tamaños y formas según la geometría de la muestra y la zona a limpiar.
- Las zonas externas directamente accesibles se limpian con boquillas; para superficies grandes, con boquillas anulares.
- Las cavidades internas y las zonas externas de difícil acceso no pueden limpiarse con boquillas, aunque los orificios cortos de diámetro grande todavía admiten chorro directo.
- Cuando el chorro no alcanza directamente esas geometrías, se usa una pistola de lavado que penetre más en las cavidades internas, o se elige un orificio de diámetro pequeño.
- Factores que influyen: presión, caudal, distancia y ángulo del chorro, tamaño y forma de la boquilla (plana o redonda), secuencia de limpieza, manipulación de la muestra, tiempo de limpieza y consumo de líquido por unidad de superficie.
Ultrasonido
Se limpia en un baño o limpiador ultrasónico.
- Adecuado para: piezas pequeñas o medianas de forma externa simple, con limpieza interna y externa, como engranajes y sellos de juntas.
- No adecuado para: materiales líquidos o gaseosos, fundición gris ni piezas de aluminio fundido.
- Factores que influyen: intensidad ultrasónica, tiempo, medio, posición y orientación de la muestra respecto de la fuente ultrasónica, y material de la muestra.
Elija el líquido de limpieza
El líquido debe romper la adhesión entre la partícula y la superficie y separar la contaminación sin alterar la superficie de la pieza. Revise su compatibilidad con el material de la muestra, los fluidos del sistema, el equipo de ensayo, el papel filtro y el sistema de filtración. La fuente indica además una viscosidad ≤ 5 mm²/s, capacidad para remover o disolver grasas y filtrado previo del líquido antes de la extracción.
Siga este orden de selección:
- Limpiadores acuosos neutros con tensioactivos (la fuente menciona agua desionizada). Se usan para emulsiones acuosas de refrigerante o lubricante, grasas y aceites animales y vegetales, y conservantes de base amina. Asegúrese de que no formen espuma. No deben usarse con magnesio ni aleaciones de magnesio.
- Solventes no polares (la fuente menciona dicloroetano). Son especialmente adecuados para remover lubricantes o conservantes a base de aceite mineral.
- Líquidos especiales, si ninguno de los anteriores sirve; por ejemplo, alcohol (etanol, solvente polar) para remover líquido de frenos.
En todos los casos, confirme que el agente de limpieza sea compatible con el material del componente. En especial con hidrocarburos, puede haber incompatibilidad con plásticos y con la superficie de recubrimientos.
Prepare la filtración al vacío
Como el líquido de limpieza puede ser una solución acuosa neutra con tensioactivo, un solvente no polar o un solvente polar, la fuente recomienda apoyar la filtración con una bomba de vacío resistente a la corrosión: acelera la filtración y reduce el ataque químico sobre la bomba. Compruebe la compatibilidad química del portafiltros, las mangueras y el recipiente con el solvente elegido; la resistencia de la bomba no se extiende al resto del montaje.
Tipos de contaminación
- Partículas: de distintos tamaños, causan desgaste, fallas, obstrucciones, mal funcionamiento y pérdida de control de los equipos.
- Contaminación química corrosiva: corrosión de piezas metálicas, empañamiento corrosivo de componentes ópticos y cortocircuitos en circuitos electrónicos.
- Contaminación química por sustancias depositadas: interferencia en telecomunicaciones, distorsión y anomalías de señal, impedancia anormal de circuitos, sobrecalentamiento, falla de adhesivos y empañamiento de adhesivos en componentes ópticos.
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Rocker recomienda estos sistemas de filtración para solventes y bombas recubiertas de PTFE para el ensayo de limpieza. Los tres sistemas combinan el equipo de filtración de vidrio VF 12 con una bomba distinta: Lafil 300C, bomba recubierta de PTFE que integra la fuente de vacío y la plataforma de filtración en un solo equipo; Rocker 300C, bomba recubierta de PTFE; y Chemker 300, bomba resistente a químicos. Confirme en cada ficha la compatibilidad con su líquido de limpieza.
- Sistema de filtración para solventes Lafil 300C – VF 12
- Sistema de filtración para solventes Rocker 300C – VF 12
- Sistema de filtración para solventes Chemker 300 – VF 12
- Bomba de vacío recubierta de PTFE Rocker 300C
- Bomba de vacío recubierta de PTFE Rocker 400C
- Bomba de vacío recubierta de PTFE Rocker 410C