Pinturas y certificación LEED, un desafío
Las normas internacionales para construcciones amigables con el medio ambiente cada vez son más utilizadas en América Latina. Dentro del grupo de acabados, las pinturas juegan un papel fundamental y los contratistas deben estar preparados para asumir los cambios. Por Vanesa Restrepo Se tiene la percepción de que la construcción cons trucción de Edificios Verdes es mucho más costosa que la construcción convencional, y de hecho esta afirmación es real, sin embargo el costo a largo l argo plazo es significativamente menor. Estudios prueban que el monto de la construcción de edificios verdes es sustancialmente sust ancialmente menor (2%) de lo que se espera y el aumento de los precios se encuentra relacionado con los costos de arquitectura e ingeniería que este tipo de construcción requieren. De acuerdo con The United States States Green Building Council, Council, cuanto más pro nto se adecúe este tipo de prácticas de construcción sustentable, menor será el incremento de costos de la misma. Los edificios verdes son una tendencia mundial que crece, porque tienen un impacto positivo en el medio ambiente y en el bolsillo de los usuarios. Su costo se calcula que es un 15% más elevado el evado que el de un edificio tradicional, pero esto se amortiza dentro de los tres años de uso, y resulta ideal para los inversores porque el mantenimiento es más económico. Pero hay diferentes grados de green buildings: unos unos se construyen con materiales y técnicas que permiten reducir el consumo de energía durante su uso y mantenimiento; otros se preocupan además por emplear solamente aquellos materiales que durante la etapa de fabricación y traslado consumen poca energía y no contaminan el ambiente, tampoco cuando son desechados, una vez acabada su vida útil. Y en algunos casos, también se recicla el agua empleada del lavado para riego y depósitos de inodoros. Es importante entender que no se trata de un nuevo estilo arquitectónico, sino de aplicar una serie de criterios, cri terios, como la correcta orientación de los ambientes, la
elección de los materiales, el tamaño de las aberturas y su protección del sol. Se podrá decir que la noticia no tiene nada de nuevo, el sistema Helios desarrollado por el arquitecto Wladimiro Acosta a fines de 1920 1 920 ya se preocupaba por el control del asoleamiento, pero hoy se sabe que la construcción es la l a industria más contaminante, y que además en países industrializados consume un 30% del total de la energía producida. Sin embargo, a pesar de los aumentos de los costos a corto plazo, los edificios verdes proveen beneficios que los convencionales no n o ofrecen a largo plazo, por ejemplo: costos de utilidad más bajos en electricidad y agua, uso ambientalmente efectivo de materiales de construcción, realce en la salud y productividad, retorno económico a largo plazo, reducción del impacto medioambiental, entre otros. El papel de las pinturas En vista de las probabilidades de crecimiento que tiene el sector de construcción de edificios sostenibles, el US Green Building Council Council creó la certificación certi ficación LEED, un conjunto de normas basado en la calidad medioambiental interior, la eficiencia energética, la eficiencia del consumo de agua, el desarrollo sostenible del sitio y la selección de materiales que establece un programa de puntos por cada acción de reducido impacto ambiental. De acuerdo a la cantidad de puntos obtenidos por el conjunto de la edificación se otorga una de las cuatro categorías disponibles: certificado, plata, oro y platino. En la lista de créditos para la certificación LEED, el ítem número cuatro contempla las recomendaciones basadas en los materiales de baja emisión. De acuerdo con la reglamentación, su intención es ³reducir ³reducir la cantidad de agentes contaminantes contaminantes del aire interior que pueden generar olores, ser potencialmente irritantes o perjudiciales para la comodidad y el bienestar de los instaladores y los ocupantes. Así las cosas, este es el punto que directamente atañe a la industria de pinturas y recubrimientos. La reglamentación contempla una categoría para los adhesivos y selladores (EQC 4.1), en la que se refiere a que ³el contenido contenido de VOC en los adhesivos, selladores y primers sellador es utilizados debe ser inferior a los límites establecidos por el State of California¶s California¶s South Coast Air Quality Management District (SCAQMD), en su Regla N º 1168 de octubre de 2003´. En en EQC 4.2 se habla particularmente de las l as pinturas y recubrimientos. Allí se especifica que las emisiones emi siones de VOC en las pinturas no debe exceder los límites lí mites de la norma Green Seal GS-11, GS -11, establecida en enero de 1997. Adicionalmente, Adicionalmente, el contenido de VOC de los revestimientos anticorrosivos utilizados deben ser inferiores a los límites del Green Seal GS-03, GS -03, de mayo de 1993. Para las pinturas interiores y recubrimientos que aún no están cubiertos por las normas GS-11 y GS03, el contenido de VOC en todos los primers, recubrimientoss, selladores y acabados de madera usados r debe ser inferior a los límites de la regla N°1113 del South Coast Air Quality Management District (SCAQMD) vigente desde noviembre de 1996. La norma entonces sugiere que los adhesivos y selladores utilizados en la construcción del interior de la edificación debe cumplir con los umbrales establecidos en diferentes reglamentaciones internacionales. Especifica que los
adhesivos y sellantes aplicados en las puertas u otros elementos interiores prefabricados o fabricados por fuera del conjunto constructor no están sujetos a requisitos de VOC, pero establece que no pueden contener urea-formaldehído. Los proyectos que apliquen pinturas y recubrimientos que cumplan con los requisitos del sello verde podían solicitar un crédito de diseño innovador que les permitiría subir en la escala de puntos de LEED. ¿Cómo
actuar? Hay que tener en cuenta que se consideran como amenazas para la calidad de aire interior todos aquellos materiales que emitan contaminantes tóxicos y que tengan potencial para entrar en el aire interior. Estos serían contaminantes inferiores, pero también afectan la calificación. califi cación. Ejemplos de materiales que tienen poco o ningún potencial para la comunicación con el aire del interior son los materiales para techos y revestimientos que se encuentran en el lado exterior de la capa de impermeabilizante. Si se trata de aplicadores y contratistas, la recomendación es solicitar los datos de pruebas de emisiones de VOC a los fabricantes, y hacer seguimiento a los niveles de emisión de contaminantes en el edificio durante la aplicación y después de la ocupación. Si se hace una adecuada selección selecci ón de adhesivos, pinturas, selladores y acabados, la calidad de aire interior podrá ser mejor y, en consecuencia, la edificación estará mejor calificada. Si hablamos de formuladores, la recomendación es dar d ar una revisión a las normas aquí referenciadas, cuyo contenido está disponible en Internet, con el fin de establecer si los productos fabricados cumplen con esos estándares. En caso de que así sea, se podría aplicar a un reconocimiento de tipo ³sello verde´ que avale la calidad. Dado el caso de que las reglamentaciones no se cumplan, se recomienda hacer un ajuste en la l a formulación, pues para nadie es un secreto que las líneas con características ecológicas son las que dominan el mercado
Airless:
eficiencia en la aplicación Índice de Artículos Airless: eficiencia en la aplicación Página 2 Todas las páginas
Página 1 de 2
Los sistemas de aplicación mediante rocío sin aire son una de las opciones más eficientes en el mercado de aplicación de pinturas hoy, pues reducen el tiempo y optimizan el rendimiento del recubrimiento. Conozca algunos de estos equipos disponibles en el mercado latino americano. Por: Vanesa Restrepo La época en las que las aplicaciones arquitectónicas y comerciales se realizaban únicamente con brochas y rudimentarios rodillos quedó en el pasado hace mucho tiempo. El rápido crecimiento de las ciudades y su modernización obligó a que la industria buscara nuevas soluciones para tener mayor cantidad de aplicaciones en diferentes superficies, en un tiempo menor y con la mejor eficiencia posible. Inicialmente se desarrolló el sistema de pulverización y aplicación de la pintura mediante sistemas desarrollados con base en la presión del aire. La operación de estos equipos permite aplicar presión a la pintura mediante una bomba que la empuja directamente hacia una pistola. Esta última cumple una función rociadora, haciendo una aspersión del recubrimiento sobre la superficie tratada. No obstante, el aire mezclado con las partículas de pintura obliga a ejercer grandes presiones para empujar el material. Al incrementar esta presión, aumenta el rebote de las gotas de pintura, creando un mayor desperdicio y problemas en las zonas adyacentes a la superficie de aplicación. Tal y como lo afirma James Valencia, en su documento ³Sistemas para la aplicación de pintura´, se puede lograr una excelente calidad con este proceso ³pero requiere una presión más alta, en el rango de 50-75 psi. Esta presión mayor causa un excesivo µrebote¶ o turbulencia del material, disminuyendo la eficiencia a 15 - 30%´ No obstante, el autor aclara que este tipo de aplicaciones otorgan un excelente acabado. Nuevas
soluciones La solución a estos problemas fue la eliminación del elemento perjudicial: el aire. Fue así como nacieron los equipos airless, sistemas que llevan el material hacia la pistola mediante presión, generando la atomización del mismo. De acuerdo con Valencia ³las presiones del fluido en este sistema están en un rango entre 1.500 a 3.000 psi. La calidad de atomizado sin aire puede ser clasificada entre aceptable y buena con una eficiencia entre el 30 - 40%. El aumento de la eficiencia obedece a que no hay presencia de aire en la pintura dando un bajo rebote de material´.
Estos sistemas se encuentran en el mercado en presentaciones que van desde las bombas eléctricas, hasta las de gas y neumáticas. En esta edición de INPRA LATINA analizaremos las ventajas de estos sistemas y veremos las características técnicas de algunos de los principales modelos de equipos airless eléctricos, disponibles en el mercado latinoamericano.
Airless:
eficiencia en la aplicación - Página 2 Índice de Artículos Airless: eficiencia en la aplicación Página 2 Todas las páginas
Página 2 de 2 Ventajas
La aplicación de pintura mediante sistemas airless i mplica el uso de otros elementos además de la bomba, tales como mangueras, pistolas y alargaderas que eliminan el uso de escaleras para las superficies de gran altura, al tiempo que garantizan uniformidad en la aplicación. A eso se suma que en el sistema sin aire la pintura rebota menos, lo que implica una mayor transferencia de pintura hacia la superficie y un consecuente ahorro en pintura. Como ya lo mencionamos, la eficiencia frente al sistema de aspersión con aire llega al 40%, gracias a que también se pueden obtener capas de pintura más gruesa y aplicar materiales de mayor viscosidad. ³El sistema sin aire se acomoda mejor a las altas velocidades en l a línea de producción. Se puede aplicar más pintura con mayor espesor, obtener buena penetración en áreas escondidas de las piezas o la superficie sobre la que se hará la aplicación. Adicionalmente, pintar con airless llevará cinco veces menos tiempo que las aplicaciones tradicionales con brocha, gracias a que se pueden adaptar extensiones o sistemas de rodillo con autoalimentación´, explica Valencia. Cabe resaltar que las aplicaciones con equipos airless son fáciles de ejecutar en toda clase de superficies: ladrillo, bloque, acero estuco, madera y paredes con tiempos razonables y eficiencia en los costos. La oferta En el mercado latinoamericano se pueden encontrar diferentes tipos de equipos airless, así como pistolas y mangueras para obtener un mejor desempeño. Las líneas de producto se dividen entre aspersores sin aire eléctricos, como los que analizaremos en la tabla 2, neumáticos o basados en gas. La fuente energética puede significar un mayor o menor costo, dependiendo de la aplicación para la que se utilice. Es decir, si la persona o empresa que adquiere el
equipo realiza trabajos en exteriores, en zonas alejadas o en campos industriales, probablemente deba utilizar un equipo a gas, pues no es seguro que encuentre un a fuente de electricidad cercana al lugar de la obra. En el caso de los equipos de los que nos ocupamos hoy, los eléctricos, debe mencionarse que tienen el mejor desempeño y relación costo/beneficio en las aplicaciones arquitectónicas o comerciales, especialmente en las zonas urbanas. La razón es sencilla: el costo de la energía, en la mayoría de países de América Latina es menor que la de los combustibles y el gas. A continuación presentamos los detalles de cuatro referencias de equipos airless eléctricos comercializados en la región. La mayoría de ellos puede adquirirse a través de distribuidores en los diferentes países.
Pinturas: en polvo es mejor Índice de Artículos Pinturas: en polvo es mejor Página 2 Todas las páginas
Página 1 de 2
El mercado de pinturas en polvo en América Latina incursiona en el sector arquitectónico innovando con excelentes resultados. Su permanente desarrollo tecnológico y su crecimiento lo consolidan como la mejor opción para consumidores industriales y empresariales. por: María Cecilia Hernández El mercado de pinturas, en todos sus segmentos, ha venido conformándose como una fuerza económica de la región latinoamericana. Entre el 2008 y el 2009 tuvo un incremento mundial del 5,4%, situación en la que tuvo suficiente protagonismo la línea de pinturas en polvo. Según un informe de tendencia publicado por la empresa colombiana Proexport a mediados del año anterior, las ventas mundiales de pintura fueron cercanas a los US$80.000 millones, de los cuales US$25.000 millones corresponden a Asia, US$26.000millones a Europa, US$22.000 millones corrieron por cuenta de Norte
América y US$3.000 millones por América Latina. El texto indica que este crecimiento se ve influenciado por la tendencia ascendente en la comercialización de pinturas en polvo, ³es uno de los segmentos de acabado industrial que más está creciendo en el mundo´. Por su parte Hugo Hass, presidente de la empresa Pulverlux S.A. explica que ³el mercado total en Argentina se estima en unas seis mil toneladas por año, de las cuales cerca de un 30% es importado principalmente desde Brasil. Sin embargo, en el último trimestre de 2008 se produjo una disminución importante en la demanda por varios motivos. Esta situación se extendió hasta el 2009´. Uno de los factores que ocasionó la baja dinámica del mercado de pinturas en polvo en el período comprendido entre mediados de 2008 y parte de 2009 tiene que ver con el alza en los costos de la materia prima y los insumos. ³Las materias primas son en general importadas de diversos lugares y como son derivadas de la petroquímica sus precios se afectan por el costo del petróleo. Esto marca una tendencia siempre al alza y de comercialización sumamente inelástica. Además, ciertos insumos como el dióxido de titanio, sufren un aumento muy grande y se hace difícil la adquisición a través de los canales habituales. A pesar de esto los precios de las pinturas en polvo deben permanecer estables, lo que provoca un deterioro en los márgenes de ganancia. En realidad no hay nuevos ³break-trough´ en el elenco de materias primas´, explica Hass. Latinoamérica le apunta al polvo Con relación al tema de las exportaciones, el presidente de Pulverlux S.A. afirma que si se compara con el consumo interno, la cifra de exportación de pintura en polvo en Argentina se pierde en el panorama, es mínima. Sin embargo agrega que en la actualidad la demanda se ha ido recomponiendo poco a poco y esto hace pensar que el2010 tendrá un buen balance. Tal es el auge de los revestimientos en polvo en el continente americano que la multinacional DuPont, que cuenta con una planta en el caribe colombiano y es una de las empresas más representativas del mercado de pinturas en el contexto mundial, ha manifestado en diversos medios de comunicación, entre ellos el diario colombiano El Heraldo, que atiende exportaciones en 20 países entre Centroamérica, el Caribe, Brasil, Argentina y Chile y que sus ventas por concepto de pintura en polvo registran US$22millones anuales. Sin dar un dato exacto sobre la dinámica de este mercado en particular, el subgerente de marketing de la compañía chilena Industrias Ceresita S.A., Arturo Avendaño, explica que el consumo per cápita de pintura en ese país es de 1,3 litros. ³Es un sector que mueve US$200 millones, de los cuales el 70% corresponde a pintura decorativa y el resto, a pintura industrial. En comparación con el resto de países de Latino América, Chile es uno de los más desarrollados. Europa y Estados Unidos alcanzan los cinco litros per cápita´. Comentó Avendaño a Publimark, publicación chilena de marketing, comunicación y publicidad. Ventajas
a gran escala
La explicación para este movimiento económico positivo que está generando la línea de pinturas en polvo en el contexto global puede suponerse. Así lo sugiere Natalia Cossio, asesora técnica de la línea de pintura en polvo para la Compañía Global de Pinturas S.A.: ³Los costos son la mayor ventaja, pues el rendimiento en metros cuadrados por galón es superior al que ofrecen las pinturas líquidas. A ello se le suman beneficios como los tiempos de producción, secado y un menor número de etapas´. Una ventaja adicional tiene que ver con el aseguramiento legal de las compañías que hacen uso de los revestimientos en polvo en contraste con aquellas que consumen pintura líquida, puesto que los riesgos biológicos, ambientales y químicos son mayores para estas últimas. ³Los seguros que pagan las empresas que consumen pinturas líquidas son mucho más altos que las que consumen pol vo. La desventaja más notoria de los que optan por esta segunda línea es la inversión inicial. Sin embargo, el tema se supera con facilidad gracias a que tiene una tasa interna de retorno muy alta, lo cual justifica casi siempre el costo de los proyectos´, explica Cossio. Narciso Moreira, director general de Arpol Tintas en Brasil apoya este argumento, ³los costos de la pintura en polvo son relativamente mayores con relación a la inversión. Usted tiene que invertir en un equipo que debe ser compatible con el sistema de aplicación, pero esa inversión se vuelve totalmente pagable por los ahorros que se obtienen en esta línea´. El rendimiento hace parte de la larga lista de beneficios que se añaden a la utilización de este insumo, puesto que con la pintura líquida se usa más del 50% y el resto se debe evaporar con solvente, ³con esto se le hace daño al medio ambiente, mientras que con pintura en polvo puedes tener un rendimiento del 95% y con el mejor sistema hasta de un 98%, creo que esa es una gran reducción de costos´, afirma Rocío Alvis, jefe de división de la compañía colombiana Oxyplast.
Pinturas: en polvo es mejor Página 2 Índice de Artículos Pinturas: en polvo es mejor Página 2 Todas las páginas
Página 2 de 2 Soluciones
poco a poco De todas maneras todavía quedan asuntos pendientes por ³reparar´ en ese segmento. Para Natalia Cossio algunos de los más urgentes son ³la incompatibilidad entre materias primas, la dispersión y la consecución de algunos colores´. A esto, Hugo Hass agrega que ³las pinturas en general presentan problemas derivados de la formulación y de los procesos de elaboración y aplicación. La
tecnología está siempre en evolución para buscar solución a las relaciones entre las diferentes materias primas, encontrar mejor maquinaria, perfeccionar los procesos de elaboración y los sistemas de aplicación´. Poco a poco se van implementando técnicas y formulaciones en las que se acude a la nanotecnología, sin embargo, en el mercado de pinturas en polvo el tema aún es extraño, así lo confirma Cossio: ³Aún no lo hemos visto en América Latina, pero su llegada es una realidad. Lo que vemos con mayor frecuencia en oferta son pigmentos de nueva generación´. Así expone Hass otro de los inconvenientes en este segmento: ³El campo de pinturas marinas choca con la necesidad que tienen las pinturas en polvo de ser horneadas para su curado. Por eso las pinturas para tanques, ³boot -toppinga´ ³anti-fowling´, etc. necesitan de sistemas de aplicación que no usen horno para el curado, sino que se apliquen con pistolas las cuales proyectan el polvo sobre los sustratos y una flama los va curando a medida que se van aplicando´, explica Hass. Sin lugar a dudas, la mayor ventaja de este tipo de pigmentos tiene que ver con el tema ambiental. En Argentina, por ejemplo, hay una ley que trata sobre el contenido de plomo en las pinturas, pero está básicamente di reccionada a los productos de hogar y obra y no a los industriales. No obstante, los fabricantes considerados como serios han desarrollado pigmentaciones libres de cromo, plomo, cadmio, molibdeno y bario, que reproducen perfectamente los colores que antiguamente contenían esos materiales, aunque a costos más elevados. Aprovechar
la oportunidad El Informe de tendencia publicado por Proexport, indica que si las regulaciones ambientales son más rigurosas el terreno que ganará el mercado de pinturas en polvo será evidente, pues los productos tradicionales deberán migrar a este tipo de soluciones ecoamigables y presionará la creación de nuevas tecnologías. Según el documento, ³dicha migración se traducirá en una oportunidad para la industria nacional debido a que Colombia ya tiene experiencia en la producción y venta de pinturas y revestimientos, ubicándose, después de Brasil y México, como el tercer exportador latinoamericano. Previendo una recuperación de la economía mundial y de industrias que demandan este tipo de productos (como la automotriz), resulta útil examinar la viabilidad de ampliar la gama de productos fabricados por el sector colombiano de pinturas y revestimientos, con el fin de incluir en ella la participación de productos como las pinturas en polvo´. RECUADRO Ventajas competitivas De acuerdo con The Powder Coating Institute y Coating's World, las ventajas que tiene el uso de pinturas en polvo son muchas, entre ellas se pueden mencionar: 1. Ausencia de Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC s).
