¿Qué potencia necesita un limpiador láser para su propia tarea?

Cuatro datos determinan la clasificación: qué capa debe eliminarse, qué espesor tiene, cuánta superficie hay que tratar y sobre qué material base se encuentra. A ello se suman el lugar de uso, el manejo y la seguridad laboral.

Cómo emiten energía los sistemas pulsados y los de funcionamiento continuo y qué valores característicos describen una fuente láser se trata en artículos específicos de la revista. Aquí nos centramos en una pregunta: ¿qué clase de vatios puede ajustarse a qué tarea?

Por qué la clase de vatios es una cuestión de planificación

El número de vatios es el dato que antes se encuentra en las ofertas. Por eso se convierte con frecuencia en el punto de partida de la selección: se comparan cifras y se elige la clase que «en cualquier caso basta».

Sin embargo, si un limpiador láser resuelve una tarea se decide en la superficie de la pieza. El Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT cita como magnitudes de influencia en la limpieza con radiación láser la longitud de onda, la intensidad, el tiempo de interacción de la radiación con la capa y las propiedades del material. La potencia nominal es solo una magnitud entre varias.

A ello se suma que los equipos pulsados y los de funcionamiento continuo con una potencia en vatios similar no son comparables sin más. Por ello, las clases de vatios pueden contraponerse sobre todo dentro del mismo tipo constructivo — y solo una vez descrita la tarea.

Tres rangos de potencia aproximados como orientación

No existe una clasificación de los láseres de limpieza por vatios que sea vinculante con carácter general. Los fabricantes utilizan sus propios niveles. Clean-Lasersysteme GmbH, por ejemplo, divide sus sistemas en tres rangos:

• 12 a 100 vatios para aplicaciones de pequeña superficie, capas de óxido y capas más finas
• 150 a 600 vatios para aplicaciones de tamaño medio a grande y espesores de capa moderados
• a partir de 1000 vatios para aplicaciones de gran superficie y mayores espesores de capa, indicados por el fabricante con hasta 1 mm

Se trata de la orientación de un único fabricante, no de una norma. Sin embargo, muestra un patrón básico: a medida que crece la superficie y aumenta el espesor de la capa, la clase de potencia razonable se desplaza hacia arriba. Una clasificación de este tipo no sustituye la descripción de la propia tarea ni el ensayo en la pieza.

Tipo de capa: qué debe eliminarse

La capa marca la dirección. El Fraunhofer ILT cita como tareas, entre otras, la eliminación de capas de óxido y de contaminaciones particuladas y en forma de película, como grasas o aceites. La publicación de la DGUV FBHM-139 describe la eliminación de capas de corrosión y de pasivación, de pintura y materiales de recubrimiento y de residuos de proceso.

Para elegir la clase de vatios, estas tareas pueden dividirse a grandes rasgos en dos grupos:

• depósitos y películas finos, como capas de óxido, películas de aceite y grasa o residuos de proceso — aquí suele primar el tratamiento controlado
• capas acumuladas, como pinturas, materiales de recubrimiento o corrosión pronunciada — aquí la cantidad de material que debe eliminarse desempeña un papel mayor

Además, una capa no tiene por qué ser homogénea. FBHM-139 señala que los recubrimientos pueden estar compuestos por distintos componentes o haberse aplicado en varias capas. Si un ajuste que desprende la pintura de acabado sirve también para la capa inferior solo puede determinarse en la pieza.

Espesor de capa y estado final

Con el espesor de capa crece el material que debe eliminarse. Que un equipo de menor potencia elimine una capa gruesa en varias pasadas o que no llegue a eliminarla depende de la capa y del ajuste. Un equipo de mayor potencia puede realizar la misma tarea en menos pasadas — siempre que la capa y el material base admitan el mayor aporte de energía. Por ello, el espesor de capa debería, en la medida de lo posible, medirse o tomarse de la documentación, y no estimarse a simple vista.

También debe aclararse el estado final. ¿Hay que eliminar la capa por completo o basta con retirar una capa superior? ¿Se va a soldar, pegar o recubrir de nuevo el metal a continuación? Cuanto mayor sea la exigencia sobre el estado final, más peso puede tener un tratamiento controlado frente a la mera velocidad de eliminación.

Superficie y frecuencia de uso

La superficie es lo que más modifica el cálculo. Los puntos de contacto aislados, las zonas de soldadura o los contornos de herramientas abarcan a menudo unos pocos centímetros cuadrados; las estructuras de acero o los depósitos, en cambio, metros cuadrados.

