Simulación CFD de las cabinas de pintura y de lijado
EOLIOS realiza estudios para las cabinas de pintura con el fin de optimizar el rendimiento y la calidad del aire mediante herramientas de simulación CFD.
Estudiar
- Mediciones in situ
- Simulación CFD de la cabina
- Selección de equipos adecuados
Garantizar
- Cumplimiento de las normas
- Flujos de derivación & recirculación
- Seguimiento de los contaminantes
Diseñar
- Validación por simulación
- Cabina de lijado
- Solución a medida
Nuestras prestaciones abarcan la aeronáutica, la automoción, el lijado, la industria y la pintura — del avión de negocios al helicóptero.
¿Qué permite la simulación CFD en las cabinas de pintura?
La simulación numérica por dinámica de fluidos (CFD) se ha impuesto como una herramienta puntera para optimizar el rendimiento de las cabinas de pintura. Al modelizar el flujo de aire y los intercambios térmicos con una precisión mayor, permite identificar los puntos débiles y proponer soluciones concretas. La evaluación de las condiciones climáticas y de la eliminación de las partículas debe llevarse a cabo en cada zona local, teniendo en cuenta las dimensiones del espacio y el impacto de cada sistema — y el único método que permite calcular estos parámetros con precisión y estimar los flujos de aire en el espacio es la simulación CFD.
Los métodos CFD de modelización de los gases permiten — con un programa profesional y una potencia de cálculo adaptada a la complejidad del problema — visualizar los flujos de partículas, estimar la concentración de sustancias nocivas y estudiar la distribución de la temperatura en el taller (escenarios críticos en particular). Ya en la fase de diseño, esto permite evaluar la eficacia del sistema y evitar pérdidas financieras en la explotación.
Requisitos para el diseño de las naves de pintura
La ventilación es necesaria para asegurar la eliminación de los vapores peligrosos y de las partículas de pintura pulverizada. Es importante que el aire circule uniformemente alrededor de la pieza para obtener un revestimiento de alta calidad. En las cabinas para aviones pequeños o helicópteros, se crea un flujo horizontal longitudinal: el aire soplado cerca del morro del fuselaje se propaga a lo largo del aparato, antes de ser extraído a cierta distancia por detrás.
Este diseño es eficiente en el plano energético (consumo de aire relativamente bajo). Su dificultad es la aparición de una superficie granulosa y desigual al secar: la rugosidad proviene de las partículas secas del aerosol, transferidas del morro hacia atrás por el flujo longitudinal. El secado se vuelve heterogéneo y aparecen diferencias de granulosidad — un defecto inaceptable para los más exigentes, por ejemplo los aviones de negocios privados.
Para superar estos factores desfavorables, es necesario utilizar métodos modernos de dinámica de fluidos numérica. La CFD es un conjunto de métodos matemáticos, implementados en un programa, capaces de realizar cálculos complejos de flujos de gas y de termodinámica. Se utiliza en particular en el diseño de las cabinas de pulverización de automoción para asegurar un flujo de aire uniforme alrededor del vehículo y garantizar una pintura de alta calidad.
La CFD para mejorar la seguridad de los operarios
Garantizar un entorno de trabajo sano
- Calidad del aire: asegurar que el aire de la cabina cumpla las normas de concentración de contaminantes y de impurezas;
- evaluación de la concentración de los contaminantes en el aire ambiente;
- simulación de la dispersión de los contaminantes e identificación de las zonas de riesgo;
- optimización del sistema de ventilación para garantizar un aire sano y respirable.
Reducir los riesgos de explosión
- Conformidad ATEX: evaluación de los riesgos de explosión ligados a los vapores de disolventes y de pintura;
- simulación de la dispersión de los gases explosivos e identificación de las zonas de riesgo;
- implementación de medidas de seguridad para prevenir las explosiones y proteger a los operarios.
Mejorar la ergonomía del puesto de trabajo
- Ventilación adecuada: verificar el caudal y la renovación de aire respecto a las normas;
- estudio de las condiciones de trabajo e identificación de los puntos de incomodidad;
- simulación del flujo de aire y de la temperatura para optimizar la ergonomía;
- soluciones para reducir la fatiga y los riesgos de TME.
La CFD para mejorar la calidad del acabado
Reducir los defectos de pintura
- simulación de los remolinos y zonas de recirculación que originan los descuelgues, acumulaciones y superficies granulosas;
- optimización de la velocidad y de la distribución de aire para minimizar turbulencias y variaciones de color;
- evaluación del impacto de los obstáculos (pasarelas de trabajo) sobre el acabado.
Mejorar la uniformidad de la pintura
- análisis de la eficacia de la transferencia de pintura en las distintas zonas de la superficie;
- optimización de la posición de las pistolas y de las boquillas para una cobertura homogénea;
- estudio de la influencia de la viscosidad y de las condiciones de aplicación sobre la película de pintura.