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Genera bajo nivel de residuos. No necesita solventes para su dilución. No son inflamables. Es un material reciclable. Genera un máximo de 5% de pérdida en el proceso. Reduce los riesgos para la salud. Reduce el costo de seguros. Reduce el área de depósito.
9. Reduce los costos de deposición de residuos. 10. Reduce el consumo de energía 11. Elevada resistencia físico ± química. 12. Aumento de la productividad con reducción del tiempo de aplicación y del volumen de pintura requerido. 13. Reducción del espesor de la capa aplicada, preservando la integridad del producto pintado, pues el número de capas son menos. 14. Ofrece una amplia gama de productos (color, brillo, textura y apariencia), acordes con la necesidad del cliente
Costos 15.
calidad
de la inspección de
Índice de Artículos Costos
de la inspección de calidad
Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 1 de 3
El autor destaca la importancia de planear las inspecciones necesarias para evitar sobrecostos en los proyectos. por Abel de la Cruz*
Sin duda una de las actividades de valor en el proceso tecnológico para la aplicación de recubrimientos industriales lo constituye la Inspección de Pinturas o Inspección de Calidad de los Recubrimientos, debido a su relación o influencia con la expectativa de durabilidad o tiempo de vida del recubrimiento. Sin embargo, es poco común encontrar información sobre la aplicación de los costos de la inspección de calidad, a excepción de los costos relacionados a las tareas o pruebas especificas que deben ser realizadas de acuerdo con lo que establecen los requerimientos técnicos de la obra. Es por ello que en el presente artículo nos hemos planteado la tarea de colaborar con este aspecto en la tecnología del tratamiento de superficies. La inspección de los recubrimientos es la evaluación de la conformidad o cumplimiento de la calidad del trabajo de pintado o la determinación de desviaciones, mediante observaciones, ensayos, pruebas, mediciones, o comparación de patrones, de los requisitos establecidos en las especificaciones técnicas de la obra.
La inspección de recubrimientos es una actividad ejecutada por el Control de Calidad (QC) del Contratista, el Aseguramiento de Calidad (QA) o Auditoria del Propietario ejecutado por empresas independientes, o por el Servicio Técnico del Fabricante de Pinturas. Con la finalidad de cumplir con los requerimientos de calidad que se establecen en las especificaciones técnicas de la obra (mantenimiento o nueva construcción) se establecen actividades de carácter operativo en la inspección de los recubrimientos, tales como: a) La realización de ensayos, controles, o pruebas en el proceso. b) Definición de los criterios de aceptación con base en las normas de los ensayos, productos y de la tecnología de protección de superficies. c) Elaboración de los planes de calidad en función de los requisitos de las especificaciones. d) La elaboración y aplicación del uso de los registros de inspección para demostrar que lo planificado fue cumplido y que los resultados corresponden a los criterios de aceptación previstos. Estas actividades serán sin duda los factores que intervienen en los costos de la inspección de calidad, por lo que para el cumplimiento de las especificaciones técnicas del tratamiento de superficies es fundamental establecer que se deberán aplicar estos costos de inspección de calidad. El no hacerlo, será simplemente de manera voluntaria o involuntaria generar costos de no calidad y por lo tanto causar pérdidas económicas para la empresa.
Costos
de la inspección de calidad - Página 2 Índice de Artículos Costos
de la inspección de calidad
Página 2 Página 3 Todas las páginas Costos
Relativos a la Inspección de calidad
Página 2 de 3
Los Costos Relativos a la Inspección de Calidad (CRIC) son igual a la suma de los costos debido a las actividades relacionadas a la Inspección de Calidad (CDI) más los costos debido a los efectos causados por no haber invertido en la Inspección de Calidad (CNI). CRIC = CDI + CNI
Los Costos de la Inspección de Calidad (CDI), son aquellos costos resultantes de todas aquellas actividades o requisitos relacionados con la Inspección de Calidad, establecidas en la documentación de las especificaciones técnicas o ingeniería del proyecto. Dependiendo de la Obra, estos costos se encuentran en un rango de 515% del costo total de Pintado, aproximadamente. Ejemplos d e los C ostos d e la In spección d e C ali da d: y y y y y y y y
Ensayos de adhesión por tracción. Ensayos de detección de porosidad. Medición de espesor de película húmeda y seca. Medición de las condiciones ambientales. Medición del perfil de rugosidad. Ensayos destructivos en probetas y en laboratorios especializados. Elaboración de los registros de los ensayos, mediciones, pruebas, verificaciones, observaciones, etc. Informes de liberación y aprobación de las fabricaciones o de áreas tratadas, etc.
Los Costos de la Inspección de Calidad (CDI) a su vez están constituidos por: y y
Costos de la Inspección de Calidad de Prevención, aquellos que se producen antes del proceso de preparación de superficie y aplicación: CDIP. Costos de la Inspección de Calidad de Evaluación, aquellos que se producen durante el proceso de preparación de superficie y aplicación: CDIE.
CDI = CDIP + CDI E Ejemplo d e C ostos d e In spección d e C ali da d d e Pr evención (CDIP): y y y y y
Revisión parámetros del proceso y de los puntos de control. Elaboración de los planes de Inspección de calidad. Revisión y calibración de Instrumentos de medición o de pruebas, Calibración del proceso (maquinaria y equipo). Pre conferencias de trabajo.
Ejemplo d e C ostos d e In spección d e C ali da d d e Evaluación (CDI E ): y y y y y y
Mediciones en proceso. Verificación de resultados. Inspección visual. Pruebas de control. Pruebas de funcionamiento. Registros de la inspección e informes técnicos, etc.
Tanto la empresa contratista responsable de la fabricación de estructuras, aplicación de recubrimientos, de mantenimiento anticorrosivo, así como la empresa dueña de la infraestructura, deberán planificar, proyectar y cubrir estos costos con la finalidad de lograr la calidad satisfactoriamente. Caso contrario, no se logrará cumplir con la calidad requerida, incurriéndose en los denominados Costos de No Inspección de Calidad
Costos
de la inspección de calidad - Página 3 Índice de Artículos Costos
de la inspección de calidad
Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 3 de 3
Los Costos de No Inspección de Calidad (CNI), son todos aquellos costos en que incurre la empresa, debido a no haber invertido en los Costos de Inspección de Calidad tanto de prevención como de evaluación, debiendo asumir los costos generados por:
a.Efectuar reprocesos, rehacer los trabajos correspondientes a una partida completa, en algunos casos, ya que no se habrían cumplido los requisitos de calidad. b.Reemplazar materiales e insumos adquiridos, ya que los análisis realizados demuestran que no se cumplen los requisitos de calidad. c.Efectuar el repintado después de haber terminado la obra (nueva construcción o mantenimiento), es decir, generando mayores costos directos e indirectos. d.El tiempo empleado para completar trabajos retrasados, debido al no cumplimiento de los requisitos de calidad en el momento de ejecución de la obra. e.Efectuar o contratar peritos o empresas especializadas en análisis de fallas, para determinar las causas del problema presentado. Ejemplo y Exceder el espesor de película limite del recubrimiento, exige volver al proceso de granallado para eliminar la pintura y volver a efectuar la aplicación correctamente. y Detectar durante el montaje de las estructuras, debido al manipuleo u otra maniobra que implique un contacto con la pintura, la baja adhesión del sistema sobre el substrato metálico. Este defecto podría exigir el retiro total o parcial del recubrimiento en el sitio, sin perjuicio de asumir las penalidades por incumplimiento de los tiempos límites estipulados. Los Costos de la No Inspección de Calidad (CNI) a su vez están compuestos por: 1. Costos de Fallo Interno (CFI), aquellos que ocurren durante el plazo de
ejecución de la obra de pintado. 2. Costos de Fallo Externo (CFE), aquellos que ocurren después del plazo de ejecución de la obra de pintado. CNI = CFI + CF E Ejemplo d e C ostos d e F allo Interno (CFI): y y y
Reprocesos por fallas. Desperdicios de materiales. Los costos inherentes a las demoras por fallas de calidad.
y y
Costos de pruebas para análisis de fallas. Baja calidad del producto, etc.
Ejemplo d e C ostos d e F allo Externo (CF E ): y y y y
Reclamos de los clientes por fallas detectadas en la obra recibida. Fallas de calidad de la obra una vez que fue entregada al cliente. Costos de la atención de las reclamaciones y reparaciones. Disputas contractuales y litigios judiciales, etc y
Vinílicas
y acrílicas dominan el mercado
Índice de Artículos
Vinílicas y acrílicas dominan el mercado Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 1 de 3
En la actualidad, las pinturas vinílicas y acrílicas son las que tienen una mayor representación en el porcentaje de ventas en las compañías latinoamericanas, por eso esbozaremos con expertos del área lo que es el presente de este importante segmento de la industria. por Santiago Jaramillo H. El volumen de ventas, en lo que se refiere a recubrimientos, es dominado en el mercado mundial por el segmento de pinturas vinílicas y acrílicas, y más si hablamos de América Latina específicamente. Según nuestros invitados para la presente edición de la revista INPRA LATINA, se estima que éste, dependiendo el país o el área geográfica, representa entre un 50 y un 70% del tamaño total del mercado. Así, lo advierte el ingeniero Juan J. Caprari, investigador del Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Pinturas (CIC-Conicet), que ti ene su sede en Argentina, ³el mercado de estas pinturas es, por lejos, el de mayor
volumen mundial. El principal nicho se encuentra en las pinturas de hogar y obra, ya que estos productos afectan todos los órdenes de la vida diaria y contribuyen al confort en el hogar, los lugares de trabajo o el ambiente general de una ciudad´. De la misma manera, Caprari indica que ³se debe tener en cuenta que es extensa la lista de productos para diferentes usos («). Así, es posible obtener pinturas para exterior, impermeabilizantes para muros, membranas líquidas para techados de cemento o de metal, 'stains' para maderas, barnices anti-esflorescencias para ladrillos vista, pinturas para el pintado del alumini o y del acero galvanizado, convertidores de óxido y la introducción lenta pero segura de los productos anticorrosivos y de terminación (hidroesmaltes), que reemplazarán en un futuro no muy lejano a los tradicionales productos de base solvente´, enfatizó. Entre tanto, el ingeniero Edison Acosta, director del Departamento Técnico de la compañía ecuatoriana Pinturas Cóndor S.A., aseguró que ³en América Latina la producción de pinturas vinílicas y acrílicas está en un nivel muy alto que puede superar el 50% de la producción total de pinturas. El principal uso está enfocado a la industria de la construcción en recubrimientos para viviendas tanto en exteriores como en interiores´. Por su parte, Jorge Londoño, gerente técnico de la compañía colombiana Global de Pinturas S.A., indicó que el tamaño general de este segmento ³está en el orden del 70% del mercado decorativo, tanto para interior como para exterior´, destacó. Ventajas
y desventajas Como lo aclaró el ingeniero Caprari, a las resinas vinílicas o acrílicas se les denomina comúnmente pinturas en emulsión, cuando en realidad no lo son. Estas resinas no se emulsionan sino que se dispersan en agua. La expresión 'emulsión vinílica' o 'emulsión acrílica', por consiguiente, es errónea, ya que este tipo de materiales son dispersiones acuosas de partículas sólidas de un material sintético. Al estado de pintura líquida, son productos de consistencia fluida, más o menos viscosos. No son emulsiones sino dispersiones.
Vinílicas
y acrílicas dominan el mercado - Página 2 Índice de Artículos Vinílicas y acrílicas dominan el mercado Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 2 de 3
La expresión pintura en emulsión, proviene del método de obtención de estas resinas sintéticas que en general es el proceso denominado 'polimerización en emulsión' que da como resultado final una dispersión de partículas microscópicas
en agua. Así mismo, Caprari resaltó que ³se pueden encontrar dispersiones de resinas acrílicas puras, de gran flexibilidad, adecuada elasticidad y dureza, y de buena resistencia al envejecimiento y al amarillamiento en interiores. Sin embargo, su elevado costo ha determinado que se le emplee solo en revestimientos de alta performance. En los mercados de gran consumo, las mismas se han reemplazado por modificaciones químicas llamadas copolímeros. La resina resultante combina las bondades equilibradas de los polímeros reaccionantes. Se tiene así copolímeros vinil-acrílicos, acrílicos estirénicos, vinil veova, etcétera´. Igualmente, este representante de la industria argentina recalcó que ³en Latinoamérica se pueden encontrar, de acuerdo con los diferentes países, distintos tipos de dispersiones acrílicas, las que muchas veces han sido impuestas en cada lugar por la preferencia de los formuladores, la imposición del tipo de resina por los productores locales o simplemente por el costo de la dispersión. En lo que es de mi conocimiento, en países como Brasil o Perú, la costumbre es formular en mayor medida con resina vinil acrílicas, ya que el pH ligeramente ácido y su reconocida interacción con los espesantes celulósicos y pigmentos naturales ligeramente alcalinos aseguran, en algunos casos, una mayor estabilidad en el envase de los productos. Se obtienen pinturas de adecuada elasticidad, de buena adhesión a sustratos porosos (cemento, madera, aglomerados) y no porosos (aluminio, acero galvanizado), pero de menor dureza. Tienen un ligero 'tacking' residual que aumenta su tendencia al ensuciamiento´. Argentina, en cambio, como indica Caprari ³es un fuerte consumidor de resinas acrílicas estirénicas, basado principalmente en el hecho del poder ligante superior de estas sobre las vinil-acrílicas, lo que permite formular pinturas de mayor contenido de sólidos con excelente comportamiento al envejecimiento, de buena dureza y gran resistencia al frote en húmedo. Tiene menor tendencia al ensuciamiento pues no deja 'tack' residual una vez endurecida. Por último, las vinil veova son resinas de altas prestaciones, muy adherentes, de buena elasticidad, aunque con tendencia a la retención de polvo. En revestimiento expuesto a los agentes climáticos pueden considerarse 'auto lavables'´. Regulación, un tema de responsabilidad En la zona latinoamericana no existe una reglamentación unificada sobre el uso de pinturas vinílicas y acrílicas, lo que sí se da es que en cada país existen diferentes entes que se encargan de la elaboración de normas locales que regulan la elaboración y uso de este tipo de pinturas. Edison Acosta indica que en Ecuador, por ejemplo, ³existe el Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN), que es el organismo que emite la norma de pinturas arquitectónicas NTE-1544, pero no diferencia el uso de pinturas vinil-acrílicas o acrílicas y más bien lo que ha establecido es una clasificación, de acuerdo con ciertas características técnicas con las cuales se hace una discriminación entre pinturas para interiores y pinturas para exteriores. Con este antecedente, el INEN puede certificar, por solicitud de los fabricantes, el cumplimiento de la norma para cada tipo de pintura que sea requerido´, destacó
Vinílicas
y acrílicas dominan el mercado - Página 3 Índice de Artículos Vinílicas y acrílicas dominan el mercado Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 3 de 3
Como lo reconoce Caprari, de la misma manera funciona en Argentina, donde ³hay al menos dos entes encargados de regular sobre estos tipos de pinturas. Uno es el Ministerio de Salud, que dicta normativas de componentes potencialmente peligrosos, por ejemplo el contenido de plomo en pinturas, a través de la Dirección Nacional de Determinantes de Salud e Investigación, y otro es el IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales), que dicta las normas que deben cumplir las diferentes pinturas en función del tipo de servicio (interior, exterior, impermeabilizantes, etc.) para la que deben ser formuladas. En Europa, lo establece la Comisión Europea de Protección del Medio Ambiente, mientras que en Estados Unidos las normativas provienen, en casi todos los casos, de las Comisiones Estatales´. Igual ocurre en el caso colombiano, donde, según Jorge Londoño, ³rige la Norma Técnica Colombiana (NTC) 1335´. Principales novedades De acuerdo al criterio de Edison Acosta es muy común por estos días encontrar pinturas a base de resinas acrílicas modificadas con estireno para alta resistencia a la alcalinidad, promotores de adherencia para sellantes e inclusive pinturas de tráfico, acrílicos elastoméricos usados en la elaboración de impermeabilizantes, etc. ³Cada vez la especialización es más amplia y existe una gran cantidad de posibilidades para obtener propiedades específicas en cada producto. Las resinas acrílicas han tenido cambios tecnológicos que actualmente han permitido desarrollar nuevas líneas de usos como esmaltes acuos os de alto brillo y primers anticorrosivos para uso industrial -sistemas de alta resistencia al agua-´. En lo referente a los cambios o novedades, el ingeniero Caprari, aseguró que ³el principal cambio no se ha producido en el campo de las resinas propiamente dicho. Si bien considero que la aparición de las resinas estructuradas es un gran avance hacia la obtención de revestimientos resistentes y 'amigables' con el medio ambiente. Es así que en primera instancia se obtuvieron los polímeros de núcleo rígido y coraza elastomérica, donde el material se comporta como un elastómero reforzado, al de núcleo elastomérico y coraza rígida, que hace que la resina se comporte como un plástico de alta dureza. En el primer caso, pinturas protectoras de alta performance para una gran variedad de aplicaciones y en el segundo, un revestimiento de alta resistencia a la transitabilidad´, subrayó.
Por su parte, el representante de la compañía colombiana Global de Pinturas S.A., destacó que el principal cambio que se han presentado es que ³se ha pasado gradualmente de ligantes vinílicos a vinilacrílicos y a los acrílicos´
La labor inicia por casa Índice de Artículos La labor inicia por casa Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 1 de 3
Pese a que en la mayoría de países de América Latina existen regulaciones para el uso de pinturas base solvente, aún falta dureza en las mismas, pues los niveles de tolerancia en lo que respecta a emisiones de VOC y componentes tóxicos están todavía por debajo de los estándares considerados óptimos. Por Santiago Jaramillo H.
Los formuladores de pinturas base solvente realizan cada vez más esfuerzos para obtener una mayor armonía con el medioambiente. De la misma manera las legislaciones locales en los países Latinoamericanos buscan endurecerse para que en el mediano y largo plazo las consecuencias por la contaminación sean menores. Actualmente en el área de América Latina muchas de las leyes que buscan controlar las emisiones de VOC y materiales contaminantes en pinturas base solvente han hecho despertar preocupación, pues la permisividad de las mismas aún es muy alta comparada con los estándares mundiales por lo que el sector pinturero, unido a grupos ecologistas, ha manifestado su preocupación y, previo a la actualización de los niveles de exigencia de las leyes, se han adelantado a producir compuestos menos contaminantes. ³Las normativas para la fabricación de pinturas y recubrimientos base disolvente están sometidas a una actualización constante a través de las directivas europeas, todos los países miembros deben someterse a dichas directivas dentro de los plazos
marcados en cada una de ellas. Las normativas incluyen tanto las li mitaciones o prohibiciones de utilización de determinadas materias primas como el etiquetado de las pinturas en función de su composición´, aseguró Jordi Calvo Carbonell, quien es Ingeniero Técnico Químico y autor del libro "Pinturas y recubrimientos introducción a su tecnología". Entre tanto, Gerardo Gurrola, director de investigación y desarrollo en México de l a compañía Sherwin Williams S.A., indicó que en este país ³hay una legislación de material orgánico volátil, que es norma oficial mexicana, pero ésta se está revisando a través de la Asociación Nacional de Fabricantes de Pinturas y Tintas (Anafapyt), porque en la actualidad es demasiado alta, es de 450 gramos por litro. En pinturas tanto arquitectónicas como industriales no hay una diferenciación en cuanto al contenido de VOC, por eso se está buscando bajarlo a 200 gramos por litro en una etapa inicial y posteriormente hasta 100, pero ésto apenas está en etapa de revisión´. De otro lado, nuestros expertos al ser indagados por qué componentes podrían ser los más aconsejables en la formulación de pinturas base solvente, destacaron que aunque es difícil señalar con exactitud algún componente en especial, pues cada empresa tiene su propia formulación, lo que sí se debería procurar es mantener, en mayor medida, una buena relación con el medioambiente. ³No se pueden hacer recomendaciones concretas ya que cada pintura o recubrimiento tiene un esquema de formulación distinto que de una forma u otra conlleva la utilización de determinados componentes. De forma general se puede decir que teniendo en cuenta las regulaciones propias de cada país se deben utilizar los productos de menor impacto medioambiental y menos peligrosos sean para la salud de las personas que entran en contacto con el producto; podemos poner como ejemplo la substitución de los pigmentos de plomo, cromo y molibdatos por pigmentos orgánicos, en cuanto a los disolventes siempre que sea posible sustituir los aromáticos por alifáticos, los glicoles por éteres, etc.´, destacó Calvo Carbonell. Entre tanto, Gurrola pondera que ³hay varios tipos de pinturas de base solvente, las de uso arquitectónico e industrial, y los componentes más nocivos son los aromáticos no sustituidos como el benceno, también el tolueno que ya está saliendo de uso y eventualmente se está tratando de utilizar naftas alifáticas y xileno´.
