La ECHA está a favor de una prohibición de los PFAS basada en REACH en la UE, que entrará en vigor en 2027 para determinados segmentos industriales. En EE.UU. hay iniciativas similares dirigidas específicamente a la contaminación del agua. Aunque allí no se espera una prohibición total, las cadenas de suministro mundiales se verán afectadas, por lo que Asia y Sudamérica se están preparando de forma proactiva para una eliminación progresiva. El grupo NOF Metal Coatings ya ofrece soluciones de revestimiento sin PFAS.
El grupo NOF Metal Coatings, con sede europea en Creil, al norte de París, crea, desarrolla y produce soluciones patentadas de revestimiento al agua para elementos de fijación, discos de freno y piezas de chasis. Los revestimientos se utilizan principalmente para proteger contra la corrosión y controlar el coeficiente de fricción con el fin de garantizar la fiabilidad y durabilidad de los componentes. Con una red mundial de más de 300 licenciatarios, la tecnología de escamas de zinc de Geomet es utilizada por los principales fabricantes de equipos originales de los sectores de automoción, camiones, construcción, agricultura y energía.
Los PFAS, sustancias poli-(o per-)fluoroalquiladas, forman un amplio grupo de más de 10.000 compuestos fluorados conocidos por sus propiedades antiadherentes, impermeables y termorresistentes, y se utilizan ampliamente en diversas industrias y productos de uso cotidiano. Debido a su presencia permanente en el medio ambiente y a su toxicidad, cada vez se consideran más críticamente y se etiquetan como "sustancias químicas de la eternidad".
Control del coeficiente de fricción
NOF Metal Coatings trabaja para reducir o eliminar las sustancias con un impacto negativo en el medio ambiente. Aparte del PTFE (politetrafluoroetileno), un fluoropolímero clasificado por la Organización de Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE) como "polímero poco preocupante" pero que aún podría ser objeto de regulación, la empresa no utiliza PFAS en sus productos.
El PTFE se utiliza específicamente en algunos de los revestimientos lubricados de la empresa, que se aplican a los elementos de fijación para controlar su coeficiente de fricción. Esto hace que las condiciones de montaje sean más fiables y garantiza una conexión segura durante toda la vida útil del producto final.
La gama de productos sin PFAS incluye Geomet 321 (capa base anticorrosión plateada), Geomet 360 (capa base anticorrosión para discos de freno), Geomet 430 (capa base anticorrosión gris), y acabados como Plus M (a base de silicato, (capa de acabado lubricada a base de silicato con coeficiente de fricción µ 0,12-0,18 [ISO 16047]) y capas de acabado no lubricadas como Plus, Plus 10 o los productos Geokote (capa de acabado orgánica con excelente resistencia mecánica y química).
Tecnología de escamas de zinc Geomet
Fig. 1: Imagen EDX de una fina lámina Geomet 321 preparada por FIB (sección transversal) que muestra la distribución precisa de las láminas de zinc y aluminio en la matriz mineralLanaturaleza fisicoquímica, la morfología y la organización microscópica de las láminas de zinc y aluminio (específicamente diseñadas para formulaciones a base de agua) integradas en una matriz sol-gel permiten obtener revestimientos muy finos que pueden cumplir elevados requisitos de protección contra la corrosión, como C5-M y CX (ISO12944). Las propiedades galvánicas y tribológicas, así como la resistencia térmica de este revestimiento, son especialmente demandadas en el campo de los componentes de fijación y seguridad, sobre todo en configuraciones bimetálicas acero/aluminio. Dependiendo del sustrato, un revestimiento Geomet de 6 a 8 µm de espesor alcanza un nivel de rendimiento de 1.000 horas de niebla salina (ISO9227) con un contenido de zinc de 2 a 3 veces inferior al de las soluciones de protección galvánica 100% metálicas, conservando así los recursos minerales naturales y reduciendo el impacto medioambiental.
Entre todos los revestimientos galvánicos industriales, los revestimientos de zinc en escamas son únicos porque pueden aplicarse por inmersión (a granel o en bastidor) o por pulverización (electrostática o neumática). Esta variedad de métodos de aplicación no sólo abre el campo de aplicación a una gama muy amplia de piezas, sino que también ofrece la ventaja de no ser electrolítico. Esta característica es especialmente valiosa para los fabricantes de piezas que trabajan con metalurgias sensibles a la fragilización por hidrógeno provocada por los procesos de aplicación electrolítica (que también requieren el reciclado de grandes cantidades de agua). Esta es una de las razones por las que esta tecnología está despertando tanto interés en los sectores de la automoción y la energía eólica. Y es que los tornillos y los aceros con límite elástico ultraelevado se siguen desarrollando para satisfacer las crecientes exigencias de ligereza y seguridad. Cada año, los revestimientos Geomet garantizan la protección a largo plazo de más de un millón de toneladas de acero en todo el mundo (Fig. 1).
