Esta vista del iterior de una máquina de desgaste HTC de cuatro cabezas ilustra el concepto de desgaste “planetario”. Cada placa o “planeta”, rota, y ellas también rotan porque el “universo” en el que están montadas gira al mismo tiempo. Al mover la máquina por el piso, provoca un desgaste uniforme y sin marcas.

Los diamantes son el mejor amigo de los preparadores
Los diamantes no sólo son para pulir. Muchos de los trabajos para preparar la superficie del concreto que son tradicionalmente hechos como esmerilado (desgastado), o “shot blasting” pueden ser logrados de mejor forma y más rápido desgastando con diamantes.
por Steven H. Miller

La palabra “diamante” siempre la asociamos con algo muy caro, pero como muchas otras cosas acerca del desgastado con diamantes, el concepto esta equivocado. El esmerilado con diamantes puede ser completamente competitivo si usted sabe cómo hacerlo.

Hasta hace poco, la mayoría de las personas en la industria del concreto han pensado en los diamantes sólo para pulir. Hay trabajos más mundanos, como remover recubrimientos, o preparar una superficie manchada o astillada para un nuevo recubrimiento o micro recubrimiento, son fácilmente relacionados con métodos en los que se usa fuerza bruta. Hay una cierta ironía en esta percepción , desde que el pulido del concreto se logró debido a la accesibilidad de máquinas diseñadas para desgastar (esmerilar).

La máquina de desgaste Omega viene para 115 y 230 volts y también con un motor Honda de gasolina de 5.5 caballos.

Selección Difícil
El concreto es un material duro por diseño, y cambiar su superficie requiere fuerza. Mark Elliott, un gerente de ventas para Superabrasive Inc. en Atlanta, Ga., lo dice así: “Todas las veces que usted usa el escarificador (scaryfying) o “shot blast”, usted está causando daño, pero es un daño controlado”. Los viejos métodos usan fuerza vertical. Los “shot blasters” disparan pequeñas partes de acero hacia abajo, martilleando la superficie del concreto. Los martillos neumáticos o motorizados golpean de arriba a abajo con puntas de carburo de tungsteno. Los escarificadores rotan una serie de puntas de carburo hacia abajo como un cultivador escarba la tierra. Todos ellos golpean verticalmente para fracturar la superficie o el recubrimiento, y dejan al concreto microfracturado. Estos métodos son muy agresivos, y cada uno logra un pequeño rango de perfiles.

El desgastado remueve la superficie dura cortándola horizontalmente con algo más duro. Los diamantes son la substancia conocida más dura que se puede encontrar en la naturaleza, y sus filos rayan la superficie al moverse paralelamente sobre ésta. El tamaño de los diamantes determina la profundidad de estas marcas. El Instituto Internacional de Reparación del Concreto (The International Concrete Repair Institute, ICRI) define 10 niveles de Perfiles de Superficie del Concreto (Concrete Surface Profiles, CSP) desde el tratamiento con ácido hasta molido. Las máquinas de desgaste de diamantes pueden lograr todos esos niveles.

Un plato HTC “EZflex” con segmentos intercambiables instalados. EZflex es un sistema para cambiar segmentos rápidamente.

El desgastado se hace con la misma máquina que se usa para pulir. La mayoría de las máquinas para desgastar usan tres o más cabezas giratorias en un arreglo planetario: Las ruedas giran sobre sus ejes en una dirección, pero sus ejes a su vez giran alrededor de un punto central en dirección opuesta, como los planetas giran alrededor del sol. Esto produce un patron muy uniforme al pasar la máquina. “Usted logra una superficie monolítica lisa”, dice John Abrahamson, presidente de HTC Professional Floor Systems. “Usted obtiene un piso hermoso — removiento todas las imperfecciones”.

Los diamantes no son para siempre
Hay una amplia variedad de herramientas abrasivas. Los diamantes pueden estar fijos directamente en discos o ruedas como tazas invertidas, o pegados a segmentos intercambiables. Los diamantes pueden estar colocados en una sola capa, los que están soldados ya sea por electricidad (electroplating) o por medio de un sistema de soldadura a presión (pressurized brazed system, PBS), o pueden estar mezclados en una matriz que se desgasta gradualmente. Una matriz de metal se usa para desgastar arena, plástico o resina para pulir.

Dos ruedas tipo taza muestran arreglos sencillo y doble de segmentos abrasivos. Contraintuitivamente, el arreglo doble es menos a gresivi, porque distribuye el peso de la máquina sobre más área de abrasivo, así es que cada pulgada cuadrada de abrasivo es aplicada con menor fuerza hacia abajo. Los espacios entre los segmentos abrasivos son críticos para permitir que el polvo (en seco) o el lodo (en húmedo) salgan hacia afuera.