La labor inicia por casa Página 2 Índice de Artículos La labor inicia por casa Página 2 Página 3 Todas las páginas
Página 2 de 3
En el mismo sentido, este representante de la industria mexicana aclara que ³todos los componentes pueden ser sustituidos, pero se tiene que hacer una diferenciación entre esmaltes alquidálicos arquitectónicos y recubrimientos industriales. Los esmaltes alquidálicos arquitectónicos pueden ser sustituidos en los solventes por una proporción de agua hasta del 25%. Mientras que en los industriales es difícil sustituirlos, lo que se hace en éstos es utilizar productos con mayor contenido de sólidos para que vaya menos sol vente al medio ambiente´. Vocación
medioambiental Las grandes empresas del sector pinturero son conscientes de los graves daños que pueden ocasionar al medioambiente al tener entre sus compuestos para producir pinturas base solvente elementos con altos niveles contaminantes, por eso desde hace ya un considerable tiempo vienen adelantando iniciativas que están pro de la conservación ambiental, buscando de paso subsanar los vacíos legislativos que existen. Nuestro invitado de Sherwin Williams S.A., relata algunos procesos que hacen desde la compañía que representa para contribuir en esta materia ³lo primero que hacemos en los alquidálicos que son para uso arquitectónico es sustituir solvente por agua emulsificada. En los industriales, por su parte, lo que hacemos es subir el contenido de sólidos y en muchas ocasiones llegar a utilizar hasta recubrimientos que son 100% sólidos, es decir, libre de solventes. Por otro lado, también en los industriales estamos lanzando al mercado nuevos productos que son emulsionados en agua´. Igualmente, Gerardo Gurrola destaca que ³en cuanto a l a producción tenemos filtros captores de solvente que están hechos a base de carbón activado y se cambian cada mes o mes y medio dependiendo qué tan saturados están de acuerdo a la producción´. Entre tanto, Calvo Carbonell advierte que lo más importante es ³controlar el VOC desde el momento en que se inicia la formulación del producto con el objeto de que en su fase de comercialización cumpla con los requisitos de la legislación en cada zona geográfica, pero es muy importante el control de la fabricación y de cada una de sus fases, ya que las emisiones de VOC se inician en este proceso. Durante la dispersión y molido de las pinturas la temperatura del producto aumenta y puede llegar con facilidad a los 40 -50ºC lo que facilita la evaporación de disolventes y por tanto la emisión de VOC; estas emisiones pueden medirse con instrumentos
adecuados y poner los medios para reducir las emisiones mediante campanas extractoras situadas adecuadamente y filtros específicos para los disolventes que se están procesando´. Solventes,
sus ventajas y desventajas Cada tipo de pintura lleva unos disolventes determinados adecuados para solubilizar el ligante de la misma. Si hablamos de forma general los más utilizados son el White Spirit o Mineral Spirit y el Xileno, luego, en menor escala, ésteres, cetonas y alcoholes. Como ya lo había mencionado nuestro invitado Jordi Calvo Carbonell, ³no se puede hablar de ventajas o desventajas de cada uno de ellos ya que los disolventes se deben adecuar al ligante durante todo el tiempo que dura la evaporación de éstos. Lo que sí puede optimizarse es la proporción de las mezclas de disolventes, por ejemplo en un disolvente para lacas nitrocelulósicas pueden reducirse al mínimo los ésteres y cetonas en favor de los disolventes aromáticos tales como el xileno y el tolueno, pero teniendo en cuenta que la capacidad solvente de la mezcla durante la evaporación debe mantenerse para que no se produzcan insolubilizaciones´.
Evaluación y homologación de recubrimientos La decisión de adquirir una pintura debe considerar los gastos y ahorros que se puedan generar a largo plazo. por Abel de la Cruz* {mosimage}Sin duda, una de las operaciones menos abordadas en cuanto a su metodología o técnicas dentro de los Programas de Tratamiento Anticorrosivo de Superficies con recubrimientos, lo constituye el proceso de adquisición de la pintura. Y es que este procedimiento es normalmente enfocado a través de una comparación de costos por metro cuadrado de superficie pintada en el mejor de los casos, puesto que aún hoy en día, podemos apreciar que las comparaciones de precios entre distintas alternativas de proveedores lo enfocan erradamente en términos de costos por galón de pintura. La adquisición de pintura es una etapa importante, que permite agregar valor a la rentabilidad de la inversión en la protección anticorrosiva, objetivo central tratado en nuestro artículo anterior sobre ³Productividad en aplicación de recubrimientos´ y su efecto se da en seleccionar la alternativa del sistema de pinturas óptimo en términos de beneficio-costo. Para lograr dicho objetivo, se efectuará una evaluación económica mediante el análisis de costos de pintado con las diferentes alternativas técnicamente homologadas a una Especi ficación de Pintura pre-determinada, comparando los Costos del Ciclo de Vida Económico de Pintado con las diferentes alternativas de pinturas homologadas.
Ciclo
económico de pintado El Ciclo de Vida Económico de Pintado considera además del costo de la pintura y de su aplicación a valor actual, los costos de pintado en el tiempo, es decir los costos de reparaciones y mantenimiento futuro de acuerdo al tiempo de vida útil del recubrimiento. Puesto que, si lo que se desea es tener el área protegida (pintada) durante un periodo de tiempo dado, los cálculos económicos deben ser integrales, considerando los costos de mantenimientos periódicos, pintura, aplicación e inspecciones técnicas. Veamos el siguiente ejemplo de comparación de costos del Ciclo de vida económico de dos tipos de pinturas en un proyecto de pintado de nueva construcción para un periodo de seis (6) años de protección: (*) Para el ejemplo, en ambos cálculos no se ha considerado el efecto del tiempo en el valor del dinero (costos de actualización monetaria) Comparando los costos totales de seis (6) años de protección, incluyendo el trabajo de preparación de superficie, aplicación e inspección de control de calidad, efectuar el trabajo de pintado con la Pintura B resulta más económica: US$ 8, 000 dólares menos que con la Pintura A. Como consecuencia, sería un error comparar solamente los costos de la Pintura A ($5,000) versus la Pintura B ($12,000), sin considerar los tiempos de vida y los costos del pintado de mantenimiento. También sería u n error comparar las pinturas basado solamente en el costo anual, diciendo que la Pintura A tiene un costo de $ 5,000 para un periodo de vida de tres (3) años, ó de $ 1,666 por año, mientras que la Pintura B tiene un costo de $ 12,000 para un periodo de vi da de seis (6) años o de $ 2,000 por año. {mospagebreak} Es importante mencionar que en la operación de adquisición, la pintura propiamente dicha, no es el único objeto de transacción. Es por ello que debe considerarse además, la evaluación de los siguientes conceptos de valor: 1.Capacidad de entrega, en volumen y tiempo, 2.Condiciones del pago, 3.Sistemas de calidad de la fabricación 4.Garantías técnicas de buen desempeño o durabilidad. 5.Capacidad en la atención y resolución de reclamos, 6.Servicio y asistencia técnica de pre venta y post venta, 7.Reconocimiento y prestigio de marca, 8.Experiencia y récord de buen desempeño en obras anteriores, 9.Certificaciones de calidad del producto, 10.Experiencia en el manejo de la tecnología en recubrimientos, 11.Capacidad de investigación y desarrollo de nuevos productos, 12.Infraestructura de fabricación, investigación y control de calidad, 13.Recursos humanos especializados en tratamiento anticorrosivo de superfici es, etc. La homologación La evaluación económica descrita requiere sin duda conocer como paso previo , las
alternativas de ³marcas´ que cumplen con la Especificación Técnica de Pintado de la Obra. Es por ello que se debe realizar la homologación adecuada de los recubrimientos propuestos por los proveedores, sobre la base del sistema de pinturas con la calidad especificada. La homologación de pinturas consiste en la definición de las marcas de pinturas equivalentes en perfomance al Estándar o a la Especificación Técnica recomendada o seleccionada por la ingeniería. Normalmente, se establecen dos o tres tipos de pinturas de fabricantes con la finalidad de lograr una adecuada competencia técnica y económica. El procedimiento de Homologación de Pinturas debe ser realizado por un especialista en protección anticorrosiva con recubrimientos o empresa de consultoría independiente, mediante evaluaciones comparativas en tres niveles de características y/o cualidades del recubrimiento y según lo establezcan las especificaciones técnicas de la obra: a)Evaluación de las características o propiedades físicas de la pintura. b)Evaluación de características de resistencia de los recubrimientos frente al medio. c)Evaluación de las características de durabilidad de los recubrimientos frente al Medio {mospagebreak} La evaluación de las características o propiedades físicas de la pintura fundamentalmente, no miden perfomance, pero nos permite conocer las características y condiciones de aplicación, así como el rendimiento de la pintura entre otros factores. El fabricante deberá proporcionar la información técnica en caso que la Hoja de datos de la pintura no lo especifique. Los ensayos o test de evaluación que realizan los equipos de homologación pueden llevarse a cabo en laboratorios especializados o en los propios laboratorios del fabricante bajo su respectiva supervisión. Entre las propiedades más comunes tenemos: Propiedades de pintura líquida: El Porcentaje (%) de Sólidos en volumen, Peso /Galón, etc. Propiedades de aplicación: Espesor de película seca y húmedo recomendado, Tiempos de secado (al tacto, duro, para repintar, para servicio), Tiempo de vida de la mezcla, Tiempos de inducción de la mezcla, Rendimiento, Facilidad de aplicación con brocha, rodillo, pistola, inmersión, Condiciones ambientales límites y recomendadas de aplicación, etc. Propiedades de apariencia de la película: Color, Brillo, cubrimiento, tersura, etc.
La evaluación de las características de resistencia de los recubrimientos, resulta de gran importancia para conocer el comportamiento de las pinturas frente al medio que los rodea durante su puesta en servicio, sin embargo, no llega a inferir características de durabilidad. Esta información normalmente no está disponible en la Hoja de datos de las pinturas y requiere ser solicitada de manera expresa a los fabricantes y tiene carácter de declaración jurada y por ende de responsabilidad legal. Entre las características más comunes que se exige, se tienen: {mospagebreak} Características de resistencia: Dureza, Abrasión, Adhesión, Flexibilidad, Impacto, Agentes químicos (ácidos, alcalinos, hidrocarburos, salmueras, etc.), Resistenci a a la temperatura seca y a la temperatura húmeda para pinturas en inmersión, etc. Finalmente, las características de mayor importancia que deben ser evaluadas por el equipo de homologación debido al efecto directo en la frecuencia del mantenimiento futuro y al tiempo de vida útil, son las características de durabilidad. La evaluación de las caracteristicas de durabilidad de los recubrimientos frente al medio de operación, nos permite proyectar el buen desempeño de las pinturas e incluso en términos de tiempos de vida útil, es decir, el tiempo que transcurre desde la aplicación del sistema de pinturas hasta el primer gran mantenimiento cuando los recubrimientos se encuentran expuestos a la acción agresiva del medio, sus contaminantes y/o a la acción de los productos industriales en contacto permanente o por salpicaduras: petróleo crudo, combustibles, salmueras, agua, productos químicos ácidos y alcalinos, etc. Esta información, registrada por algunos fabricantes les permite otorgar garantías de durabilidad en términos de tiempo de vida útil. La evaluación y predicción del comportamiento (Durabilidad) de los sistemas de pintado se efectúan mediante una variedad de técnicas de experimentación, aunque es importante mencionar que en el caso de los ensayos acelerados de laboratorio entre varios sistemas de pinturas, los resultados son comparativos y no absolutos en términos de tiempo de vida útil. Características
de durabilidad
Ensayos de exposición natural: Consiste en la exposición de la pintura o sistemas de pintado en paneles o probetas situados en los ambientes o medios agresivos de operación real: Ej. A la intemperie, en plantas químicas, en inmersión, etc. A pesar de su alto costo y larga duración, son hoy por hoy los de fiabilidad más apropiada y otorgan la mejor precisión en el comportamiento anticorrosivo al
momento de la homologación. Ensayos acelerados de laboratorio: Con el fin de obtener una respuesta más rápida, se cuenta con aparatos de corrosión acelerada en los que el recubrimiento se somete a la acción de medios más severos: Cámaras de Niebla Salina, Humedad Condensada, de Anhídrido Sulfuroso, Intemperismo (combinación de humedad y rayos UV), etc. Los tiempos de permanencia cambian en función al grado de resistencia anticorrosiva requerido, y pueden variar comúnmente entre 1,000 a 3.000 horas. Los resultados del comportamiento de los sistemas de pintura son relativos y expresan comparativamente la mayor o menor capacidad anticorrosiva de los sistemas ensayados. Comportamiento en obras anteriores En nuestro medio es la forma más común de obtener información del comportamiento (durabilidad) de las pinturas en diferentes condiciones agresivas. Por ello se recomienda llevar a cabo una evaluación periódica y un ³récord´ de los sistemas de pintado aplicados en las diferentes obras y con base a estos resultados y experiencias podremos recomendar o especificar pinturas para nuevas superficies en similares condiciones medio ambientales
Perfil de rugosidad en sistemas de pinturas La medición de la aspereza en una superficie de acero influye en el desempeño de los recubrimientos anticorrosivos que se le apliquen. Por: Abel De la Cruz* En el procedimiento de preparación de superficies de acero para el tratamiento anticorrosivo, mediante el uso de recubrimientos, las etapas que deben ser consideradas para alcanzar un alto desempeño o durabilidad del sistema especificado, son: * Identificación y eliminación de los defectos o irregularidades de fabricación metal mecánica: salpicaduras de soldadura, porosidad de la soldadura, bordes agudos, picaduras, ranuras, rajaduras, etc. * Remover contaminantes que no pueden ser retirados con limpieza mecanica: grasa, sales solubles, etc. * Operación de limpieza de la superficie hasta el nivel de calidad especificado (iso, sspc, nace):escama de laminación, oxidación, estado de oxidación inicial, pintura antigua, polvo, suciedad, polución, etc. Generación del perfil de rugosidad o patrón de anclaje especificado. En esta oportunidad abordaremos uno de los factores cl aves, no sólo en la perfomance de las pinturas, sino también en la productividad del proceso: el perfil de rugosidad o patrón de anclaje. El perfil de rugosidad es el resultado de medir la aspereza de la superficie limpiada. Es la distancia perpendicular máxima que existe entre la sucesión de picos y valles
con referencia a una línea central del perfil, que se producen en la superficie de acero por efecto del chorro abrasivo, expresado en mils o micrones. Se le describe según su profundidad y textura. El espesor del sistema de pinturas y el tipo de recubrimiento que será aplicado, condicionan el rango del perfil de rugosidad permitido. El impacto del abrasivo sobre la superficie, además de crear el perfil de rugosidad aumentando el contacto metal-pintura, también incrementará la adherencia específica al crearse los sitios o puntos reactivos en la superficie metálica, formándose enlaces polares y/o químicos a nivel molecular con el film del recubrimiento. Si bien es cierto que a mayor rugosidad del perfil, mayor área de contacto metalpintura habrá disponible para la adhesión. Sin embargo, si los valles son demasiados profundos, el recubrimiento puede tener dificultades para penetrar en la parte inferior de estos, dejando espacios vacíos, que generan micro áreas de riesgo corrosivo. Así mismo, los picos pronunciados no podrán ser recubiertos eficientemente con la capa del imprimante, dejándolos expuestos o cerca de la superficie, lo que provocaría una oxidación prematura conoci da como ³pitting´ o picaduras puntuales. En estos casos, cuando los perfiles de rugosidad se exceden, es recomendable aplicar un mayor espesor de película para asegurar la protección. El caso contrario se presenta cuando los perfiles de rugosidad no alcanz an los valores mínimos exigidos, la escasa rugosidad genera menor área de contacto y afecta la adhesión del sistema. Ello se hace crítico cuando se aplican sistemas de pinturas de alto espesor, normalmente en medios de elevada corrosividad e inmersión. Medición del Perfil de Rugosidad: Puede ser realizada por comparación, en concordancia con la Norma ASTM D 4417 Método A ³Método de Prueba para la Medición de Campo del Perfil de Superficies de Acero Limpiadas con Chorro´. Este es un método práctico de campo, donde se utilizan patrones de rugosidad con diferentes tipos de abrasivos: Arena (Patrones de perfiles: 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 mils) Acero (grit o angular, Patrones de perfiles: 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 mils) Acero (shot o redondeado, Patrones de perfiles : 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 mils) Valores cuantitativos pueden ser obtenidos por el uso de cinta de réplica y un micrómetro, de acuerdo a la Norma ASTM D 4417, Método C ó a la Norma NACE RP 0287. Mediciones directas con instrumentos de precisión y de acuerdo a lo establecido en el Método B de la norma, también puede ser monitoreada la rugosidad, de manera simple y con bajo costo. Los factores que afectan el perfil de rugosidad y que deben ser gobernados para lograr productividad y durabilidad en el proceso son: El tamaño d el abr asivo: a mayor tamaño del abrasivo mayor será el perfil, sin embargo la productividad de la limpieza se incrementa con abrasivos de menor tamaño de malla. El cuadro siguiente nos permite seleccionar el tamaño del abrasivo en función a la rugosidad requerida. Dur eza d el abr asivo: La dureza de los abrasivos metálicos son medidas sobre la
escala Rockwell, mientras que la dureza de los abrasivos no metálicos es medida en Mohs. A mayor dureza del abrasivo más profundo será el perfil. Pero debemos tener cuidado, puesto que abrasivos muy duros pueden producir polvo debido a su fragilidad con el impacto, disminuyendo su rendimiento. F or ma d el abr asivo: Los abrasivos esféricos son útiles en la eliminación de cascarilla de laminación, debido a su eficiencia para el trabajo de impacto pues la rugosidad que generan es menor, alcanzando una textura alisada debido a los
cráteres redondeados. Sin embargo los angulares son eficaces en la remoción de oxido y pintura antigua, creando un perfil de rugosid ad más profundo que los redondeados del mismo tamaño. En la práctica, los mix operativos son diseñados para alcanzar la mayor eficiencia en la limpieza: mezcla de abrasivo esférico/angular, para la limpieza de acero nuevo, puede eliminar escamas o cascarilla de laminación y óxido. Es recomendado un control adecuado del ratio operativo mediante adiciones de abrasivo periódicamente. El abrasivo redondeado es utilizado en maquinas automáticas centrifugas, para la limpieza de superficies de acero con grado A y B de oxidación según la SSPC ± VIS 1. El abrasivo angular es utilizado en equipos de chorro manual y su uso resulta muy eficaz cuando la superficie se encuentra en un estado de oxidación C y D. En el siguiente cuadro se presentan los estándares de calidad de diferentes abrasivos usados y definen los requisitos físico-químicos que permiten su selección y evaluación. Pr esión d e ai re en la boquilla d el chorr o: La presión tiene un efecto directo en
la productividad del proceso, llegando a provocar incrementos de 1.5 % de productividad por cada libra / in2 de incremento de presión. Así mismo la mayor presión de la boquilla provocará mayor profundidad en el perfil de la superficie. Distancia d e la boquilla a la superf icie: Cuanto más cerca está la boquilla de la superficie mayor será la profundidad del perfil, aunque también deberá considerarse la dureza, la presión y el ángulo de ataque al impactar el chorro sobre la superficie. Por ejemplo: ángulos rectos son adecuados para eliminar cascarilla de laminación y superficies con avanzado proceso de picaduras por oxidación. La boquilla en posición de ángulos entre 40 y 50° es mejor para eli minar capa de pintura antigua y óxido en general. La importancia de los factores descritos en la calidad de la preparación de superficie y en su productividad, exige por parte de las empresas de aplicación de pinturas industriales desarrollar un mejor manejo de la información y de la tecnología si desean alcanzar un mayor nivel de competitividad en la industria del tratamiento de superficies Crecen
pinturas de tráfico
Buen manejo de inventarios, productos complementarios a la aplicación y conocimiento del comportamiento de este nicho, son claves para competir en el mercado de las pinturas de tráfico. Por Herbert Martínez Creció el consumo de pinturas de tráfico este año en algunos países de Latinoamérica. Así lo afirmaron formuladores de México, Perú y Co lombia. Esto debido a las mayores inversiones que la región está realizando en infraestructura pública y vías.Las razones para estas inversiones son fundamentalmente 2: la desaceleración de nuestras economías como efecto dominó de lo que ocurre en EEUU, que hizo que varias naciones aceleraran sus presupuestos de inversión en obra pública para generar empleo. Lo otro, está relacionado con desiciones estratégicas que buscan mejorar la conectividad entre el interior de los países y sus puertos con el fin de elevar su competitividad frente a sus exportaciones. Es decir, la búsqueda de un menor costo de sus fletes. Ya lo habían advertido entidades como el Fondo Monetario Internacional que le había dicho a varios países latinos, hace alrededor de 2 años, que aprovecharan el boom de los mayores precios de los comodities para modernizar su conectividad.