Reducir las partículas en suspensión
- evaluación de la eficacia de los sistemas de filtración y de extracción de aire;
- análisis del impacto del tamaño y de la naturaleza de las partículas sobre el acabado;
- colocación óptima de los filtros.
Optimizar la geometría de la cabina & la transferencia de pintura
El estudio de la forma y de las dimensiones de la cabina sobre el flujo de aire, la identificación de las zonas de estancamiento y la evaluación de la influencia de los obstáculos permiten mejorar la transferencia de pintura. La simulación de la trayectoria de las partículas identifica las zonas de pérdida y optimiza el ángulo y la distancia de las pistolas; el análisis de la formación de la niebla de pintura y la optimización de la velocidad de aire y de la presión de pulverización minimizan su formación y mejoran la eficacia de los sistemas de recuperación.
La CFD para optimizar la eficiencia energética
Reducir las necesidades de calefacción y climatización
- simulación de las transferencias térmicas e identificación de los puentes térmicos;
- optimización del aislamiento y de los sistemas de calefacción y de climatización;
- estrategias de control para una mejor gestión de la temperatura.
Optimizar la red de ventilación
- estudio del flujo de aire e identificación de las zonas de pérdida de carga;
- optimización del diseño de la red para reducir el consumo;
- ventilación a velocidad variable y control inteligente;
- estudio de la homogeneidad de la red aguas arriba de los muros o techos difusores.
Recuperar la energía calorífica
Más allá del ahorro, la CFD evalúa el potencial de recuperación de la energía calorífica evacuada por la ventilación, y permite implementar sistemas de recuperación para precalentar el aire entrante o alimentar otras instalaciones.
Cualificación de la aeráulica de las cabinas de pintura
¿Qué es una cualificación de cabina de pintura?
Una cabina de pintura es esencialmente un entorno controlado, concebido para realizar trabajos de pintura sobre distintos materiales. Su objetivo principal es contener las partículas y los compuestos orgánicos volátiles (COV) liberados durante el proceso, para no perjudicar al medioambiente ni a la salud humana, y garantizar que la pintura no se vea perturbada por elementos externos (polvo) que comprometan el acabado. La «cualificación» designa el proceso por el cual el rendimiento de la cabina se mide y se evalúa: en EOLIOS, seguimos un procedimiento riguroso y exhaustivo que evalúa todos sus aspectos importantes.
Normas a respetar
La fabricación, la instalación y el uso de una cabina de pintura están regulados y responden a criterios clave a respetar para la seguridad y el confort de los operarios y la eficacia de la cabina. Para las cabinas de ventilación horizontal — las más extendidas fuera de la automoción — estos criterios se determinan según los consejos expertos del INRS.
Toma de medida de las velocidades del aire
La aplicación de nuestros conocimientos en mecánica de fluidos está profundamente arraigada en nuestro enfoque de la medición de las velocidades del aire. Mediante anemómetros de precisión, proporcionamos mediciones rigurosas de la velocidad del aire, factor crucial del proceso: sus variaciones afectan a la calidad de la capa aplicada. Los datos son analizados por nuestros ingenieros, que formulan recomendaciones sobre la orientación de la fuente de aire, la presión, la temperatura y la humedad, conforme a las normas más estrictas.
Los ensayos de humo
L'expertise d'EOLIOS s'étend aux ensayos de humo para cabinas de pintura: una herramienta valiosa para determinar la visibilidad y la eficacia del caudal de aire durante la aplicación. Apoyándose en la difusión de humo, permiten visualizar y analizar el flujo de aire y la ventilación en la cabina.
El desarrollo del ensayo se hace en tres tiempos: generación de un humo no tóxico en el interior de la cabina; observación y análisis del flujo de aire mediante cámaras de precisión, cámaras térmicas y anemómetros; evaluación de la eficacia de la ventilación, de la homogeneidad del flujo, de las zonas de recirculación y de los sistemas de filtración. Los objetivos son identificar las zonas de turbulencia y de recirculación, verificar la eficacia de la ventilación, evaluar la filtración y detectar las fugas de aire para garantizar la estanqueidad. Este método visual, económico y fácil de aplicar es una excelente herramienta de diagnóstico.
EOLIOS utiliza una fuente de humo específica introducida en la cabina: al observar el recorrido del humo, nuestros expertos determinan si el aire fluye correctamente y detectan las zonas de turbulencia o de estancamiento. Los datos sirven después para optimizar el rendimiento: aumentar la capacidad de extracción (gestión de las compuertas), mejorar la calidad del aporte de aire o reorganizar el espacio de trabajo. Tras la evaluación inicial, realizamos con el cliente los ajustes necesarios.
