A superfície de uma peça é crucial para a sua eficiência, especialmente em instalações que exigem condições de higiene rigorosas, como as indústrias alimentar, farmacêutica e química. Para garantir a higiene, é necessário ter em conta vários parâmetros, incluindo a rugosidade da superfície das instalações e instrumentos utilizados, tais como tubos, válvulas, tanques, mobiliário e maquinaria em contacto direto com o produto durante o processo.
Os acabamentos sanitários referem-se a acabamentos de qualidade superficial que facilitam a limpeza, evitam a acumulação e a propagação de bactérias, bem como a formação de ferrugem. Estes acabamentos garantem elevados níveis de assepsia e evitam a contaminação dos produtos.
Higiene e rugosidade da superfície
A rugosidade da superfície é uma medida que define se uma superfície é mais ou menos lisa, quantificando o tamanho das irregularidades presentes. A qualidade da superfície tem uma relação direta com a higiene, uma vez que quanto maior for a rugosidade, mais difícil é a limpeza da superfície e maior é o risco de proliferação de bactérias e formação de depósitos, o que pode levar à contaminação e à ferrugem.
O principal objetivo de um acabamento sanitário é lidar com as bactérias, que têm geralmente um tamanho entre 0,1 µm e 1 µm. Por conseguinte, é necessário garantir que as irregularidades da superfície não excedam 0,8 µm (Ra) para evitar que adiram ou se depositem na superfície. Consoante o sector, a sensibilidade do produto e a importância de evitar qualquer contaminação, este limite pode ser ainda mais rigoroso.
Regulamentos de acabamento sanitário
Existem várias normas que regulam as características superficiais dos acabamentos sanitários, dependendo da indústria, do artigo a tratar e do facto de a superfície estar em contacto direto ou indireto com o produto processado. Uma norma de referência no sector biofarmacêutico é a ASME-BPE (BioPharma Equipment), que estabelece os requisitos de fabrico para os sistemas e componentes utilizados nestas instalações, tais como tubagens, válvulas e reservatórios.
Para além disso, existem outras normas relacionadas que são relevantes, como a EN 10357 / DIN 11850 ou a ASTM A270, que se centram especificamente na regulação da tubagem. As normas acima referidas, que são amplamente utilizadas na indústria com requisitos sanitários, estabelecem padrões de rugosidade superficial para superfícies de aço inoxidável inferiores a 0,8 µm em Ra.
Rugosidade e lixagem
Uma vez compreendida a importância de manter os limites de rugosidade da superfície, é essencial saber como os atingir através de um tratamento de superfície adequado. Na maioria dos casos, a lixagem ou polimento mecânico com abrasivos flexíveis será o mais eficaz.
Na figura abaixo, pode ser identificado o tamanho do grão abrasivo necessário para atingir valores de rugosidade específicos.
É importante notar que o tamanho do grão utilizado terá um impacto variável na superfície. No entanto, para além do tamanho do grão, existem diversas variáveis no processo de lixagem que também influenciam o tamanho das irregularidades que o abrasivo provoca na rugosidade da peça de trabalho. Estas variáveis incluem o formato do abrasivo, o tipo de suporte, a pressão aplicada, a velocidade e o tempo do processo.
O gráfico acima mostra uma zona em vez de uma única linha. Para atingir uma rugosidade Ra de 0,8 µm, por exemplo, seria necessário utilizar um abrasivo com grão P240 como ponto de partida. No entanto, dependendo do processo utilizado, pode ser possível atingir esta rugosidade utilizando grãos mais grossos (até P80) ou mais finos (até P360).
A importância de um processo faseado
Embora a tabela acima possa servir como um guia eficaz para atingir a rugosidade desejada no final do processo de preparação, é importante ter em conta que a condição original da superfície a ser tratada desempenhará um papel fundamental na determinação dos passos necessários para atingir o tamanho de grão que determinará a rugosidade final.
Se for necessário corrigir um cordão de soldadura, remover marcas de maquinagem, poros de fresagem ou outros defeitos superficiais anteriores que tenham um volume considerável, será necessário começar por lixar com um grão mais grosso e até intercalar passos intermédios se a superfície estiver longe do tamanho de grão final. É aconselhável não saltar mais de 2 tamanhos de grão em cada passo.
Em muitos casos, comete-se o erro de tentar melhorar a rugosidade utilizando simplesmente uma granalha mais fina, quando, de facto, o problema está nos primeiros passos do processo. A tentativa de refinar uma superfície trabalhada com um grão muito grosso utilizando um grão excessivamente fino exigirá um tempo de lixagem considerável para reduzir as arestas do grão grosso ao nível do seu vale mais profundo. Caso contrário, estas imperfeições persistirão e comprometerão a rugosidade final, por mais fino que seja o acabamento.
É importante considerar a sequência correta dos passos de lixagem e utilizar os grãos certos para remover defeitos e obter uma superfície tão uniforme quanto possível antes de passar para grãos mais finos. Isto permitirá obter melhores resultados e otimizar o processo de preparação da superfície.
A rugosidade da superfície desempenha um papel crucial em qualquer peça e pode fazer a diferença entre um trabalho medíocre e um excelente resultado.
É sempre aconselhável confiar nos profissionais de tratamento de superfícies, pois eles ajudá-lo-ão a evitar erros, a poupar tempo e a valorizar os seus produtos.
Se quiser saber mais sobre acabamentos sanitários ou parâmetros de rugosidade, não hesite em partilhar as suas questões connosco. Teremos todo o gosto em ajudá-lo.
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