Países como Chile y Perú, hicieron caso del consejo y hoy se muestran mucho más preparados para el intercambio global y lo evidencian con la firma de mayores tratados de libre comercio. El crecimiento entonces en la inversión pública, hizo que por ejemplo en México, se hable hoy que el nicho de las pinturas para tráfico crezca alrededor de un 15% este año. Este segmento del mercado es complejo, cíclico y no muy fácil de entender. Como se encuentra permeado por las inversiones que realizan estados y municipalidades, los vaivenes políticos lo afectan claramente y para sobrevivir aquí, se necesita leer muy bien lo que ocurre en el mercado y la economía. De ahí que sea fácil la entrada y salida de empresas que hacen este tipo de pinturas sin especializarse en ellas, pues muchas le apuestan a su alianza con un político de turno con quien harán negocios mientras él dure. Este es un nicho de mercado que posee varias características: disponibilidad del producto en stock, reducidos márgenes de ganancia, esquema de precios bajos, venta de grandes volúmenes, desarrollo de productos complementarios a la pintura y la falta de capacitación de muchos aplicadores. Pintura económica Los aplicadores de estas pinturas buscan fundamentalmente 3 elementos a la hora de comprar: calidad, bajo precio y duración. Hablamos de que el usuario de estas pinturas son el estado a nivel nacional o municipal y las empresas concesionarias de vías. Al primero, le interesa optimizar sus presupuestos y aplicar la mayor cantidad pintura así luego tenga que repintar. El segundo, busca una pintura de mejores especificaciones técnicas, más cara, pero que dure mucho más. En el caso de México, por ejemplo, los fomuladores tienen que trabajar con altos stocks de producto pues sus clientes no planean bien sus pedidos de pintura, y a última hora para inagurar una obra, le compran a quien tenga la cantidad de li tros de producto que necesitan. Esto en desmedro tanto de la calidad de la pintura como de su durabilidad pues el criterio de compra es ³que sea buena y seque rápido´. Según Albino Cerna del área de desarrollo de la empresa peruana CPPQ, sus clientes ³al margen de la calidad, muchos piden economía, es decir, que la pintura sea barata´. Bajo este esquema, entonces, es f ácil encontrar usuarios que prefieren pintar con un producto que dura de 6 meses a un año para repintar de nuevo, a aplicar una pintura que dura 2 años y que sale más económica. La variable precio Pasadas olas de incremento en los precios del petróleo, que llegó a registrar los US$147 por barril, generó una suba importante en los precios de los insumos para formular pinturas de tráfico, como los solventes y las resinas. Precios de materias primas que incrementaron su precio pero que nunca volvieron a bajar. Según Jaime de la Peza, director de la empresa mexicana Pinturas Señalmex, los mencionados incrementos, ³nos pegaron muy fuertemente pues el 40% de nuestra pintura son resinas las cuales tienen mucho que ver con el petróleo. Nos subieron mucho los costos, pero el problema es que después baja el pretróleo pero las materias primas no lo hacen en la misma proporción´. Frente a este tema, Cerna señaló: ³Aparentemente el tema de los precios del petróleo no nos ha afectado, porque CPPQ compra materias primas en volúmenes bien grandes entonces los márgenes de descuento que tenemos son bien grandes. Por eso, nuestro margen ha soportado los incrementos en las materi as primas. Por esto no hemos modificado mucho a los clientes el precio final.
El valor agregado La fórmula entonces que muchos productores de pinturas de tráfico han encontrado para sobrevivir en el mercado tiene 3 componentes: vender más volumen, desarrollar otros productos complementarios a la pintura y un paquete de descuentos atractivo para fidelizar el cliente. Aquí se da por descontado la calidad pues se supone que ella ya no es un valor agregado en ninguna línea de pinturas. Sobre las estrategias comerciales para fidelizar, De la Peza dijo: ³Lo que hacemos es hacer acuerdos de largo plazo con quienes aplican la pintura: si me compra volumen tiene descuento, si me paga a tiempo también, etc. Hacemos un paquete de tal manera que en un momento dado el cliente tiene un muy buen descuento. Esto hace parte de la creatividad que hemos tenido que desarollar. Si el precio está amarrado a otras condiciones, logro del cliente lealtad porque me compran todo el volumen y mi liquidez no se afecta tanto porque me están pagando en el plazo que acordamos´. De valor agregado, el mexicano señaló: ³a la pintura se le pone microesfera de vidrio para que refleje y eso también lo vendemos nosotros. Vendemos esos topes que sobresalen en la carretera y que son brillantes. Nuesto valor agregado es que desarrollamos productos complementarios para darle una solución completa al cliente´. Las necesidades Construcción de infraestructura, vías y señalización de entidades públicas y privadas son los contratos más comunes que requieren de pintura de tráfico. Y como estos presupuestos han crecido, las cifras de los formuladores también. Según de la Peza, en los 8 primeros meses de este año, vendieron todo lo que habían comercializado el año anterior. ³El 2007 fue un año malo. En este 2008 a agosto, vendimos 1millón 200 mil litros y suponemos que estaremos en 2 millones 100 mil al finalizar estos 12 meses. Crecimos este año en participación y creemos que llegaremos a un 30% del nicho de mercado´.Para el peruano Cerna, el mercado de su país en este nicho, también ha crecido ³Por ejemplo estos últimos 5 años ha subido por el hecho que se están construyendo muchas carreteras y remodelando pistas las municipalidades. Creemos que la demanda subió más o menos un 50% aproximadamente´. De la Peza tiene claro que esta cifra también dependerá de la inteligencia con que su empresa maneje su inventario: ³aquí el negocio es tener el producto, su disponibilidad. Los clientes no planean muy bien entonces cuando se tiene un pedido de un producto, quien lo tenga, lo vende: primero buscan cal idad y si no, pues lo que haya, así les toque después repintar. Entonces un secreto importante de este negocio es tener stock y esto eleva los costos del capital de trabajo pero eso hace parte del negocio´. Para Eduardo Giraldo, jefe de producto de tráfi co de la empresa colombiana Pintuco, las necesidades de sus clientes varían: ³En el caso del sector público, lo que ellos buscan es un producto de calidad para optimizar sus presupuestos y poder pintar la mayor cantidad de kilómetros. Los contratistas de vías concesionadas adquieren productos de mayores especificaciones, más costosas pero de mayor duración a largo plazo. En general, nuestros clientes demandan pinturas muy resistentes, de mucha duración y que puedan reducir los repintes o tiempos muertos por cerramiento de vías´. Pretratamiento En Latinoamérica no existe una cultura frente a 2 fenómenos que afectan el desempeño de una pinitura de tráfico: el buen pretratamiento de una superficie y el mantenimiento posterior a la aplicación.
El primero, en este tipo de pinturas, es fundamental para que el producto logre las condiciones necesarias de adherencia en sustrato, sea asfalto o concreto. En la actualidad, son básicamente tres los tipos de pinturas más usadas: las base solvente que son las más tradicionales, las base agua que comienzan a desplazar a las primeras por su menor contenido de sustancias VOC y las t ermoplásticas que son las más costosas. Sobre la importancia del pretratamiento, Albino manifestó: ³para lo que es alquídico caucho clorado, no es tan exigente el pretratamiento. Sin embargo, esto sí es importante cuando se usan pinturas al agua porque hay que considerar condiciones de lluvia y humedad debido a que las resinas tienen una penetración diferente. Si hay impurezas, la pintura no adhiere bien y viene la lluvia y se la lleva´. De pretratamiento, de la Peza señaló: ³sería muy bueno que hubiera un pretratamiento pero usualmente no lo hacen. Entonces tenemos que hacer una pintura que funcione a pesar de que no lo hay. Es muy importante po r que influye mucho en el buen desempeño y durabilidad de la aplicación´. Productividad La falta de un buen desempeño en una pintura de tráfico, puede tener varias razones: falta de pretratamiento, inadecuada selección de equipos de aplicación o falta de su mantenimiento, desconocimiento de las condiciones ambientales del sustrato y falta de capacitación en los aplicadores. Sobre este tema, Albino Cerna dijo: ³La pintura de tráfico es de secado rápido y en mi país en algunas zonas la temperatura llega hasta los 35 grados ya sea en sierra o selva. Como estas pinturas secan muy rápido, hay pérdida por pulverizado y eso hace que se pierda espesor. Para vitar esto hay que tener en cuenta las condiciones de humedad y temperatura donde se va aplicar y contar con equipos adecuados´. En el mismo sentido se pronunció de la Peza: ³El problema acá es una inadecuada selección de los equipos de aplicación y la falta de capacitación en la mano de obra. Son cuadrillas de personas con muy poca cultura los que andan pintando los caminos y esto hace que muchas veces quede mal pintado. Además muchas dependencias del gobierno tienen equipos muy viejos para pintar. El cli ma también afecta las condiciones de secado de la pintura´. El futuro Según los formuladores entrevistados, la tendencia del mercado hacia el futuro de las pinturas de tráfico es hacia la aplicación más productos base agua que sean más respetuosos del medio ambiente. Los productos base solvente, según de la Peza, tienden a desaparecer en un plazo de 10 a 15 años por las regulaciones ecológicas y la constante alza de precios en los derivados del petróleo. ³Creo que el futuro serán pinturas base agua. Imagino que los fabricantes de resinas están haciendo algo para tratar de mejorar la adherencia. Hay que educar a las instituciones para aplicar en condiciones favorables y así la pintura tenga un buen desempeño´, dijo el peruano Cerna. El colombiano Eduardo Giraldo, también se pronunció en el mismo sentido: ³existe la preocupación de aplicar productos que brinden mayor seguridad al usuario, que tengan mayor resistencia a la abrasión, que duren más y que cuenten con un equilibrio en el secado. El futuro de estos sistemas es que sean más amigables con el medio ambiente y que brinden seguridad al conductor´.
Pinturas intumescentes, un escudo contra el fuego El uso de pinturas para retardar el efecto del fuego en estructuras metálicas cada vez es más común en Latinoamérica. Conozca las generalidades de este tipo de recubrimientos y los procedimientos para su aplicación. Por Vanesa Restrepo La seguridad en las instalaciones industriales se ha convertido en uno de los elementos que más preocupan a los empresarios en América Latina, quienes cada vez invierten más recursos en el desarrollo de sistemas de prevención de accidentes y emergencias, así como en la protección y reforzamiento de las estructuras en las que funcionan las compañías. Como consecuencia de ello, el mercado de pinturas intumescentes ha crecido en la región, pese a la falta de regulación en la materia. Actualmente Chile es el único país de la región latinoamericana con regulación vigente respecto a la protección y prevención de incendios, mediante el uso de pinturas intumescentes. En otras regiones como Colombia y Brasil, su empleo h a comenzado a masificarse gracias a la expansión de las grandes compañías y al crecimiento de las zonas industriales y comerciales en las ciudades. ¿Cómo
funcionan? El libro Química Industrial Orgánica escrito por María Cinta Vincent Vela, Silvia Álvarez Blanco y otros autores, señala que ³la intumescencia es la propiedad que muestran ciertas pinturas de reaccionar a estímulos térmicos, descomponiendo ciertas sustancias de su formulación, que a su vez reaccionan entre sí formando un gran volumen de un producto esponjoso que constituye un verdadero aislante térmico entre el foco de calor y el material sobre el que se ha aplicado el intumescente´. De acuerdo con esta afirmación, tenemos que una pintura intumescente es un recubrimiento que se aplica en las estructuras de acero de las edificaciones y cuya función principal es retardar el efecto de las llamas en caso de incendio, dando tiempo para que se controle la conflagración antes de que la edificación colapse. Según el ingeniero colombiano Quilyam Casallas, de la multinacional Sika, las pinturas intumescentes trabajan en altas temperaturas impidiendo que se alteren las propiedades del metal. ³El porpósito es lograr que los elementos estructurales del acero al carbono no alcancen los 500º C, porque después de que se logra, empiezan a perderse las propiedades mecánicas´. La posibilidad de retardar el efecto del fuego hace viable que se puedan salvar vidas, al tiempo que se reducen los daños producidos por el incendio en la edificación, pues la pintura protege su estructura básica. Rodrigo infante, Gerente de la unidad técnica comercial de la compañía chilena Pinturas Ceresita & Soquina, explica que ³el calor generado durante un incendio
calienta la estructura metálica, pero cuando ella alcanza más o menos los 500°C comienza a perder sus propiedades mecánicas, colapsándose finalmente cuando sobrepasa los 700°C´. La acción de una pintura intumescente inicia cuando la temperatura de l a superficie se eleva a 250º C. En ese momento el recubrimiento comienza a hincharse, formando una espuma con propiedades de aislamiento térmico, cuyo espesor es 100 veces superior al de la película. Formulación
En el mercado latinoamericano pueden encontrarse pinturas de tipo intumescente base agua y base solvente, aunque estas últimas tienden a desaparecer, dado su alto contenido de VOC. Es importante aclarar que la capacidad de acción y l a resistencia al fuego de ambas pinturas es similar, por lo que la emisión de agentes contaminantes al medio ambiente se convierte en la diferencia más notoria entre una y otra. La formulación de pinturas intumescentes se realiza a partir de dos tipos de componentes esenciales. El primero de ellos es el encargado de emitir gases una vez ha entrado en contacto con las llamas, mientras que el segundo tipo de componentes es ³un agente capaz de producir una esponja mediante estos gases´, según explica el español Jordi Calvo, técnico en pinturas y recubrimientos, quien además puntualiza que ³los componentes en general son la pentaeritrita y el polifosfato amónico que es un generador de gas´. Cuando la película se calienta, descompone los ingredientes y forma la película ³esponja´, que puede pasar de 3mm a 30 cm. Cuando la temperatura alcanza los 400º C se descomponen los carbonatos y los pigmentos y posteriormente, al alcanzar el punto crítico (500º C), se descompone la resina y los demás compuestos orgánicos. ³Luego de los 500º C sólo quedan óxidos en forma de una especie de algodón´, puntualiza Calvo. El trabajo de los formuladores actuales se centra en el desarrollo de materiales que permitan que el hinchado se produzca rápidamente y en la optimización de los componentes actuales, con el fin de aumentar la resistencia al fuego. Aplicación
El buen desempeño de una pintura intumescente es directamente proporcional al adecuado pretratamiento de la superficie en la que va a ser aplicado. Quilyam Casallas participó recientemente en el proceso de aplicación de recubrimientos intumescentes en el edificio Bancolombia, una super estructura que alberga la principal entidad financiera de ese país. Casallas explica que en ese caso se utilizaron unos 400 galones de pintura al 15%, que se aplicaron sobre una superficie de acero de carbono laminado en caliente. ³Para ese caso, el acero fue tratado mediante sandblasting. Utilizamos un recubrimiento base y posteriormente se aplicó la pintura intumescente, mediante un sistema de aspersión. Luego se usaron esmaltes para obtener acabados resistentes a los rayos UV´.
Este proceso nos revela los pasos a tener en cuenta, para no afectar el desempeño del recubrimiento. En primer lugar es necesario, como en cualquier tipo de pintura, que se haga una apropiada limpieza de la superficie para garantizar una adecuada adherencia de la película. Posteriormente se requiere de un tratamiento anticorrosivo que garantice durabilidad en el metal, pues la corrosión de la estructura generará un desprendimiento de la película. Los acabados dependerán de la ubicación de la superficie tratada. En caso de que esta se encuentre a la intemperie se pueden aplicar barnices que protejan de la acción de la lluvia y la radiación solar. En caso de que sea un área interna, se pueden aplicar otras pinturas base agua para dar color o un barniz protector y evitar así un desgaste prematuro de la película. Casallas también explica que es importante hacer un adecuado monitoreo de la película de pintura, con el fn de prevenir desprendimientos, desgastes o corrosión. Sin embargo asegura que, en general, la resistencia y la durabilidad de este tipo de pinturas es bastante buena, siempre y cuando se haga un adecuado pretratamiento y aplicación. El chileno Rodrigo Infante coincide en esta apreciación y precisa que ³la pintura (intumescente) es blanca y en consecuencia se debe aplicar una pintura de terminación, que varía desde un esmalte en agua hasta una pintura industrial´ Aplicación
en superficies no metá licas Hasta el momento hemos hablado de la aplicación de pinturas intumescentes en estructuras metálicas. Como se dijo anteriormente, Chile es el único país con legislación vigente al respecto. En un aparte del documento ³Pinturas resistentes al fuego y al calor´, escrito por Infante, se explica que ³La norma Chilena Nch 935/1-Of.97, establece el procedimiento para determinar las resistencias al fuego de las pinturas intumescentes solo para estructuras metálicas, y no para otras como la madera, donde la resistencia al fuego de ellas, se logra con grandes escuadrías, o revistiéndola con productos minerales, como las placas de yeso-cartón o las de fibrocemento.´ El documento también revela que hay barnices ignífugos y pinturas retardantes del fuego, pero que la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción no da especificaciones respecto a su uso. En este punto es relevante aclarar que hay diferencias entre las pinturas intumescentes y los materiales ignífugos, tal y como lo explica el libro Química Industrial Orgánica, citado anteriormente. ³Por definición, todos los materiales intumescentes son ignífugos, pero no todos los ignífugos son intumescentes, ya que debe poseer, además de una baja inflamabilidad, una capacidad de esponjamiento, creando una espuma asilante que genere un gradiente térmico entre las llamas y el material protegido´.
Mercado
de pinturas intumescentes La inversión en protección intumescente toma más importancia dentro de las decisiones de construcción industrial en América Latina. Y es que cada vez más los diferentes sectores, en especial los inversionistas privados consideran importante proteger y minimizar las pérdidas en casos de sinistro. Esta es una de las razones que ha llevado a la creación de nuevas líneas de pinturas intumescentes dentro de los fabricantes tradicionales en cada país. Chile es, sin duda alguna, el país que mayor ventaja tiene en la materia, aunque otros países como Argentina (donde ya se han registrado accidentes lamentables que pudieron evitarse con protección anticorrosiva), Brasil, Colombia y México De acuerdo con Rodrigo Infante, de Ceresita, la expansión de empresas chilenas en toda América Latina, especialmente los almacenes y grandes superficies, ha favorecido la llegada de recubrimientos intumescentes a otros países. ³Hemos exportado este tipo de productos a Perú, donde no hay obligación. Lo hemos hecho debido a que allá hay empresas constructoras chilenas y ellos quieren hacerlo así´. El talón de Aquiles en la materia continúa siendo la ausenc ia de legislación al respecto. No obstante, los formuladores y constructores agremiados ya han hecho escuchar su voz pidiendo mayor apoyo estatal en la materia, pues además de los beneficios en la parte de comercialización, la regulación permitirá salvar muchas vidas en casos extremos.