Lo que cuenta no es el tamaño de la pieza, sino la superficie que realmente debe tratarse — y con qué frecuencia ocurre. Una base útil son tres datos:

1. la superficie tratada por pieza o por intervención
2. el número de piezas o intervenciones por semana o por mes
3. el tiempo disponible para ello

De ello se deduce qué rendimiento superficial debe alcanzarse como mínimo. Si la necesidad es baja, puede bastar una clase menor, aunque una mayor sería más rápida. Si es alta, el tiempo de tratamiento con una clase menor puede convertirse en un cuello de botella. Las indicaciones de superficie de los folletos se refieren siempre a una capa determinada sobre un sustrato determinado.

Material base y sensibilidad al calor

El material base limita cuánta potencia puede aprovecharse realmente en la pieza. FBHM-139 describe la absorción como la captación de la radiación, en la que la energía se transfiere en parte al medio y se transforma en calor. Que ese calor se convierta en un problema depende del material, del espesor de pared y de la conducción del proceso.

Un estudio de libre acceso sobre la eliminación de pintura del revestimiento exterior de aluminio de aeronaves con un láser pulsado a 1064 nm muestra la relación: por encima de un rango adecuado de densidad de potencia, la superficie de aluminio alcanzó la temperatura de fusión y se produjeron surcos y daños evidentes. También una velocidad de escaneo demasiado baja dañó el material base. Además, los autores describen que los campos de temperatura de pulsos sucesivos se superponen y que el calor puede acumularse.

Los valores de este estudio no pueden trasladarse a otros equipos. La tendencia, en cambio, sí: más energía sobre el mismo punto no significa automáticamente más limpieza, sino que a partir de cierto punto puede atacar el material base.

Por ello, las chapas finas, los materiales sensibles al calor y las superficies vistas de alta calidad pueden requerir una potencia menor o una parametrización muy cuidadosa. En piezas macizas puede haber más margen — también esto debe comprobarse en la pieza. En superficies brillantes se añade la reflexión: FBHM-139 cita las propiedades de reflexión y la geometría de la pieza como aspectos que deben tenerse en cuenta en la planificación.

Por qué más vatios no es automáticamente mejor

Está extendida la suposición de que una potencia adicional al menos no perjudica. Se queda corta por varios motivos:

• Material base: La potencia que la pieza no tolera debe reducirse en el equipo. En ese caso figura en la ficha técnica, pero no se aprovecha.
• Manejo: En Beamlux, los equipos de onda continua de 1500 vatios o más son móviles y están refrigerados por agua. En lugares estrechos o con lugares de uso cambiantes, un equipo portátil puede resultar más práctico.
• Sustancias peligrosas: Según la BGHM, las mezclas de sustancias peligrosas que se generan dependen de las sustancias eliminadas y también del láser utilizado. Por ello, un cambio de clase de potencia afecta también a la aspiración y a la evaluación de riesgos.
• Medidas de protección: Según FBHM-139, dependen tanto de la densidad de potencia o de energía del láser como de la aplicación.
• Precio: El precio de adquisición no puede deducirse del número de vatios, porque los equipos pulsados y los equipos de onda continua tienen una construcción técnica distinta.

Más potencia puede ahorrar tiempo allí donde haya grandes superficies con capas acumuladas sobre un material base que tolere el aporte de energía. Fuera de ese marco, no es automáticamente una ventaja.

Forma constructiva, refrigeración y lugar de uso

Con la clase de vatios suele cambiar también el equipo en su conjunto:

• Llevar o desplazar: Un equipo portátil con correa de transporte llega a lugares a los que un equipo móvil difícilmente accede. Un equipo móvil encaja mejor con el taller, la nave y los ciclos de tratamiento más largos.
• Refrigeración: El equipo pulsado portátil de Beamlux funciona con refrigeración por aire; el BL CW 2000 y la máquina de soldadura láser están refrigerados por agua.
• Suministro de energía: La versión pulsada portátil puede funcionar con batería. Para los demás equipos, la alimentación eléctrica en el lugar de uso debe aclararse de antemano.

En los equipos sostenidos con la mano cuenta también el peso: la publicación de la DGUV menciona posibles cargas físicas que deberían tenerse en cuenta en la selección.

Equipos Beamlux clasificados por clase de potencia

Beamlux ofrece sistemas de dos tipos constructivos. Qué versión se ajusta a la propia tarea se desprende de los apartados anteriores.