Combinación de capas base de zinc en escamas y capas de acabado
Fig. 2: Imagen EDX de un revestimiento Geomet 430 + Plus VLh Black bajo la cabeza de un tornillo después de apretarlo. La parte derecha de la imagen muestra la zona sometida a tensión durante el aprieteLatecnología de zinc en escamas consta normalmente de dos capas de base plateadas (Geomet 321/720/500) o dos capas de base gris antracita (Geomet 430) a las que se aplican capas de acabado a base de silicatos y lubricantes (productos Plus), que pueden ser transparentes, plateadas, negras o coloreadas. Estas capas de acabado, que tienen un grosor de 1 a 5 µm según la aplicación, suelen formularse para modificar las propiedades tribológicas del revestimiento con el fin de controlar el coeficiente de fricción de tornillos o tuercas según las especificaciones de diversas industrias, incluido el mercado de la automoción.
El control del coeficiente de fricción es una característica esencial para garantizar una tensión precisa en los componentes durante el apriete y evitar los fenómenos de aflojamiento que pueden producirse bajo tensión mecánica, vibratoria y térmica. En comparación con los revestimientos 100% metálicos, la estructura compuesta de Geomet (sol-gel + escamas de zinc) tiene propiedades reológicas que permiten una mayor superficie de contacto entre el tornillo y las piezas a ensamblar a nivel microscópico.
En combinación con las capas de acabado, estos revestimientos pueden controlar mejor la lubricación de las interfaces que intervienen en el ensamblaje en condiciones extremas de presión y temperatura localizadas. Otras ventajas de estos topcoats en el contexto del control del coeficiente de fricción de tuercas y tornillos incluyen el no aflojamiento a altas temperaturas, el apriete múltiple, la prevención del stick-slip y el control del apriete en diferentes materiales como el acero o el aluminio y el recubrimiento catódico por inmersión (Fig. 2).
Plus Topcoat, sin PFAS
Algunos de los Plus Topcoats que se ofrecían, como el Plus M, COF: 0,12 - 0,18 (ISO 16047), ya estaban formulados sin PFAS, pero no cubrían toda la gama de funciones que esperaba el mercado. Los objetivos de desarrollo eran ofrecer una nueva gama de productos más respetuosos con el medio ambiente, garantizando al mismo tiempo las mismas prestaciones tribológicas que los actuales productos Plus.
Hay tres nuevos acabados sin PFAS de color plata:
- Plus XL 2 Plata : COF 0,06 - 0,09 (ISO 16047)
- Plus VLh 2 Plata : COF 0,09 - 0,14 (ISO 16047)
- Plus ML 2 Plata : COF 0,10 - 0,16 (ISO 16047)
Ensayo de apriete contra aluminio
Sobre la capa base de zinc en escamas al agua Geomet, estas alternativas sin PFAS cumplen o superan los requisitos y especificaciones de los fabricantes de equipos originales, al tiempo que proporcionan las siguientes propiedades tribológicas:
- Atornillado múltiple y atornillado a alta velocidad (Fig. 3)
- Compatibilidad con diversos sustratos (por ejemplo, KTL, aluminio, zinc y acero)
- Evitación del efecto stick-slip
- Pares de apriete (incluso a altas temperaturas - Plus VLh 2 Silver y Plus ML 2 Silver)
Fig. 3: Prueba de atornillado contra aluminio (MBN 50544 )
Estética e identificación optimizadas
La estética de los productos de la nueva serie se ha mejorado añadiendo pigmentos de aluminio para conseguir un color plateado uniforme. De este modo, se ha mejorado el aspecto visual de los componentes en los que los elementos de fijación son visibles para los clientes. Además de la estética optimizada con pigmentos de aluminio en el revestimiento, las tres nuevas capas de acabado sin PFAS contienen pigmentos fluorescentes que permiten una identificación clara, una nueva característica para las capas de acabado que, según NOF Metal Coatings Group, es única hasta la fecha.
Mientras tanto, los laboratorios de investigación y desarrollo están trabajando en revestimientos sin PFAS y en sistemas Geoblack y capas de acabado negras adicionales de la serie Plus sin PFAS.
El proceso de industrialización de los recubrimientos sin PFAS se está llevando a cabo en colaboración con fabricantes de elementos de fijación, fabricantes de equipos originales y socios de la cadena de suministro.