Biocidas: protección en envase Conozca los diferentes tipos de biocidas, su acción y funcionalidades, dependiendo de la aplicación. Por Julián A. Restrepo* Los biocidas (denominados también erróneamente microbicidas o bactericidas), en su definición más general, son aquellas sustancias empleadas en la industria química (en sectores como el de pinturas, tintas, dispersiones pigmentarias, alimentos, entre otras), como agentes destinados a destruir, contrarrestar, neutralizar e impedir la acción (o ejercer un control de otro tipo), de cualquier microorganismo considerado nocivo para el hombre. Contextualizando su empleo en la industria de pinturas, se refiere a aquellos aditivos empleados, ya sea para la protección de la pintura en el envase (denominados ³biocidas para protección in can´ ó simplemente ³biocidas in -can´) o para la protección de la película seca del recubrimiento, para prevenir o evitar el crecimiento de microorganismos en la pintura. Existen también biocidas para la desinfección de las instalaciones de producción, en donde su uso no se destina a un producto en particular (q ue consumirá el usuario final), sino a la desinfección de las plantas productoras de pinturas. Naturalmente este tipo de biocidas son más activos y agresivos que los anteriores, ya que en este caso hablamos de ³atacar agresivamente´ dichos microorganismos, para que no se presente contaminación de los productos fabricados. Debe decirse que el término microbicida es principalmente empleado en la industria
farmacéutica para designar aquellas sustancias o compuestos destinados a prevenir infecciones o enfermedades al hombre. Mientras que el término bactericida es parcialmente inexacto para designar un biocida, ya que se refiere a aquella sustancia sólo con capacidad para combatir las bacterias, pero como se verá más adelante, los biocidas no sólo combaten las b acterias, sino un amplio espectro de microorganismos. El objetivo básico de este trabajo es discutir los aspectos más relevantes a cerca de los biocidas químicos empleados para la protección de las pinturas base agua en el envase y dar algunos lineamientos para la elección del biocida correcto, con base en los biocidas empleados actualmente en el mercado latinoamericano de pinturas; ignorando gran parte del tema concerniente a la legislación reciente en países europeos, por ejemplo. Mecanismo de acción: Los biocidas por lo general actúan en l a membrana celular del microorganismo, penetrándola y destruyendo los sistemas que permiten vivir al microorganismo: El biocida provoca la lisis de la pared proteica o lipo -proteica del organismo y penetra en su interior interrumpiendo las reacciones bioquímicas que sustentan la vida en el organismo [1]. Tipos
de biocidas: Los biocidas pueden ser sustancias químicas sintéticas, de origen biológico o provenir de fuentes físicas. Así se tienen: a. Agentes fí sicos: Son aquellos que no corresponden a sustancias quí micas, sino
más bien a métodos físicos que permiten destruir los microorganismos, tal como el calor o fuentes de radiación de alta energía (luz ultravioleta, radiación infrarroja), que oxidan la pared proteica y prácticamente queman el microorganismo. b. Bioló gicos: Son aquellas sustancias de origen biológico, creadas naturalmente
por los seres vivos para su autodefensa; generalmente son de tipo proteíco, entre las que se encuentran algunas enzimas, por ejemplo, la lisozima. c. Quí micos: Son aquellas sustancias o compuestos derivados de la síntesis
química, y pueden ser de naturaleza orgánica o inorgánica. Algunos ejemplos son: dióxido de cloro (ClO2), isotiazolinas, benzoisotiazolinas cloraminas, bromuros de alquilo, cloruros de alquilo o arilo, entre otros. Agentes
contaminantes en pinturas acuosas Debe decirse que no es común hablar de biocidas para pinturas base disolvente, ya que en si mismo el contenido de disolvente orgánico evita el crecimiento de microorganismos; aunque también hablamos de que las pinturas base disolvente no contienen agua1 y no emplean espesantes celulósicos2. Cuando se analizan las fuentes de agentes contaminantes en pinturas base agua, se pueden mencionar, principalmente: Agua: Ya que dependiendo de su origen, puede presentar contaminación
bacteriana. Teniendo en cuenta que el agua en las pinturas acuosas puede llegar hasta un contenido mayor a un 50% en peso, se convierte en una materia prima que puede aportar una cantidad apreciable de microorganismos. C argas y extend er es: Como carbonatos de calcio, caolines y talcos (las cargas comunes empleadas en pinturas), porque pueden contener materia orgánica. En especial, cuando se trata de cargas suministradas en lodo (³cargas en lodo´), y a que en muchos casos el material no es sometido a un proceso de secado, sino que en todo momento se puede encontrar en fase acuosa en el proceso de beneficio, por lo que se puede presentar (en algunos casos), riesgo de la presencia de contaminación microbiológica, razón por la cual, los fabricantes de lodos incluyen
en su formulación un cierto contenido de biocida. E nvases: Ya que pueden contener restos de polvo u otros contaminantes. Equipos, plantas y oper ar ios: Ya sea por la presencia de biocapas o contaminación enzimática. Es de anotar que, no se mencionan materias primas como: a ) Las r esi nas en d isper sión acuosa , ya que generalmente, el fabricante de estas formula su producto con una cantidad de biocida tal que, permite mantenerlo libre de contaminación microbiológica; además, en algunos casos, su contenido de µmonómero residual¶ es suficiente para tener un efecto biocida. b ) P gmentos, i ya que estos son sintéticos y provienen casi exclusivamente de procesos químicos, en donde el producto al final del proceso es lavado y secado, y teniendo presente que se trata de material en polvo, no se espera encontrar este tipo de contaminación en éstos. c ) Ad itivos, muchos de los empleados en pinturas acuosas son suministrados en fase líquida (disueltos o en dispersión acuosa), y muchos de ellos tienen carácter biocida; en otros casos, debido a su proceso de fabricación, tampoco se espera encontrar en éstos este tipo de contaminación. Principales tipos de contaminantes en pinturas Bacter ias: Crecen en soluciones neutras o levemente alcalinas, a un pH entre 4-9. Algas: Requieren agua y luz solar. Levad ur as: Se alimentan de azúcares o almidones. H ongos: Crecen en soluciones ácidas, a un pH entre 4-6. M ohos: Requieren materia orgánica en descomposición. V ir u s: Requieren seres vivos o células. Es de mencionar que, en realidad, la contaminación por virus es muy rara en pinturas, y s e presenta sólo en ambientes de alta contaminación.
Argentina
se adapta al cambio
Argentina espera continuar en 2009 con el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en pinturas libres de VOC, las cuales permitan proteger el medio ambiente. Aunque con la crisis los fabricantes deberán limitar ese tipo de inversiones, pero sin descuidar la competitividad. Por Duván Chaverra A. Frente a todos los contratiempos que se pueden atravesar en el ahora espinoso mundo económico, el mercado argentino de pinturas y recubrimientos parece indicar que le apostará a un sólido mantenimiento dentro de la industria, y a la par buscará desarrollar nuevas tecnologías las cuales le permitan conservar la competitividad. Las empresas consultadas por INPRA LATINA coinciden en que el sector se mantendrá a la expectativa de lo que puede ocurrir en los próximos meses en las finanzas. Y es válido anotar que con lo sucedido en lo que va del presente año, se puede comenzar a entender la densa atmósfera en la que deberán trabajar los formuladores, que seguramente no será nada buena. Sin embargo, este mercado colonizado por las multinacionales estadounidenses y europeas buscará salidas al oscuro túnel y al mismo tiempo, continuará desarrollando algunos planes que desde 2008 estaban en carpeta para cumplirse en el presente periodo.
Inversiones, nacimiento de nuevas tecnologías y promoción de nuevas líneas de productos son objetivos que cada empresa aspira desarrollar a pesar de la época, con el fin de mantenerse como mínimo por la misma línea de resultados que en años anteriores y así poder corregir errores sobre la marcha, que puedan demoler el duro obstáculo que desde el último trimestre de 2008 redujo la flui da movilización de ganancias del sector en el mercado local. Pensando en el medio ambiente Algunas nuevas líneas son esperadas para el presente año en Argentina. Muchos productos ya desfilan por el mercado y son percibidos como una posible fuente de desahogo ante los malos tiempos. El uso de pinturas base agua y con bajo contenido de VOC continúa desarrollándose y siendo así una de las principales apuestas de la nación gaucha. El cuidado del medio ambiente se ha convertido en una preocupación y en una exigencia de los distribuidores y clientes en general en sus productos, para tratar de incrementar sus ventas. Las empresas buscan eliminar poco a poco las pinturas base solvente, ya que l os estudios previos dieron como resultado que el cambio a base agua no tiene mayor relevancia en lo que se refiere a modificaciones en equipos y procedimientos. Este tipo de tecnología es positiva para el medio ambiente, pues durante el proceso de creación permite una separación entre los residuos sólidos y líquidos de la pintura, ya que los primeros pueden ser recuperables y los segundos son biodegradables y no generan problemas en la salud. En el caso de Akzo Nobel, según Gabriel Marmorato, gerente técnico del sector de repintado automotriz, su empresa ya tiene en el mercado algunos productos con estas características: ³En Argentina hemos lanzado pinturas en color y barniz con base agua, y ya tenemos algunos talleres donde ha sido implementado el nuevo producto. Es tecnología diferente, para talleres que quieren diferenciarse de los demás y que buscan proteger el medio ambiente´, expresó el representante. Por su parte, Gabriel Rodríguez, gerente de ventas de Sinteplast, aseguró que ahora el tema de la protección del medio ambiente exige más compromiso y el desarrollo de las pinturas va encaminado hacia ello. Sin embargo, prevé que este cambio será lento, sobre todo porque en ese mercado no existen regulaciones para uso de pinturas con alto contenido de VOC. ³En las distintas líneas tratamos de desarrollar algunos tipos de productos nuevos. En la parte de pinturas decorativas estamos avanzando principalmente hacia un contenido con base acuosa o lo que se conoce c omo bajo VOC, eliminando de esta manera las bases solventes´, expresó Rodríguez, quien agregó que en las pinturas en polvo también se encuentran trabajando con innovaciones. ³Para las pinturas industriales, sobre todo las elaboradas en polvo, estamos desarrollando su uso en la parte de gas y cañerías, algo que nosotros no hacíamos hasta ahora y también nos encontramos trabajando en algunas líneas para madera´. Otro pensamiento al respecto tiene Sherwin Williams, pues la empresa estima que el crecimiento tecnológico no será notorio debido a las condiciones actuales y futuras de mercado, así lo expresó Nicolás Iadisernia, director de investigación y desarrollo de la región suramericana hispana para las áreas de pinturas y recubrimientos.
³La industria de pinturas ha estado muy activa con las nuevas tecnologías, pero no vamos a aplicarlas porque creemos que el mercado no estará en condiciones de beneficiarse con esto´. Iadisernia también agregó que se avecinan cambios obligados por la pronta desaparición del plomo en pinturas arquitectónicas. ³La legislación ya está fi rme y oficializada y la Cámara de la Industria de Pinturas está divulgando entre sus socios la necesidad de adaptarse a la misma. Nosotros no utilizamos cromatos de plomo, ni otras sustancias de ese tipo en nuestras pinturas desde hace muchos años, pero el resto del mercado sí lo hace´. Esto significa que las compañías deberán adaptarse a los nuevos procesos: ³Habrá un cambio de tecnología porque se pasará de pigmentos inorgánicos hechos a base de cromatos de plomo a pigmentos orgánicos, que en principio no han demostrado tener una incidencia negativa en el ambiente o en la salud de las personas´, agregó el ejecutivo. El segmento de pinturas arquitectónicas sigue destacándose dentro del mercado argentino, a pesar que el movimiento se mantiene tranquilo y en ocasiones mermado por las actuales condiciones económicas. Para Gabriel Rodríguez, de Sinteplast, en este segmento el mercado se ha mantenido por una línea constante, pero también ha presentado reducciones en 2009 . ³El año empezó a la baja. La realidad es que hubo un 2008 que fue bueno en el primer semestre y malo en el segundo, mientras que en esta ocasión lo que esperamos es una situación inversa, lo cual permita terminar un periodo equilibrado´. Igualmente, Sherwin Williams reveló que de sus resultados estimados en 2008 se destacan las pinturas para el hogar (latex, barnices y esmaltes), promediando unos US$360 millones en ventas. No obstante, el año que transcurre para ellos comenzó de forma inesperada. ³Sospechábamos que enero iba a ser bajo pero no tanto como sucedió, todo por esto de que las industrias están demorando sus inversiones y mantenimientos. Hoy estamos considerando un 0% de crecimiento en arquitectónica e incluso algunos hablan de un -1%,´. Por su parte, el inicio de año en el sector automotriz en Akzo Nobel no sorprendió y comenzó como ellos esperaban: ³Pienso que los objetivos se cumplieron, sabíamos que los resultados iban a bajar un poco pero hicimos un cálculo de decrecimi ento ante eso. Ahora tenemos que ser un poco más cuidadosos, aunque en general veo que otros sectores van a estar complicados, pero no considero que sea el caso de nosotros´, expresó el gerente técnico. El temor a invertir Con la crisis económica global los bolsillos se encogen y la corrosiva cadena se expande atrapando todo lo que en su camino se atraviese, entonces la producción baja y el mercado se limita, al igual que las inversiones, lo que incita a ser más precavidos a la hora de invertir. En Argentina se espera un incremento entre el 0% y 2% del PIB (según cifras de expertos), siendo esto de vital importancia para tener ideas claras sobre cómo se puede comportar la industria de las pinturas y recubrimientos. El temor a invertir es evidente, no es el mejor momento y ante ello nuestras fuentes son claras en que sus finanzas se han visto reducidas. Nadie sabe a ciencia
cierta en qué momento la situación pueda cambiar, aunque muchos rezan para que el panorama sea diferente en el segundo semestre de este año, cuando la balanza se pueda equilibrar. En Akzo Nobel no renunciarán a seguir con su fi losofía de trabajar con su distribución dentro del país y también con sus ³cursos para nuestros clientes, talleres con los distribuidores, charlas técnicas. Eso se va a seguir manteniendo´, dijo Gabriel Marmorato. En el tema de inversiones, Marmorato fue claro al explicar que deben ser justificadas y rentables, pues no es momento de tomar grandes riesgos: ³Con respecto a planes de inversión se continuarán haciendo donde se pueda observar una buena justificación, ahí no habrá problema de invertir. Ello será más medido, pero todo dependerá del negocio´. Por su parte Gabriel Rodríguez, de Sinteplast, aseguró sobre novedades para 2009 que ³principalmente habrá lanzamiento de algunas nuevas líneas de productos de innovadora tecnología y novedosos para el mercado, y después vamos trabajar muy ligados al canal, apoyando al canal retail ´. Hay optimismo Tanto para pinturas arquitectónicas como para automotrices, las empresas esperan que durante la recesión sus segmentos continúen como mínimo dando los resultados de 2008. La expectativa de crecimiento para el año en trámite será nula. Daniel Vicente es optimista y espera que el mercado de pinturas para el hogar continúe mirándose como una inversión segura y confía en ello para seguir al frente: ³Hoy creemos que el 2009 va a ser un año difícil («) esperamos que la inversión en construcción siga adelante. al igual que la compra y r eventa de apartamentos y eso significa que la industria de pinturas no caiga tanto como lo puede hacer la economía en general´. El gerente de ventas de Sinteplast asegura que este año el sector caminará al mismo paso que el año anterior: ³El 2009 va a ser, en primera instancia, bastante tranquilo y similar al 2008, el cual tuvo una caída importante en los últimos meses por lo que los resultados descendieron notablemente con respecto al 2007´. Finalizando con el segmento del repintado automotriz, Gabriel Marmorato, espera que el consumidor continúe llevando su carro averiado a los talleres, lo que permitirá un sostenimiento de la producción en esta materia. ³La crisis va a afectar mucho, en Argentina es un momento de elecciones pero no va a ser crítico, el problema que tiene nuestro país es el mismo de otras naciones. Considero que la industria va a estar amenazada, pero no creo que afecte al mercado de repintura, ya que en ese sentido pensamos que la gente va a seguir reparando los autos´.
Disolventes renovables Buscar disolventes con un bajo impacto ambiental y que provengan de recursos renovables es la meta hacia donde se encamina la formulación de pinturas. por Julián A. Restrepo*
Es clara la importancia que tiene el desarrollo de productos ambientalmente más amigables, en especial haciendo énfasis en el empleo, emisión y disposición de los disolventes orgánicos, con base en el conocimiento actual que se tiene acerca del impacto ambiental que estos ocasionan en el medioambiente. Sumado a la problemática ambiental alrededor del uso de los disolventes orgánicos, debe decirse que éstos son sustancias que poseen una toxicidad inherente y además son inflamables y tienen riesgo de explosión, por lo que poseen riesgo de incendio tanto en su fabricación como utilización. Po r ende, cada vez es claro entender el porqué existe una presión más fuerte tendiente a disminuir la utilización de este tipo de compuestos. Aunado a los aspectos ambientales, de toxicidad y demás ri esgos que entraña el empleo de los disolventes orgánicos, están las fuentes o recursos naturales de donde se extraen, ya que sabemos que actualmente l a industria química se basa en la petroquímica, la cual, se fundamenta en el procesamiento del petróleo (un recurso natural no renovable, como se sabe), para la extracción de disolventes, compuestos e intermedios químicos, de los cuales depende casi completamente la química moderna. El hecho de que la química actual dependa tan íntimamente del petróleo y de que dichas reservas ya comienzan a ser escasas, en una sociedad moderna más ávida de medios de transporte, energía y recursos energéticos, de la búsqueda de confort y ³nuevas sensaciones´, hacen que en un marco de ³cambio climático mundial´ sea necesario la búsqueda de recursos naturales renovables, que permitan la obtención de dichos productos químicos. En este caso, hablamos de materias primas renovables para la obtención de disolventes orgánicos. No es de olvidar además, incluir factores políticos en este contexto, en donde el alza de los precios del petróleo, alertan a los países más aventajados tecnológicamente, a buscar alternativas para mantener sus esquemas tecnológicos y organización social. Esto teniendo en cuenta también a las economías emergentes, en especial el caso de China, que es hoy por hoy, el segundo consumidor mundial de petróleo después de EEUU, y el hecho de que muchas de las reservas de petróleo importantes actuales están en países en conflicto, alientan la búsqueda de reservas alternativas. Lo anterior, después de los trágicos hechos del 2001 en el World Trade Center en EEUU1. El desarrollo de productos químicos a partir de recursos renovables y otros esquemas del ³Desarrollo sostenible´, no sólo están enmarcados en la conciencia que ha tomado la sociedad actual por la importancia de la conservación del medio ambiente, sino que además los gobiernos de los denominados ³países ricos´ buscan estrategias tecnológicas para mantenerse en un marco de globalización, que nos deparará grandes sorpresas en las próximas décadas. {mospagebreak} En este trabajo se presentan pues una serie de disolventes que pueden obtenerse a partir de recursos renovables, no se presentan todos los disolventes, pero representa una amplia lista de los ³disolventes renovables´ más importantes reportados en la literatura. Desarrollo de alternativas La ³Química Verde´ permite, entre otros, el desarrollo de ³disolventes alternativos´, es decir, disolventes desarrollados para que sean ambientalmente más amigables. En realidad, el término de ³disolventes alternativos´ es empleado de diferentes
maneras por muchos autores, ya que también se emplea el término de ³disolventes limpios´, ³disolventes verdes´, ³disolventes benignos´, ³nuevos disol ventes´, ³disolventes ambientalmente amigables´, y a los provenientes de materias primas renovables se les denomina, ³disolventes renovables´ ó ³bio-disolventes´. Los ³disolventes a partir de materias primas renovables´ están clasificados entre los ³disolventes neotéricos´ [1]. Disolventes: Aspectos generales Un disolvente se define como: ³Cualquier sustancia que disuelve a otras sustancias tal que la mezcla resultante obtenida es una solución homogénea´. Los disolventes son algunos de los tipos de sustancias químicas presentes en casi completamente todo el ámbito la sociedad y la industria química, es por esto que las aplicaciones de esta clase de sustancias son muy amplias y variadas [2]. En este sentido es i mportante preguntarse: ¿Por qué necesitamos un disolvente?, teniendo presente los problemas ambientales y su toxicidad. Pero, los disolventes permiten: Disolver sustancias Obtener dispersiones homogéneas Un eficaz transporte de masa y energía Modificar la reactividad (velocidad y selectividad), en reacciones químicas La separación de sólidos Los disolventes son empleados tanto en los procesos de producción como medio de reacción para las transformaciones químicas y también en una amplia variedad de fases de procesamiento en muchos sectores industriales. Los disolventes también son empleados desde hace años en procesos de separación y extracción, así como soluciones limpiadoras y en formulaciones de productos para consumo final, como lo son las pinturas y recubrimientos, y en productos intermedios (resinas, polímeros y aditivos). Sin embargo, teniendo presente todas las ventajas que proveen los disolventes orgánicos, estos tienen asociados una serie de riesgos ambientales y para la salud de los seres vivos. ³Disolventes Verdes´ Los disolventes orgánicos constituyen la mayor fuente de COVs en la atmósfera (27% del total). En 1994, cinco d e los diez productos químicos más vertidos eran disolventes: Metanol, tolueno, xileno, metil-etilcetona y diclorometano. El empleo de COVs representa la emisión anual de millones de toneladas de contaminantes orgánicos a la atmósfera. {mospagebreak} Entre algunas de las alternativas que se tienen, es el desarrollo de disolventes que tengan menor tendencia a la evaporación, tal como el caso de los líquidos iónicos, pero en este caso ya no se tiene el riesgo de emisión de vapores al aire, sino que se cree que pueden generar problemas ambientales si estos son vertidos al medio acuoso, debido precisamente a su baja volatibilidad. En este sentido, también se tiene la alternativa de desarrollar ³disolventes reciclables verdes´ y disolventes menos contaminantes. Además, debe decirse que en el desarrollo de ³disolventes renovables´, se debe propender por no producir los disolventes actuales (muy tóxicos y con los ya ampliamente conocidos problemas ambientales), sino buscar desarrollar ³disolventes renovables´ menos tóxicos y que presenten menor riesgo medioambiental.