En todos los casos, los diamantes logran desgastar la superficie. Rompiendo la superficie del concreto, exponiéndola para tratarla. En una matriz, los grupos de diamantes eventualmente se desprenden y el metal que los mantenía juntos se desgasta rápidamente exponiendo nuevos diamantes. Esta es una buena razón para pagar más por mejores diamantes. Los diamantes de baja calidad se desprenden en astillas que se atoran bajo los discos rayando unas partes con más profundidad que lo que usted desea. Los diamantes de calidad se desprenden en grupos, que salen fuera de la máquina, dejando al descubierto nuevos diamantes para seguir marcando la superficie uniformemente. Pero mientras los grupos son más grandes, se desprenden más rápido. “Un diamante de grano 6 (6-grit) durará de 5,000 a 8,000 pies cuadrados”, dice Kyle Wiggins, quien trabaja en ventas y mercadotécnia para Innovatech Products & Equipment, Everett, Wash. “Un diamante de grano 60 a 80 (60-grit a 80-grit) durará de 15,000 a 20,000 pies cuadrados de superficie”.

La excepción es una innovación reciente llamado diamante policristalino (polycrystalline diamond), un diamante artificial (hecho por el hombre) muy duro, altamente agresivo, con múltiples ángulos, adjunto a un material de carburo de tungsteno. Cuesta considerablemente más pero durará diez veces más que algunos diamantes ordinarios. Los diamantes policristalinos le llevan a un nivel más alto”, comenta Wiggins. El primer diamante policristalino fue grano 6 o menor, logrando un perfil casi igual a un molino. En los últimos meses, Innovatech ha presentado segmentos de grano menor para reemplazar diamantes ordinarios pero que pueden durar de 40,000 a 50,000 pies cuadrados.

Una máquina de desgaste de uso pesado de 32 pulg. de HTC Professional Floor Systems.

El grano de los diamantes se clasifica como el grano de las lijas, con la excepción de que los diamantes normalmente se denominan dentro de un rango, grano 6 a grano 8 es el más grande disponible. El material en matrices viene en diferentes tipos de dureza para diferentes tipos de concreto, aunque su aplicación es diferente de acuerdo a la experiencia del contratista. Concreto suave — de 1,500 psi a 3,000 psi — se desgasta con una matriz muy dura, de tal forma que le polvo no desgasta la matriz muy rápido. “Si el metal es muy suave, desprende los diamantes antes de que hagan su trabajo, disminuyendo su vida”, explica Abrahamson. En cambio, desgastando concreto muy duro produce mucho calor y los diamantes se des-prenden fácilmente, llegando a ser una hoja sólida con la matriz, un proceso que se conoce como aplicar glaseado (“glazing over”). Necesita una matriz más suave, de manera que los diamantes glaseados se despréndan más rápido, para que siga desgastando efectivamente.

“Cuando ellos usen una llana motorizada en concreto, puede ser que la superficie de ese concreto sea muy dura para desgastar con diamantes”, hace notar Wiggins. “Quizá tenga que usar un escarificador (scaryfyier) o “shot blast” para abrir la superficie de concreto”.

Un perfil hermoso
La mejor ventaja de desgastar con diamantes es la calidad del trabajo. Un perfil de desgaste con diamantes es mucho más consistente que uno hecho con “shot blast”. No hay un patrón definido, no hay puntos más profundos, no hay partes más suaves en las orillas. El peril de desgaste es totalmente parejo. “El ‘shot blaster’ escarba rayas profundas que consumen mucho de la superficie”, comenta Joe Cooper, gerente nacional de ventas para Stone & Concrete Systems división de Gran Quartz en Tucker, Ga. “Cuando se usan los diamantes apropiados, usted usa menos recubrimiento y obtiene la adhesión propia”.

Y usted no requiere de un entrenamiento especializado para usar una máquina para desgastar con diamantes. “Usted requiere a un trabajador entrenado cuando usa un ‘shot blaster’, porque usted puede hacer mucho daño a los pisos con pequeñas zanjas o rayas como zebra, si su trabajador encima los barridos”, dice Wiggins. “Usted puede poner a cualquier trabajador a operar una máquina desgastadora con diamantes”. Estas máquinas típicamente pueden llegar perfectamente hasta la pared; mientras que un “shot-blaster” deja sin tocar algunas pulgadas, las que tienen que ser tratadas con un desgastador de mano o una máquina especial. “Nuestros clientes que han hecho el “shot blasting” dicen que prefieren la superficie tratada con diamantes”, dice Dennis Stoscher, vice presidente de ingeniería y co dueño de Leitch & Co. y Intertool, localizadas en San Leandro, Calif. “Es mucho más liso, y usted obtiene una superficie perfecta para fijar la mancha. Un grano 50 le dará una superficie lista para capas o recubrimientos”.