Pulsado con 200 y 300 vatios

• BL Portable Pulse: portátil con correa de transporte, 1064 nm, refrigerado por aire, posibilidad de funcionamiento con batería
• BL Compact Pulse: móvil sobre cuatro ruedas, 1064 nm, para taller y servicio continuo; una versión de 1000 W bajo consulta

Onda continua de 1500 a 6000 vatios

• BL CW 2000: móvil, 2000 W en onda continua, 1064 nm, refrigerado por agua, cabezal manual; la serie comprende 1500, 2000, 3000 y 6000 W
• BL máquina de soldadura láser: móvil, refrigerada por agua, láser de fibra en onda continua con 1500, 2000, 3000 o 6000 W; además de para soldar y cortar, también para la limpieza de cordones de soldadura y la eliminación de óxido en acero, acero inoxidable, chapa galvanizada y aluminio con 1500 a 3000 W, 6000 W bajo consulta

Los equipos pulsados están previstos para trabajos precisos y puntuales, así como para el taller y el servicio continuo; el equipo CW, para superficies mayores, producción y mantenimiento. Esta asignación es un punto de partida, no una decisión cerrada.

Medidas de protección en todas las clases de potencia

Una clase de vatios más baja no significa que la seguridad laboral deje de ser necesaria. La publicación de la DGUV FBHM-139 se refiere a láseres manuales de clase 4 para limpieza y decapado. La clase láser que tiene un equipo se desprende de su documentación. De la publicación pueden extraerse algunos puntos para la selección:

• Según las orientaciones para la selección del procedimiento, el conocimiento de los parámetros característicos del láser es necesario para elegir medidas de protección adecuadas.
• Las gafas de protección láser deben determinarse a partir de la densidad máxima de potencia o de energía en el rango de longitud de onda correspondiente. Por ello, un cambio de clase de potencia puede requerir otras gafas.
• El funcionamiento requiere una aspiración eficaz que actúe lo más directamente posible en el punto de tratamiento.
• La energía de la radiación láser empleada basta para inflamar una mezcla explosiva o sustancias combustibles.
• Para el manejo de láseres de las clases 3R, 3B o 4, la publicación menciona, con referencia al § 5 OStrV, el nombramiento de responsables de seguridad láser.

Este artículo no sustituye una evaluación de riesgos ni un asesoramiento jurídico. Las medidas de protección concretas se establecen en la evaluación de riesgos para el puesto de trabajo y el equipo correspondientes.

Ensayo de material antes de la decisión de compra

La publicación de la DGUV recomienda definir, antes de la decisión, los casos de aplicación y los límites del proceso, y comprobar la idoneidad de un sistema en la pieza real.

Un ensayo significativo utiliza una pieza original o una muestra con la misma capa sobre el mismo material base. Deberían registrarse:

1. Equipo, clase de potencia y ajustes
2. Número de pasadas hasta alcanzar el estado requerido
3. tiempo medido para una superficie definida
4. Estado del material base tras el tratamiento
5. Observaciones sobre humo, residuos y aspiración

Cuando sea posible, comparar dos clases de potencia en la misma pieza puede resultar revelador. Muestra si la clase superior acorta realmente el tiempo o si el material base limita la potencia aprovechable. Con estos valores, la superficie prevista puede convertirse en un tiempo de tratamiento fiable — y elegirse correctamente la clase de vatios del limpiador láser.

Fuentes

• DGUV – Fachbereich AKTUELL FBHM-139 «Trabajos de chorreado – limpieza y decapado con radiación láser» — Versión del 20.06.2024; láseres manuales de clase 4, absorción, aspiración, riesgo de ignición, ergonomía, gafas de protección láser y orientaciones para la selección del procedimiento.
• BGHM Magazin – «Limpieza y decapado con radiación láser» — Edición 05/2024; composición de las mezclas de sustancias peligrosas en función de las sustancias eliminadas y del láser utilizado.
• Fraunhofer ILT – Limpieza — Magnitudes de influencia: longitud de onda, intensidad, tiempo de interacción y propiedades del material; limpieza con radiación láser pulsada o continua.
• Clean-Lasersysteme GmbH – Resumen de sistemas láser — Clasificación del fabricante en Low, Mid y High Power, con superficies y espesores de capa asignados.
• «Research on Laser Cleaning Technology for Aircraft Skin Surface Paint Layer» – artículo especializado en Materials, de libre acceso a través de PubMed Central — Daños en el aluminio con una densidad de potencia demasiado alta y una velocidad de escaneo demasiado baja, así como acumulación de calor en la eliminación de pintura con láser pulsado.
• Beamlux – Resumen de productos: equipos de limpieza láser y equipos de soldadura láser — Tipo constructivo, clases de potencia, refrigeración, aplicaciones principales y precios de los modelos mencionados.

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