Materias
primas renovables La mayoría de los disolventes que se s e emplean en la l a actualidad provienen del petróleo. Una alternativa razonable es su sustitución susti tución por otros procedentes de la biomasa. Muchos de estos disolventes presentan pr esentan una baja toxicidad, baja volatilidad, no son corrosivos y tampoco carcinogénicos. Además, muchos de ellos se obtienen a partir de residuos vegetales, lo que les hace económicamente competitivos. Algunos ejemplos son alcoholes como el biometanol y bio-etanol; también se tienen ésteres obtenidos a partir del aceite de soya y el lactato de etilo. Los residuos de la fabricación del biodiesel también pueden ser una materia prima adecuada para la fabricación de nuevos disolventes. En este sentido, se tiene el proyecto ³SolvSafe´ que tiene, entre otras, esta línea de desarrollo.
El programa europeo SolvSafe (Advanced Safer Solvents for Innovative Industrial Eco-processing) es un proyecto integrado por un consorcio de empresas y laboratorios de investigación y desarrollo, cuyo objetivo es establecer metodologías necesarias para desarrollar productos y procesos químicos mediante el uso de disolventes más seguros [3]. Los objetivos fundamentales fundamentales del proyecto son la reducción de la cantidad y diversidad de aquellos disolventes que puedan tener efectos adversos sobre la salud humana y el medio ambiente, la reducción de emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y de CO2 a la atmósfera, y el uso de materias primas renovables como alternativa al petróleo para la producción de disolventes. SolvSafe moviliza a 120 investigadores de industrias y centros de investigación de Alemania, Austria, España, Francia, Italia, Rumania y Suiza. Como resultado de sus investigaciones, el proyecto SolvSafe ha sintetizado y caracterizado 87 disolventes y se han encontrado utilidades interesantes para par a sustituir disolventes tóxicos. A continuación se muestran algunos ejemplos de los tipos de disolventes reportados en la literatura que pueden obtenerse a partir de materias primas renovables (³recursos renovables´). Muchos de ellos provienen de estudios es tudios meramente académicos, pero otros ya se están produciendo a nivel industrial. Alcoholes: Metanol y Etanol; más comúnmente denominados bio-alcoholes y muy empleados como bio-carburantes, siendo mezclados con la gasolina. Otro alcohol que también se puede obtener es el n-Butanol. Ésteres de aceites vegetales: Ésteres de aceite de soya, ésteres de aceite de canola, aunque estos son actualmente más empleados como combustibles. Lactato ésteres: Lactato de etilo, lactato de propilo y lactato de butilo. Glicoles y éteres éter es de glicol: gli col: Monoetilenglicol, Monoetilenglicol, Dietilenglicol, propilenglicol propilenglicol y otros glicoles, como el Propanodiol, Butanodiol y Pentanodiol. Aceites
vegetales Terpenos y terpenoides: Trementina, Aceite A ceite de pino, Terpineol y otros. Derivados del Glicerol: Diéter del glicerol y triéter del glicerol.
Líquidos Iónicos
Otros disolventes: Tetrahidrofurano; Furfural; Furfural; Bio -éteres, como el bio-metil-terbutil éter (Bio-MTBE), bio-dimetiléter (Bio-DME), bio-etil-terbutil-éter (Bio-ETBE); Pirrolidonas, Pirrolidonas, entre otros. Todos estos disolventes se obtienen a partir de recursos renovables, ya sea biomasa vegetal, materia vegetal, vegetal , residuos orgánicos, madera y otros productos ricos en celulosa y hemi hemicelulosa; celulosa; incluso, se reportan estudios para la producción de etanol a partir de estiércol de vaca [4]. La obtención de estos disolventes parte básicamente de procesos fermentativos,
como en el caso de los alcoholes, los cuales se obtienen directamente de la fermentación de la glucosa. Así, debe decirse deci rse que, en realidad, el material que se considera la plataforma para la producción de todos estos productos es la Glucosa: Su fermentación permite la obtención inicial de ácido láctico, ácido succínico, ácido 3-hidroxipropanóico, 3-hidroxipropanóico, ácido itacónico y ácido glutámico. Todos estos ácidos son a su vez la plataforma para la l a producción de multitud de productos, productos, incluidos muchos de los disolventes orgánicos reportados anteriormente [5]. Conclusiones
Hay una amplia variedad de disolventes que pueden obtenerse a partir de recursos renovables: Pero debe tenerse presente que en el desarrollo de ³disolventes renovables´, no sólo debe propenderse porque estos provengan de recursos naturales, sino que los nuevos disolventes sean menos tóxicos, no contribuyan a la contaminación ambiental, tengan menor riesgo de inflamabilidad y de explosión. Es claro que en un marco de ³desarrollo sostenible´, debe reenfocarse el actual empleo de los disolventes orgánicos, ya que debe evitarse en el futuro que estos sean emitidos a la atmósfera durante su uso. De cualquier modo, el empleo de ³disolventes renovables´ tiene la ventaja que estos tienden a ser más biocompatibles y por tanto menos tóxicos. La principal ventaja que se tiene con el empleo de ³disolventes renovables´, es el hecho de que estos provienen de recursos renovables, lo que permite reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera, así como los niveles de contaminación. Pero además, la adopción de estas nuevas tecnologías se convierte en una opción muy atractiva, ya que su obtención permite la reducción de la dependencia del consumo de petróleo y permite reducir las importaciones que un país hace de éste. En cualquier caso, los nuevos disolventes deberán ser completamente atóxicos. Quizás se apueste en el futuro por el empleo de ³bio-disolventes´ que presenten un menor riesgo de contaminación y que sean biocompatibles, pero es una apuesta ambiciosa, teniendo presente que son pocos los procesos industriales destinados a la producción de ³disolventes renovables´ a gran escala, ya que l a producción actual está más orientada ori entada a la obtención de bio-combustibles. Medición
del color y apariencia visual
por: Lic. Roberto Daniel Lozano*
Lo que vemos como color de un objeto o una superficie es la característica característi ca del material que lo compone. Conozca los principales conceptos a tener en cuenta a la hora de hacer una buena medición medi ción del color. Es difícil intentar explicar que es el color y la apariencia visual, como se mide hoy y que nos espera en el futuro, en un artículo de una revista. Hay quienes se preguntarán ¿Cómo se mide el color? ¿A que llaman ³apariencia visual´?. Cuando uno ve en televisión televi sión el comercial, en TV, de la firma argentina Tersuave que menciona los colores con nombre de fantasía como celeste cielo, verde mar o negro Lavié, identifica colores que todos en la Argentina conocen de nombre, pero nadie puede verdaderamente identificar.Del mismo modo que cuando el hombre de campo nos habla de la distancia al mercado y nos dice: aicito nomás, nomás, y no nos basta. Queremos que nos indiquen indiquen si 5, 10 ó 20 ³cuadras´, ³cuadras´, o si se tra ta de Kilómetros. Necesitamos saber cuánto, no sólo si es mucho o poco. Aunque la mayoría de la gente no lo sabe, el color como una parte de todos los fenómenos de la apariencia visual, se puede medir, aunque no en el sentido clásico de las mediciones, como puede ser la distancia o las monedas. El problema
fundamental que presentan estos fenómenos es que el instrumento de medición es el ser humano a través de sus sentidos y su mecanismo mecani smo de interpretación cerebral de la realidad. Para poder cuantificar esas magnitudes se estudia como el ser humano evalúa tales magnitudes y para ello intervienen fisiólogos, fi siólogos, psicólogos, psicólogos, biólogos, físicos, matemáticos y filósofos que intentan, a veces con éxito y otras no, entender los mecanismos sensoriales que producen la cuantificación de las sensaciones visuales. El problema es complejo y se estudia desde el comienzo de la civilización, aunque recién en el renacimiento con la aparición de un genio como Isaac Newton se comenzó a darle un contenido científico al problema. Muchos son los nombres de quienes desde su visión (valga la l a redundancia) estudiaron y aportaron ideas sobre como vemos la realidad. reali dad. Thomas Young, Wolfang Göethe, Ewald Hering, Ludwig von Helmholtz, James C. Maxwell, William D. Wright, Ives LeGrand, David L. Mac Adam, A dam, Dorothy Nickerson, Deane B.Judd, Richard Hunter, entre muchos que jalonan la historia de la colorimetría y de la medición de la apariencia visual. No trataremos aquí de ilustrar como se mide el color y la apariencia visual, solamente hablaremos de cómo están hoy los estudios relativos a su medición y que nos presagia el futuro. El color En el principio fue la luz, esa radiación electromagnética que es capaz c apaz de excitar la retina del ojo humano. Sólo una parte muy pequeña de todo el espectro electromagnético que va desde las ondas de radio a la radiación cósmica, es capaz de ser detectada por el ojo humano que llamamos espectro visible y que va aproximadamente de los 380 nm (1 nm = 10-9m), en el extremo violeta, a los 770 nm en el extremo rojo. A ambos lados esta el ultravioleta (UV) y el infrarrojo (IR), respectivamente. En el ojo humano hay tres tipos de detectores (los conos), que transforman esos estímulos electromagnéticos en sensaciones visuales visual es de color: Una azul, una verde y otra roja. Las señales iniciales i niciales son procesadas por el sistema visual vi sual y conducidas por el nervio óptico al quiasmas óptico donde se derivan la parte derecha e izquierda del campo visual y conducidas al cuerpo geniculado externo donde se transforman en señales antagónicas rojo-verde, amarillo-azul y claro cl aro oscuro. De allí viajan a la corteza visual, vi sual, donde se transforman nuevamente en conocimiento y reconocimiento, fenómenos en los cuales intervienen l a memoria y la conciencia. Es un fenómeno complicado y complejo, del cual solo se conocen algunas instancias. Existen aún muchos interrogantes por resolver. La psicofísica estudia los métodos para evaluar la respuesta psicológica a los estímulos físicos. La radiación electromagnética visible, l a luz, es un estímulo físico que produce sensaciones visuales y ha sido estudiada con diversos métodos psicofísicos uno de los cuales es pedirle a un observador que iguale un determinado color con la suma de tres primarios en cantidades adecuadas y ello ha permitido determinar el promedio para un numero reducido de observadores de las cantidades necesarias de los l os estímulos para igualar todos los colores del espectro electromagnético. De tal modo hoy, midiendo el espectro electromagnético el ectromagnético visible, es posible predecir como sería visto por los humanos. Esto es lo que hacen los colorímetros triestímulos y espectrométricos. Triestímulos son aquellos que usan tres o cuatro filtros simulando hacerlo como ven nuestros ojos. Espectrométricos son los que cuantifican la radiación espectral y, por medios electrónicos y matemáticos, se calculan las cantidades de los colores primarios necesarios para igualar el color del espectro analizado.
Ambos instrumentos proveen tres valores básicos que constituyen l a identificación numérica del color. Para cuantificar los colores la CIE (Comisión Internacional de la Iluminación) por sus siglas en francés, ha creado dos sistemas para medi r y representar el color; el XYZ de 1931 y el L*a*b* de 1976, mas conocido como CIELAB. La figura 1 muestra el espacio de colores CIELAB Puede verse en la figura que el sistema CIELAB se basa en un sistema de opuestos, donde el eje a*, corresponde al rojo, y su opuesto, el ±a*, al verde, el b* al amarilllo y el ±b* al azul, siendo el 0 un color neutro, un gris entre el blanco y el negro. Los instrumentos modernos permiten medir el color en L*, a*, b* o L*, C* y h don de C* es el radio vector desde el centro de coordenadas al punto que representa el color y h es el ángulo que forma el radio vector con el eje de absisas (a*) (Figura 2) Requerimientos del instrumental Los instrumentos actuales que miden el color se basan en dos geometrías fundamentales: empleando una geometría 45/0, o su inversa 0/45, y empleando una esfera integradora (d/8° ó d/0°). Lo que se trata de medir es el color, por lo que el pulido de la superficie, si es brillante o no, no interesa. Ya analizaremos mas adelante otras formas de apariencia, pero es importante remarcar que lo que vemos como color de un objeto o una superficie es la característica del material, sin importar demasiado como está terminada su superficie. Al menos en lo que al color se refiere. Cuando uno intenta describir los requerimientos que debería tener un instrumento para medir adecuadamente el color podrían mencionarse los puntos siguientes: geometría, iluminación, diseño óptico, tamaño de la muestra, programa de cálculo, comportamiento y errores y costo. Cada uno de estos aspectos requeriría un análisis particular. Por ejemplo, si se usa una u otra geometría, ver cuáles son las ventajas en cada caso y para qué tipo de muestras es la geometría mas conveniente. No es lo mismo medir plásticos que pinturas automotrices, pinturas al agua que telas de seda. Cada caso requiere un estudio particular. El ejemplo de los alimentos es muy demostrativo. Las carnes, la miel, la harina, el pan, los frutos, las jaleas, las arvejas, las aceitunas, los tomates o los jugos, tienen características únicas que requieren mediciones especializadas y no cualquier instrumento puede medirlas apropiadamente. La clave siempre está en la formación y el cuidado de quienes tienen la responsabilidad de realizar estas tareas, pero aún así, muchas veces requiere el consejo del especialista o algún desarrollo y/o investigación del problema específico. No existen personas que sepan todo de todo, sino algunas que saben un poco de algo. Puede ser que quienes tengan la responsabilidad de autorizar la compra de uno de estos instrumentos no deseen gastar en desarrollos o investigaciones y se atengan a los consejos de simpáticos vendedores que les harán creer que sus productos sirven para todo. Cuando esto no sea así, el resultado va a ser una inversión que puede no ser la adecuada para la tarea que necesita realizar. Cuando la elección es la correcta para la finalidad perseguida y se cuenta con un instrumento apropiado para realizar la tarea prevista, hay que recordar una máxima de Max Saltzman quien fuera co-autor con Fred Billmeyer, de uno de los mejores libros sobre color (Principles of color technology, Wiley, NY, EE.UU., 2000, 2ª Ed.), ³Si uno da a un idiota un buen instrumento, obtendrá resultados idiotas´, por el contrario, un pobre instrumento en manos de alguien inteligente, obtendrá resultados limitados por el mismo, pero inteligentes.
Una de las características de los instrumentos nuevos en el mercado es su tendencia a miniaturizarse. Lamentablemente, esto puede ser tecnológicamente muy impactante, pero el tamaño de las muestras puede implicar que es necesario que las mediciones de las mismas correspondan a áreas suficientemente grandes como para representar un campo visual relacionado con los que controla. Si se tiene una abertura de 1 cm es difícil que la medida sea representativa del color de la superficie de la pintura de un auto o de una tela, como mínimo debería ser de 25 mm. Contrariamente sería muy grande si uno quiere medir el color de prótesis dentales, donde el tamaño no debiera exceder el par de milímetros. La medición Los ³arreglos´ de detectores comenzaron con cerca de 20 en una línea, de 16 a 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 3070 y hoy los hay de 4096. ¿Cuántos llegarán en el futuro?, es algo impredecible, pero para un espectro que va desde los 300 nm (el UV-C va desde 100 a 280 nm, el UV-B de 280 a 315 y el UV-A de 315 a 380 nm) a los 800 nm, implican 500 nm, con un arreglo de 512 elementos permitiría separar el espectro cada nm, si se tienen mas de 4000 es casi posible separar ese espectro casi cada Amstrong o décima de nm. ¿Sirve, es necesario? No es necesario, tampoco sirve, pues si bien las funciones que caracterizan al Observador Patrón de Colorimetría está definido cada nm, el ojo humano no es capaz, en casi todo el espectro, de diferenciar una radiación monocromática de otra que difiera un nanómetro en la longitud de onda. Mayor resolución nada significa visualmente. Por otra parte es más fácil y rápido procesar un número menor de señales, pues como veremos en otra parte el procesamiento de la información de la imagen visual que realiza el cerebro humano es muy complejo. Por ello, un espectrómetro que posea un arreglo que tenga entre 128 y 512 detectores es, quizás, lo más adecuado para medir color. El pro blema con la miniaturización es que, normalmente, estos espectrómetros tienen la entrada por intermedio de fibras ópticas, introduciendo una técnica nueva que requiere cuidados diferentes a los aplicados en la óptica convencional. Finalmente, cabe señalar que con la aparición de los diodos emisores de luz (LED), algunos instrumentos los emplean como fuentes de luz monocromática de banda mas o menos angosta y, de esa manera, miden a lo largo del espectro visible, con siete, nueve o mas luces monocromáticas e interpolando los resultados. Si bien las nuevas fuentes son mucho más durables y estables que la tradicional lámpara incandescente, el hecho de interpolar todo el espectro visible tomando como referencia un patrón blanco, deja la duda de su exactitud, particularmente cuando el color tiene bandas muy definidas como en los casos de los amarillos, naranjas y rojos o cuando se trata de un color muy selectivo. En estos casos el error podría ser significativo y es necesario verificar adecuadamente su comportamiento y calibración. Por otra parte, esta rutina no debería solo recomendarse en este caso, sino que debiera extenderse a todos los instrumentos, sin excepción, para asegurar su correcto uso y las prestaciones que deben proveer. Seguiremos hablando de estos temas y relacionados, en particular los referentes a otros temas relacionados con la apariencia visual como lo es la cesía y la espacialidad, el brillo, el mateado, la translucencia, la claridad, la ³piel de naranja´, la definición de imagen, la micro apariencia con sus destellos y granulosidad, el goniocromatismo con el metalizado, el perlado y la iridiscencia y finalmente de la textura. * Licenciado en matemáticas aplicadas. Tecnología del Color S.A.