La máquina es muy versatil. Diferentes herramientas logran diferentes perfiles, y el perfil deseado se puede lograr muchas veces con una sola pasada. Puede preparar la superficie de concreto viejo, o remover cubiertas, pintura, masilla, y casi cualquier cosa con excepción de tornillos de acero. Innovatech fabrica una placa con diamantes impulsados por resortes que pueden tratar superficies desiguales sin tener que desgastar todo. El piso puede ser cambiado de un perfil suave a otro más áspero, y puede ser restaurado a una superficie que emula un acabado de llana motorizada. Con más pasadas, puede ser pulida con un acabado espejo usando la misma máquina. La inversión de la máquina es muy eficiente, y puede generar nuevas opciones de negocio para el contratista.

“Yo no conozco una situación en la que yo no quiera usar la máquina para desgastar con diamantes”, dice Cooper. “Antes no se podía pensar en desgastar superficies con cubiertas gruesas o pegadura de alfombra porque se haría bolas con las placas de diamantes. Pero ahora, con los diamantes policristalinos, eso no es problema.”

Los contratistas han innovado en este campo también. Una técnica involucra mezclar dos granos de diamantes diferentes en el mismo disco. Al alternar segmentos de grano 6 con grano 16 a 18, se obtiene el desgaste rápido del grano 6, pero se da un acabado tan fino como el grano más pequeño.

“El desgastar con diamantes es más amigable en cuanto al ambiente que cualquier otro método”, dice Abrahamson. A diferencia que el tratamiento con ácido, no hay materiales peligrosos involucrados. El polvo de un desgaste en seco puede ser tirado legalmente en cualquiera de los 50 estados. La máquina es relativamente silenciosa también.

Muéstrame el dinero
El cálculo de costos efectivos es difícil porque involucra muchos factores — precio de la máquina, precio de las herramientas, velocidad de trabajo, tiempo perdido por mantenimiento, costos de mano de obra — pero la mayoría de los expertos están de acuerdo en que desgastar con diamantes logra generalmente un buen resultado.

Con respecto a otras máquinas, las desgastadoras son baratas, con rango desde una máquina de 12 pulgadas con una aspiradora por $7,500 hasta una de 36 pulgadas, con cuatro cabezas operada por control remoto por $37,000.

Los consumiles, o diamantes no son baratos, Porque hay una variedad muy grande de herramientas, la generalización de precios es imposible. Las ruedas tipo taza cuestan de $80 a $150 por rueda. Una placa que usa hasta 6 segmentos puede usarse con sólo tres. Una máquina que tenga cuatro cabezas necesitará de una inversión con un rango de $500 a $1,500 para equiparla con diamantes del mismo grano.

En última instancia, el precio que más importa es el costo por pié cuadrado, y es allí donde los diamantes brillan. El alto precio inicial tiene muy buen uso. Los diamantes ordinarios duran lo suficiente para bajar el costo en el rango de $0.05 a $0.06 por pié cuadrado. Los diamantes policristalinos, mientras que son más caros, son mucho más durables y bajan el costo aún más.

“El costo de las herramientas es mínimo”, dice Abrahamson. “El costo más alto es la mano de obra”. La velocidad relativa para terminar un proyecto depende en gran parte en el trabajo en particular. Las máquinas de desgastar típicamente tienen una área mayor de ataque, por lo que necesitan menos pasadas para cubrir el piso, pero no son tan rápidas. Cuando se trate de exponer concreto, un “shot blaster” puede ser tan rápido o más rápido. Pero quitarle 30 milésimas de recubrimiento a ese mismo piso, el “shot blaster” pudiera tomar 5 veces más el tiempo porque va a tener que darle dos o tres pasadas” dice Wiggins, “o usted necesitará golpearlo tanto que va a tener que desgastarlo con diamantes después”.

“Shot blasters” y escarificadores hacen perder tiempo por lo complicado de su mantenimiento, y necesita trabajadores bien entrenados para usarlos. Las máquinas de desgaste son de bajo mantenimiento y las herramientas pueden ser cambiadas muy fácilmente y rápido. Estas máquinas pueden ser operadas por trabajadores menos entrenados.

Hay un acuerdo en general que el costo final del proyecto es tan bajo o más bajo cuando se usan diamantes. Combine eso con una superficie más uniforme y mejor preparada, y definitivamente verá que los diamantes tienen lo que se requiere.