[email protected]
Concentración
pigmento
crítica de
Conozca cómo puede prevenirse la aparición de grietas en el proceso de formación de una película. Carlos A. Giudice y Andrea M. Pereyra* {mosimage}En primera instancia resulta oportuno analizar qué sucede cuando una cantidad ilimitada de ligante es sistemáticamente adicionada a una cantidad limitada de pigmento seco en polvo: en el sistema inicial el aire ocupa los intersticios entre las partículas del pigmento y en la condición final sólo el ligante está presente. Estos dos puntos extremos representan el rango de la escala del PVC (concentración de pigmento en volumen): 100 % para el pigmento solo y el 0 % para el ligante exclusivamente. Entre estas dos situaciones extremas (todo pigmento y todo ligante) es obvio que se observa una primera etapa en la cual el ligante progresivamente desplaza aire de los intersticios entre las partículas, existiendo pigmento, ligante y aire. Finalmente, se alcanza un punto en que el aire es absolutamente desalojado y el ligante completa totalmente los espacios vacíos entre las partículas densamente dispuestas. Este único punto es llamado concentración crítica de pigmento en volumen (CPVC). Una posterior incorporación de ligante conduce a una segunda etapa en la que las partículas del pigmento se encuentran separadas entre sí (desaparece el empaquetamiento denso inicial y por lo tanto el consecuente contacto entre partículas), con una distancia creciente a medida que se incorpora más ligante. Finalmente, y en el estado final, está presente fundamentalmente sólo el ligante. Valores de PVC inferiores al CPVC aseguran que el ligante ocupa todos los intersticios pero valores superiores al citado generan espacios vacíos que son ocupados por el aire (el ligante resulta insuficiente). Ciertamente, el valor en el que estos cambios dramáticos tienen lugar recibe la denominación de crítico ya que las propiedades del sistema, particularmente al estado de película seca, se modifican abruptamente. En el caso de las pinturas en emulsión, el mecanismo por el cual una película húmeda evoluciona al estado seco es totalmente diferente al que presentan las pinturas base solvente. Esto último hace necesario introducir un concepto modificado de CPVC para látices, Figuras 1 y 2. La dispersión de pigmento en emulsiones y la forma en que la etapa de secado ocurre son únicas y diferentes a las del tipo solvente. Las emulsiones no son soluciones de un ligante en un solvente sino suspensiones concentradas de partículas discretas y esféricas, relativamente pegajosas de un material resinoso en agua. El secado de un látex (eliminación de agua) conduce a que las partículas resinosas se adhieran fuertemente entre sí debido a la creciente tensión superficial por la disminución de las distancias entre partículas del copolímero. La pérdida de agua puede suceder ya sea por su evaporación a la atmósfera y / o por la absorción de un sustrato poroso. La contracción de la película involucrada en esta etapa genera la coalescencia (fusión en frío de las partículas resinosas) alrededor de las partículas del pigmento /
carga, lo cual conduce a una disposición m ás o menos densamente empaquetada. La compactación del pigmento para alcanzar un alto valor de CPVC es lograda principalmente por deformación plástica de las partículas del copolímero, generalmente asistida por un agente coalescente. El valor del CPVC de un látex debe ser ajustado a un nivel porcentual tan elevado como resulte posible, pues ello implica un significativo poder ligante de la dispersión polimérica y en consecuencia una importante reducción de los costos. En el caso de las pinturas base sol vente, el vehículo (solución líquida) rodea las partículas del pigmento dispersado en la pintura; durante el secado el sistema se hace más viscoso y el ligante fluye alrededor de las partículas durante casi toda esta etapa; se observa una significativa contracción volumétrica de la película. CPVC
de látices: influencia de variables
T emper atur a
d e t ra n sición v ít re a T g
La capacidad de las emulsiones para formar película depende de las propiedades termoplásticas del copolímero. La coalescencia tiene lugar solamente a temperaturas superiores a la de transición vítrea Tg. A temperaturas inferiores al valor de la Tg, el polímero se encuentra en estado vítreo, por lo cual la coalescencia no es posible. Por esta razón, los polímeros duros y los blandos tienen, respectivamente, altas y bajas temperaturas Tg. {mospagebreak} La copolimerización de monómeros duros y blandos permite seleccionar el valor de la Tg deseado. Sin embargo, bajos valores si bien permiten l a coalescencia sin ningún medio auxiliar, generan películas de reducida resistencia mecánica (abrasión húmeda, lavabilidad, etc.); esto último mejora con el incremento del contenido de la emulsión en la formulación pero aumentando paralelamente los costos. Los valores de Tg de la emulsión generalmente se indican para dispersiones poliméricas no pigmentadas; la incorporación de pigmentos y cargas, dependiendo de cada formulación, aumenta la temperatura de transición vítrea. La influencia de la Tg sobre el CPVC para látices es la siguiente: los polímeros duros tienen valores críticos de nivel de pigmento inferiores a los polímeros blandos, ya que estos últimos tienen mayor deformación plástica y por lo tanto son más hábiles para formar una película más densamente compactada. T amaño
med io d e las par t í culas
Las pequeñas partículas de látex se desplazan más fácilmente que las de mayor diámetro y además alcanzan, en el estado de coalescencia, un mayor contacto entre ellas conducente a conformar un medio continuo más densamente empaquetado (la fase dispersa corresponde a las partículas de pigmento y carga). En resumen, las partículas poliméricas de menor diámetro exhiben una mayor capacidad para penetrar en los intersticios de las partículas del sistema pigmento / carga, conduciendo a formulaciones con CPVC más elevados. Esta última propiedad se manifiesta además cuando el látex se aplica tanto sobre películas de pintura envejecidas que presentan un ligero tizado como sobre sustratos porosos; como consecuencia, los látices basados en dispersiones poliméricas de pequeño tamaño promueven una mejor adhesión y además generan películas más brillantes. Sin embargo, debe mencionarse que en situaciones críticas (superficies con abundante tizado) es común mezclar el látex para exteriores con 10 / 30 % de un vehículo alquídico para asegurar una buena penetración y por lo tanto una satisfactoria adhesión al sustrato.
La naturaleza química y particularmente el tamaño medio de las partículas poliméricas, para composiciones similares de los restantes componentes, pueden influir sobre el valor de la CPVC hasta aproximadamente 15 puntos porcentuales. E fi ciencia y por osi da d d e li gantes
La CPVC para pinturas al látex es siempre menor que la de las pinturas equivalentes de base solvente. Esto significa que se requiere un mayor volumen de polímeros de látex (Vlátex) que el correspondiente de la resina soluble un solvente (Vsol) para llenar los intersticios de una cantidad dada de pigmento / carga dispuesta en un empaquetamiento denso. La eficiencia del ligante habitualmente se define con la relación Vsol / Vlátex y es siempre menor que la unidad (la eficiencia 1 corresponde al aceite de lino). Por su parte, el índice de porosidad representa la fracción de ligante faltante en los intersticios de las partículas de pigmento / carga; la fracción de ligante en el espacio vacío para un valor de PVC dado (superior al crítico) es menor para un látex que para una resina soluble ya que la película de látex es más porosa. La temperatura de transición vítrea del copolímero, el tamaño medio de las partículas poliméricas y el tipo y cantidad de agente coalescente influyen combinadamente sobre la eficiencia y porosidad de los ligantes. Agentes coalescentes
Las dispersiones poliméricas con Tg elevados necesitan para l a formación homogénea de la película una plastificación externa; un agente coalescente adecuado es esencialmente un plastificante transitorio que facilita el flujo plástico y la deformación elástica de las partículas de látex. Los plastificantes no volátiles proveen un efecto permanente, pero al igual que los polímeros blandos, disminuyen las propiedades mecánicas de la película. En resumen, un agente coalescente mejora la formación de la película en un amplio rango de temperaturas y evita la presencia en la película final de partículas poliméricas blandas. La eficacia de los agentes coalescentes puede ser muy variada; en general depende fundamentalmente de la capacidad para disolver superficialmente las partículas del polímero, la rápida evaporación luego de finalizada la coalescencia y la nula o despreciable influencia sobre la estabilidad de la emul sión. El tipo y la cantidad óptima deben determinarse en ensayos de laboratorio. Dispersiones poliméricas con Tg crecientes requieren mayores niveles porcentuales de agente coalescente para alcanzar una CPVC máxima. {mospagebreak} Sin embargo, un exceso de agente coalescente conduce a inferiores valores de CPVC, debido presumiblemente a una prematura coalescencia por excesivo ablandamiento de las partículas del polímero que promueve la formación de agregados y consecuentemente una estructura porosa.
Inf luencia d e los pi gmentos
El tipo de pigmento y en muchos casos aquellos de la misma naturaleza química que fueron elaborados con tratamientos de superficie diferentes presentan una fuerte influencia sobre la CPVC. La relación pigmento / carga no debe ser inferior a 30 / 70; para exteriores, las proporciones elevadas de cargas (reducido índice de refracción) producen una decoloración fotoquímica del ligante y luego, en muchos casos, también un excesivo tizado. En general, y considerando los espesores de película seca por capa de látex que usualmente se aplican, los pigmentos con mayor índice de absorción de aceite (menor diámetro medio de partícula) conducen a valores inferiores de CPVC para un tipo y contenido de cargas.
La influencia del tipo de pigmento, el tratamiento superficial y el tamaño medio de las partículas del mismo, para un tipo de carga determinado, pueden influir hasta en 10 puntos sobre el valor crítico de la PVC. Inf luencia d e las cargas
La formulación de pinturas tipo emulsión incluye generalmente mezclas de cargas, las cuales deben ser optimizadas desde un punto de vista técnico y económico. Las cargas de tipo nodular (carbonato de calcio natural y precipitado, dolomita, etc.) tienen una fuerte influencia sobre la posición de la CPVC; la disminución del tamaño de partícula (incremento del área específica y en consecuencia del índice de absorción de aceite) conduce a un descenso de la CPVC. Este puede variar hasta 15 % o más según el tipo y la naturaleza química de la carga. Las cargas de partículas extremadamente finas conducen a valores críticos de PVC muy reducidos; en la práctica no se emplean solas ni en gran cantidad debido a su tendencia a la formación de grietas y porosidad demasiado elevada. Resultados completamente diferentes se observan con una carga laminar (óxido de hierro micáceo, talco, mica, caolín, etc.); ésta aumenta el valor de la CPVC debido tal vez a que distribuye los pigmentos en forma eficiente y proporciona una compactación muy densa. Además, resulta probable la presencia de l áminas superpuestas en la superficie de la película. En este caso, un elevado valor de absorción de aceite conduce a reducidos valores de la CPVC. Las cargas, debido a que ocupan el primer lugar desde el punto de vista cuantitativo en una pintura tipo emulsión, resultan de vital importancia para llevar la CPVC a un valor elevado y consecuentemente para formular el producto con una PVC a una distancia suficiente con respecto a la CPVC. Posición de la CPVC Las pinturas para fachadas usuales en el comercio se formulan con valores de PVC muy variados; muchos de ellos superan el valor crítico y en consecuencia aumenta sensiblemente el riesgo de formación de grietas. Resulta entonces de fuerte interés la evaluación en laboratorio del citado valor crítico. La posición de la CPVC se puede determinar a través de diferentes propiedades de la película seca tales como densidad, adhesión, porosidad, ampollamiento, resistencia a la abrasión húmeda, brillo, poder cubriente, etc. En general los registros de la propiedad estudiada se grafican en función de los valores de la PVC. La determinación experimental de la CPVC en algunos casos, se lleva a cabo ajustando las curvas a un polinomio de la forma y = A+Bx+Cx2+Dx3 mediante un método de regresión y calculando la raíz de la derivada de segundo orden (punto de inflexión). En otros casos, se trazan tangentes a las curvas, en las adyacencias de la CPVC, resultando la intersección de las mismas el valor crítico estimado según la propiedad considerada. Grietas
en la película Las grietas consideradas en este artículo corresponden a aquéllas que se forman durante la etapa del secado de la película (³mud cracking´ o ³cracking´) y por lo tanto no están involucradas las grietas que pueden aparecer después de la exposición a la intemperie y del envejecimiento de las películas. El secado de un látex (eliminación de agua) conduce a un acercamiento de las partículas del pigmento por concentración de los componentes del sistema; estos espacios actúan como capilares de radio r. Esto último genera el exceso de presión
P, proveniente de la tensión superficial (P=2 g/r). En el CPVC, el exceso de presión remanente es máximo y responsable de la formación de grietas en la película. Para evaluar la formación de grietas, la pintura al látex desaireada (libre de burbujas) se aplica sobre una chapa de acero con un dispositivo adecuado que permite obtener espesores crecientes de película. Luego del secado en condiciones de laboratorio (20 s 5 ºC y 60 s 10 % de humedad relativa) durante 48 horas, con la ayuda de una lupa se determina el frente o línea límite en que aparecen las grietas; un medidor de espesor de película seca permite definir el valor correspondiente en dicha zona. Los límites admisibles están basados en criterios prácticos; así por ejemplo en pinturas al látex para interiores un valor satisfactorio es 400 Qm mientras que para exteriores resulta 800 Qm; grietas producidas en espesores mayores a los citados se consideran aceptables, Figuras 3 y 4. {mospagebreak} Formulación: eliminación de grietas La formación de grietas en las películas de pinturas basadas en dispersiones poliméricas se debe a que durante el secado de las mismas (coalescencia) se generan tensiones en forma espontánea de diferente magnitud. Esta última depende de las variables de formulación, de las materias primas utilizadas y de la forma de elaboración de las pinturas (eficiencia de la dispersión). Para la visualización experimental de las tensiones de la película, las pinturas se deben aplicar sobre sustratos delgados de cloruro de polivinilo en espesores diferentes, crecientes en función de la tensión estimada. Luego de finalizada la aplicación, los paneles se deben recortar para eliminar las zonas no recubiertas o bien con espesores variables. Estos paneles se disponen en forma horizontal sobre una superficie lisa, en un ambiente con humedad y temperatura controlada. Luego de un cierto tiempo (durante la fase de coalescencia), los paneles comienzan generalmente a curvarse en el sentido de su eje transversal y luego se disponen sobre uno de sus bordes longitudinales. El espesor de película y su velocidad de formación son variables de significación para el tiempo en que se desarrolla la deformación del panel mientras que el radio de curvatura depende fundamentalmente de la tensión residual de la película seca. Este método para la determinación de la tensión de la película es adecuado también para la evaluación de la CPVC: la tensión (curvatura de la pelí cula) presenta un máximo en el valor crítico de la PVC, observándose un descenso gradual tanto para valores crecientes como para decrecientes de este último. En consecuencia, la tensión de película elevada puede conducir a grietas, inclusive para bajos espesores, en pinturas formuladas con valores de PVC ligeramente inferiores y superiores al crítico, además de aquéllos ubicados en la zona del ci tado valor. La eliminación de las grietas o mejor dicho que éstas se formen en espesores de película muy elevados (productos de alta calidad), se logra con pinturas de CPVC muy altos con el fin de formular látices con valores de PVC ubicados prudencialmente distantes del punto crítico pero igualmente elevados (pinturas económicas). Los productos con CPVC significativos se obtienen considerando las variables antes citadas: temperatura de transición vítrea de la emulsión, tamaño medio de las
partículas del polímero, eficiencia y porosidad de los ligantes, tipo y canti dad de agentes coalescentes y características de los pigmentos y cargas (área específica, naturaleza de la superficie, tamaño y forma de las partículas asociadas luego de la dispersión, etc.). La formulación óptima de pinturas en emulsión permite alcanzar si multáneamente una elevada eficiencia y economía. Las pinturas de alta calidad para interiores exhiben bajo brillo (mate), alto poder cubriente en seco y húmedo, facilidad de pintado, perfecta nivelación sin escurrimiento, muy buena resistencia a la abrasión húmeda y nula tendencia a la formación de grietas, entre otras propiedades importantes. Las experiencias indican, que por una adecuada selección de materias primas en cuanto al tipo y nivel porcentual en la composición, se puede aumentar la CPVC a valores altos (por ejemplo 60 %) y por lo tanto también la PVC (20 % por encima del valor crítico) Así se logra disminuir costos sin afectar la calidad: la formación de grietas tiene lugar generalmente a espesores de película seca sensiblemente superiores a los 400 Qm. Por su parte, las pinturas tipo emulsión económicas para interiores tienen una gran presencia comercial, se formulan con baja pigmentación (7 / 8 % en peso) pero con elevadas PVC lo cual obliga a ajustar la CPVC a un valor lo más alto posible. Formulaciones frecuentes presentan una CPVC cercana al 60 % y una PVC de aproximadamente 85 % (la separación es entonces de aproximadamente 25 %). La formación de grietas de estas pinturas extremadamente económicas se observa a valores aceptables (superiores a 400 Qm), con buena resistencia a la abrasión húmeda e incluso aceptable poder cubriente. {mospagebreak} En lo referente a pinturas para fachadas, éstas se distinguen por su excelente comportamiento a la intemperie, por su elevada resistencia a la abrasión húmeda y por no formar grietas en espesores de película inferiores a los 800 Qm. En general, el contenido de sólidos es superior a los empleados en interiores (aproximadamente 60 %). La CPVC puede alcanzar un valor cercano al 65 % y por lo tanto la PV C puede oscilar en 55 %, es decir una diferencia de aproximadamente 10 % con lo cual la tensión de película es reducida y la posibilidad de formación de grietas es mínima a espesores elevados. Estos valores de PVC inferiores a los citados para látices para interiores, conducen a un más alto nivel porcentual de ligante en la formulación con el fin de conferirle mayor resistencia a la película pero a un costo más elevado. Agradecimientos El autor agradece al CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Cientí ficas y Técnicas) y a la UTN-FRLP (Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional La Plata). Bibliografía - Bióxido de titanio Kronos en pinturas en emulsión. H. Dörr, F. Holzinger. Ed. Kronos International Inc., Leverkusen, Alemania, 1991.- The importance of low dynamic surface tension in waterborne coatings. J. Schawartz. J. of Coatings Technology, 64 (812), 65-74, 1992. - Paint flow and pigment dispersion. T.C. Patton. Ed. J. Wiley & Sons, 1979. - Defectos superficiales en películas de pinturas. C. Vignolo, F. Varela López, A. Calvo. Pinturas y Acabados Industriales, 52-58, 1998. - Surface dynamics of defect formation in paint films. G.P. Bierwagen. Progress in Organic Coatings, 3, 101-106, 1975.
- Estudio comparativo de ligantes clásicos en dispersión a base de copolímeros acrílicos y acrílicos estirénicos para pinturas de fachadas. M. Schawartz, H. Kossman, E. Schweigger. Anales 6º Congresso Internacional de Tintas, San Pablo, Brasil, Vol. 1, 75-72, 1999. - Microbial susceptibility and resistance to biocides. A.D. Russell, J.R. Furr, J.Y. Maillard. American Society for Microbiology News, 63, 481 -487, 1997. - Film formation in waterborne coatings. A.G. Gilianski, C.R. Hegedus. Ed. American Chemical Society Symposium Series, (648), 286-300, 1996. - Designed permeability of micaceous iron oxide coatings. C.M. Hendry. J. of Coatings Technology, 62 (786), 33-38, 1990. - Micaceous iron oxide in corrosion-inhibiting coatings and sealers. C.A. Giúdice, J.C. Benítez. 6º Congresso Internacional de Tintas, San Pablo, Brasil, Vol. 2, 493502, 1999. - Critical pigment volume relationships. W. Asbeck, M. van Loo. Industrial Eng. Chemistry, 41 (7), 1470 -1477, 1949. - Paint Testing Manual. G.M. Grosman. Ed. G. G. Sward, ASTM STP 500, 1972. - Film formation from waterborne polymer dispersion. S. Zohrevand. 5th Proc. Eur. Conf.
Aspectos
ambientales en las pinturas (I) Conozca el impacto que tienen diferentes sustancias en el medio ambiente y las posibles alternativas a esta problemática. Por Juan J. Caprari* {mosimage}Los problemas de contaminación tienen origen en los conceptos de formulación manejados actualmente, que tienden a lograr un buen comportamiento en servicio y una buena ecuación económica para el proveedor del producto. De ello se infiere la gran importancia que tiene una adecuada selección de las materias primas a fin de reducir la emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) responsables, en parte, del deterioro observado en las distintas capas de la atmósfera. Definiciones ¿Qué se define como Compuesto Orgánico Volátil y cuáles son sus principales fuentes de emisión?. Después de la aplicación, una pintura se transforma en una película sólida que recubre la superficie a proteger y que está compuesta por resinas, plastificantes, pigmentos, extendedores inertes, cargas, aditivos y secantes. Algunos de estos componentes quedan retenidos durante toda la vida útil del recubrimiento mientras que otros se van eliminando gradualmente. Durante el proceso de formación de la película se produce la emisión de gran cantidad de componentes orgánicos volátiles tales como tolueno, benceno, xileno, cloruro de metileno, tricloroetano, etc. Según las normas ASTM se considera compuesto orgánico volátil (VOC) a todo aquel disolvente hidrocarbonado emitido que es susceptible de participar en reacciones fotoquímicas atmosféricas, produciendo lo que se conoce con el nombre de ³smog´ fotoquímico. Los niveles de VOC se expresan en gramos de disolventes por litro de pintura, y es posible calcularlos mediante la expresión:
{mosimage} donde: A = Densidad de la pintura (g.1-1). B = Contenido de volátiles en peso (incluida el agua) en la pintura (g). C = Contenido de agua en peso en la pintura (g). D = Contenido de disolventes excluidos en la pintura (g). Dw = Densidad del agua (g.1-1). 193 Dex, = Densidad de los disolventes excluidos (g.1-1). Se entiende por disolventes excluido s (D) los que participan de la fórmula pero son ecológicamente inactivos, razón por la cual es necesario descontarlos junto con el contenido de agua de la formulación. Cuando se expresa que el contenido de VOCs en una laca convencional es de 720g.1-1 equivale a decir que cuando un litro de laca se aplica sobre una superficie, 720g de VOCs se evaporan y contribuyen a la polución atmosférica. Esta sola mención podría parecer en principio de escasa relevancia; sin embargo, en 1991 Munn estimaba que en el área de Los Angeles, California, se emitían 360 toneladas por día de disolventes hidrocarbonados debido solamente a la actividad de la industria de la pintura y a su utilización con fines decorativos o protectores. Es tal la importancia asignada a este factor que en los países desarrollados se han tomado medidas cuya rigurosidad aumenta permanentemente. Después de muchos años de estudio, en función de los resultados obtenidos en numerosas determinaciones y de la composición de los disolventes utilizados y comercializados en el área, las comisiones de regulación de New York y New Jersey han determinado los límites VOCs para los diferentes revestimientos empleados en el pintado y mantenimiento arquitectónico de ambas ciudades (Tabla 7.1). Las diferencias que se aprecian en las distintas regulaciones se deben a los diversos criterios adoptados por los responsables de la especificación aunque la tendencia es que dichos valores sean más restrictivos y se tomen en ³boca de lata´. Esta posición es razonable dado que el límite VOC establece los valores máximos permitidos en el producto pero no toma en cuenta las posteriores operaciones de ajuste de viscosidad que difieren según el método de aplicación empleado. Fundamentalmente se trata de mantener dichos valores en los mínimos permitidos incluyendo la dilución. Así los VOCs mencionados en la Tabla 7.1, con variaciones entre 450 -680 para New York y 350-600 para New Jersey, se reducen en las especificaciones militares (MIL) a valores límite entre 144 y 420g.1-1 (Tabla 7.2). En la Tabla 7.3 se indican nuevos materiales definidos como peligrosos (año 1990). Contaminación
sobre el ecosistema En un simposio realizado en marzo de 1994 entre expertos de marketing de diferentes compañías de la Comunidad Económica Europea, Sykes propuso a la Comisión Europea de Protección del Medio Ambiente una disminución de los VOCs para pinturas al agua de uso arquitectónico, partiendo de los valores de 1992 con un punto de referencia en 1996 y el final en el año 2000 (Tabla 7.4). Los límites están basados en la comprobación de los efectos ecológicos producidos por la emisión de contaminantes que, además de lo expresado en la definición ASTM mencionada, alteran otros mecanismos naturales al verificarse una disminución de espesor y de extensión de la capa de ozono, un aumento del efecto invernadero, la producción de lluvias ácidas y el deterioro de las fuentes de agua (subterránea, de lagos, ríos y arroyos), lo que afecta la flora y la fauna.
Producción de ³smog´ fotoquímico El ³smog´ fotoquímico es el principal fenómeno donde los disolventes hidrocarbonados empleados tienen gran influencia. Se desarrolla en la baja atmósfera y su composición depende fundamentalmente de la emisión de óxidos de nitrógeno generados por la actividad humana. Un estudio realizado en el año 1995 sobre las fuentes de producción de nitrógeno en la ciudad de París (Figura 7.1), permitió determinar que el 73,5% correspondía a emisiones de automóviles, autobuses, camiones livianos, etc., el 6,1% a las estaciones generadoras de energía eléctrica, el 12,2% a la actividad residencial y servicios auxiliares menores o de tercer orden (tintorerías, panaderías, lavaderos) y el 8,2% a la actividad industrial, donde se encuentra incluida la industria de la pintura en todos sus aspectos. En presencia de luz ultravioleta e hidrocarburos, el óxido de nitrógeno reacciona según se indica en la Figura 7.2. Todos los productos de reacción son compuestos susceptibles de producir irritaciones agudas en ojos, sistema respiratorio o reacciones alérgicas de mayor o menor magnitud, en especial por un aumento de la concentración de ozono. A la presencia de hidrocarburos debida a la mala combustión de motores y evaporación de combustibles en estaciones de servicios, se suma la evaporación de disolventes utilizados en operaciones de limpieza y los emitidos durante la formación de la película en la operación de pintado, manteniendo constante la alta concentración de ozono en una región atmosférica donde naturalmente no existe y donde participa cíclicamente en otras reacciones y en su propia regeneración. Una alta concentración de ozono en zonas bajas de la atmósfera es perjudicial ya que afecta la salud del ser humano, mientras que en la atmósfera superior provoca el deterioro de la capa de ozono. De esta manera se afecta en la atmósfera, mientras que su destrucción en la capa superior anula el efecto regulador de la intensidad de radiación UV que llega a la superficie terrestre. El problema es particularmente importante en aquellas zonas donde, por la ubicación geográfica, los altos niveles de radiación UV, el poco viento y las altas temperaturas, se produce una inversión atmosférica evitando que los contaminantes escapen rápidamente de la zona donde se originan. Aún cuando los períodos críticos tienen lugar en lapsos relativamente cortos, la velocidad de reacción de los hidrocarburos es el factor más importante en el aumento de la concentración de sustancias irritantes. Por ello, una adecuada elección de la mezcla disolvente contribuye no sólo a lograr una película final de buenas características y resistencia sino también a evitar los daños que se podrían causar al ecosistema. En este sentido, los disolventes de estructura alifáticos son de menor agresividad que los aromáticos. Cidepint (Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnologí a en Pinturas.
[email protected] Comentarios (2) *
Jaime Baldeon febrero 05, 2008 200.37.116.210 Votos: +0 y y y
Aspectos ambientales El aspecto de protección ambiental no esta muy difundido en latinoamerica. Aún no se observa la accion de los gobiernos de los diferentes paises para regular la emisión de VOC La responsabilidad de los fabricantes de Pinturas y de los formuladores es seguir la tendencia mundial de el desarrollo de productos Alto Sólidos, 100% de solidos y productos diluibles en agua. Solo con esta tecnología podemos contribuir en algo a disminuir la emision de VOC y por lo tanto a la protección de nuestro habitat. Excelente artículo.
Adrian G randa
febrero 10, 2008 190.42.169.84 Votos: +0 y y y
VOCs Los compuestos organicos volatiles si bien son perjudiciales para el medio ambiente, tambien algunos solventes como el benceno son perjudiciales para el ser humano debido a su alto grado de riesgo cancerigeno. El articulo es muy bueno pero tambien hay que poner enfasis en el cuidado del aplicador. Hoy en dia en paises de latinoamerica se sigue comercializando pinturas con pigmentos de oxido de plomo como el Azarcon u otros metales como los cromatos, los tipicos Coaltar que contiene alquitran y benceno y otros que exponen a muchos riesgo de salud al trabajado
Aspectos
ambientales en las pinturas (II) Conozca el impacto que tienen diferentes sustancias en el medio ambiente y las posibles alternativas a esta problemática. Por Juan J. Caprari* {mosimage}En esta edición continuaremos hablando sobres los aspectos ambientales en l as pinturas, tema que se trató en la edición pasada. 7.4. Bajo contenido de VOC La mayor parte de los VOCs son disolventes con diferente agresividad para el medio ambiente, por lo que las regulaciones internacionales acotan cada vez con mayor rigidez su contenido en las pinturas comerciales. La respuesta tecnológica a esta nueva situación reconoce al menos dos alternativas: 1). Para el trabajo de taller utilizar pinturas en polvo, electrostáticas o de curado con radiación UV; 2). En trabajos en obra pinturas convencionales de alto espesor y pinturas libres de disolventes. Para ambos usos, pueden usarse pinturas de alto contenido de sólidos y de base acuosa. Las pinturas en polvo, productos totalmente libres de disolventes, aplicadas con procedimientos electrostáticos en locales cerrados y mecanismos de recuperación y clasificación del polvo no depositado sobre el objeto a pintar, permiten el reciclado casi total del producto. En general, su uso está limitado a trabajos en taller (electrodomésticos, equipos para la industria de la alimentación, etc.) debido a que
la formación de película y su curado se realiza por calor (150-200°C). Sin embargo, como un ejemplo de su empleo en grandes obras puede mencionarse el pintado de tuberías para gasoductos y oleoductos. El grado de contaminación que producen es mínimo porque no contienen VOCs en su composición y el polvo de pequeño tamaño de partícula que puede escapar del sistema es fácilmente controlado por los equipos purificadores. Las pinturas de curado con radiación UV son productos usados en la formulación de tintas de imprenta, lacas para madera, papel, protección de circuitos impresos y pintado de plásticos. Desde el punto de vista ecológico, el problema de estas formulaciones reside en que contienen mezclas de monómeros, oligómeros y fotoiniciadores. Se aplican por el sistema de rodillos o por inmersión (sólo en muy contadas ocasiones con sopletes aerográficos) en películas muy delgadas y sus composiciones contienen sólo pequeñas cantidades de disolventes orgánicos. Sus emisiones son perfectamente controlables por los circuitos purificadores modernos. Desde el paulatino retiro de los cauchos clorados y algunas resinas vinílicas del mercado internacional por cuestiones ecológicas, el uso de las pinturas convencionales de alto espesor se ha reducido a las pinturas alquídicas de alto espesor. El caucho clorado se elabora en solución de tetracloruro de carbono. El producto final se presenta en forma de un polvo blanco que retiene alrededor de 3 a 5% de dicho disolvente, el cual es luego paulatinamente liberado a la atmósfera a lo largo de la vida útil del recubrimiento. En forma de película se descompone a temperaturas relativamente bajas (60-70°C). liberando de cloruro de hidrógeno. Este gas en ambientes de alta humedad se transforma en ácido clorhídrico, provocando corrosión metálica y afectando el ecosistema. Las pinturas vinílicas de alto espesor también retienen disolventes, los cuales son liberados lentamente y alteran la atmósfera de trabajo en lugares cerrados. Las resinas alquídicas, en cambio, son solubles en hidrocarburos alifáticos y en los nuevos disolventes ecológicos por lo que pueden constituirse en una buena solución para ambientes o condiciones de servicio normales y de baja agresividad, pudiendo aumentar su resistencia por mezclas con resinas fenólicas o cauchos puros sintéticos ecológicamente aceptables. {mospagebreak} Las pinturas libres de disolventes (solvents free paints), productos de los componentes elaborados a base de resinas epoxídicas líquidas, son intensamente utilizadas en las industrias de la fermentación (vasijas para vino), equipos para elaboración de alimentos, para producción de agua potable (piletas de tratamientos y cisternas de almacenaje), etc. Su empleo se encuentra acotado por: a) Características de aplicación tales que, en general, se realiza por medio de espátulas y menos frecuentemente con equipos sofisticados de alta presión airless spray, lo cual limita su utilización a aquellos casos en que la superficie sea de reducida extensión o permita el solapado entre áreas mostrando escasas propiedades decorativas. b) Baja resistencia a la fracción ultravioleta de la luz solar aunque las resinas empleadas poseen alta resistencia a agentes químicos.
Las pinturas con alto contenido de sólidos han sido desarrolladas en los últimos 10 años con mayor rapidez debido también a la presión ecológica. La ventaja relativa con respecto a las otras pinturas es su gran resistencia a los ambientes altamente agresivos. Los productos de alto contenido de sólidos se definen en base a dos parámetros fundamentales: contenido de sólidos respecto a los otros revestimientos y nivel de sólidos por volumen en términos de emisión de VOCs (Figura 7.6). Las pinturas en polvo con 100% de sólidos contienen 0% de VOCs y se espera obtener pinturas líquidas de similar contenido sin las limitaciones explicadas precedentemente para los productos libres de disolventes (Tabla 7.10). Antes de la concientización ecológica, y por razones económicas y de mercado, el desarrollo de pinturas de altos sólidos horneables se ha realizado con mayor rapidez que las de alto contenido en sólidos de secados al aire. Esto se debe al esfuerzo conjunto de los fabricantes de resinas y de equipos de aplicación que proveyeron productos de menor viscosidad, solubles en disolventes ecológicos y máquinas de mayor potencia y velocidad de aplicación, respectivamente. La obtención de productos con alto conte nido de sólidos con buenas carcterísticas de aplicación, curado al aire o a menores temperaturas en los horneables y alta resistencia a medios muy agresivos, significó resolver diversos problemas en función de las propiedades que se detallan en la Tabla 7.11. En la actualidad, los productos horneables se basan en resinas epoxí dicas, poliésteres, acrílicas de contenido medio de sólidos y alquídicas de alto espesor, mientras que en los de secado al aire se emplean resinas epoxídicas, acrílicas modificadas con alquídicas, acrílicas y uretanos de dos componentes. También se trabaja para disminuir la viscosidad por modificación con diluyentes reactivos. *Cidepint (Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología en Pinturas.
[email protected]
Biocidas para recubrimientos arquitectónicos El autor explica las características de los biocidas, sus forma de actuar en el recubrimiento y formas de medir su eficacia. por Miguel Ángel Hernández Cano* {mosimage}Los recubrimientos arquitectónicos son todos aquellos recubrimientos aplicados en edificios residenciales, comerciales o institucionales. Estos recubrimientos tienen dos funciones. Por un lado, mediante el color, contribuyen a la estética de un edificio o a la decoración de componentes estructurales, mientras que por otro lado, dan la protección contra las influencias externas tales como la humedad, luz solar, daño mecánico o químico. El envejecimiento del recubrimiento exterior depende de la calidad del sustrato y
del imprimante, así como de los factores ambientales como la luz, calor (frío), humedad y oxígeno que en conjunto generan un efecto sinérgico. En recubrimientos de interiores, la decoración es la principal función y su envejecimiento se debe frecuentemente a la humedad. Pintura arquitectónica Una pintura para fines arquitectónicos se formula con los componentes principales tal como agua, ligantes y pigmentos; los componentes auxiliares o aditivos incluyen a los dispersantes y agentes humectantes, modificadores reológicos y espesantes, antiespumantes, conservadores y biocidas, solventes, disolventes coalescentes y auxiliares formadores de película. Otros aditivos en un recubrimiento incluyen a los agentes de neutralización y antiespumantes; se adicionan un gran número de especialidades como inhibidores de corrosión, mateantes, ceras, metales reticulantes, absorbedores de uv y blanqueadores ópticos. Es común que un recubrimiento arquitectónico lleve entre 10 y 20 ingredientes diferentes. Los biocidas pueden ser específicos para controlar el crecimiento de algas (algicidas), hongos (fungicidas), o bacterias (bactericidas). Solo se aplica en la formulación de pinturas base agua donde las resinas empleadas son fuente de carbono para los microorganismos. Las pinturas látex base agua hoy dominan el mercado de recubrimientos arquitectónicos (80%) con lo que la demanda de biocidas también se eleva. El sustrato Los recubrimientos arquitectónicos se aplican en diferentes sustratos como son, madera, metal, plástico y concreto, los cuales deben ser tratados antes de aplicar el recubrimiento y ayudar a disminuir el proceso de envejecimiento. En la madera, la humedad es el principal problema; se debe secar y tratar con selladores e imprimantes, en los metales se deben remover los productos de corrosión y se pueden adicionar imprimantes con inhibidores de corrosión. En el concreto, la humedad presente ocasiona eflorescencia y se puede evitar con solo limpiar y secar la superficie a pintar; en los plásticos suele presentarse una baja adhesión del recubrimiento lo que lleva a la delaminación, que se evita con el empleo de promotores de adhesión. El sustrato puede prepararse con imprimantes o empastes que brindan propiedades de adherencia y dejan listo el sustrato para que el recubrimiento arquitectónico dé un acabado protector y decorativo. Definición de biocida Es importante aclarar que un biocida es una sustancia que inhibe el crecimiento microbiano y que se utiliza en los recubrimientos arquitectónicos para proteger al recubrimiento en envase y también para evitar el ataque microbiano cuando el recubrimiento ya está aplicado en un sustrato. El desarrollo microbiano incluye bacterias aerobias y anaerobias, hongos, levaduras y algas que se adaptan a vivir en estos ambientes y generan graves daños en el producto final, en el envase o en los equipos e instalaciones. Tipos
de biocidas Muchos biocidas se clasifican como de amplio espectro lo que significa que controlan bacterias, hongos y otros microbios en un amplio intervalo de temperatura. Otros tienen un espectro más estrecho de actividad y se utilizan para controlar tipos específicos de microorganismos. Los principales biocidas empleados como conservadores (protección en envase, es el término común; in-can protection, en inglés) de recubrimientos arquitectónicos incluyen bromohidroxiacetofenona, b romonitropropanodiol (bronopol), clorhidrato de dodecilguanidina, glutaraldehído, isotiazolinonas (MIT, CIT, BIT) dibromonitropropionamida (DBNPA) y tionas. Sin embargo, las mezclas de estos
biocidas dan una aplicación mayor con resultados exitosos ante el ataque microbiano. Como ejemplos están mezclas de CIT y MIT, MIT y BIT, o CIT, MIT y Bronopol. Las concentraciones de estas mezclas son menores y su eficiencia aumenta sobre un intervalo mayor de microorganismos. Esta es una forma más adecuada de control microbiano y de protección del producto. Esto significa que el recubrimiento no deberá degradarse fácilmente en el envase por un periodo considerable a un intervalo de pH y temperatura. Este tipo de biocida determina la vida de anaquel del recubrimiento. Otros biocidas deben ser capaces de funcionar más fácilmente y matar poblaciones microbianas de rápido crecimiento; a estos se les llama aniquiladores rápidos. Otros biocidas se utilizan para la protección del recubrimiento cuando entra en contacto con el sustrato (protección en película, es el otro término; dry-film protection, en inglés). Algunos ejemplos incluyen la Octilisotiazolinona, Dicloro octil isotiazolinona, Carbendazim, Diuron, Zinc pyrithion, IPBC, Terbutrin, Cybutrine. Todas las aplicaciones de recubrimientos requieren biocida como conservador pero la adición de biocida como aniquilador solo se realiza en situaciones donde hay contaminación en algún tanque o recipiente o en productos muy susceptibles de ataque microbiano como las pinturas que llevan almidón o recubrimientos pigmentados. Quizá el aspecto más importante en la protección de un recubrimiento arquitectónico es que la tecnología de biocidas se basa en l a formulación de un único producto que contenga una combinación de distintas ac tividades, además de mejorar la estabilidad y disminuir las dosis de los activos. En l as pinturas de látex se ha visto que la viscosidad disminuye por efecto de los agentes reductores y oxidantes y no por la presencia del biocida, aunado a esto los espesan tes y estabilizadores de la pintura, como la hidroxietil celulosa se degradan con el efecto en la disminución de la viscosidad. Mecanismo
de acción El mecanismo de acción de los biocidas se basa en la reacción del activo en la membrana de los microorganismos donde se oxidan las proteínas, se altera la permeabilidad de la membrana, se generan entrecruzamientos que hacen rígida a la membrana y se altera la presión intracelular con lo que el microorganismo muere. Los biocidas oxidantes tienden a oxidar todo tipo de materia orgánica y se consumen rápido en sistemas muy contaminados. Los biocidas no oxidantes, por otro lado, tienen un efecto más dañino, pueden penetrar la célula y alterar el DNA, el RNA o los sistemas de defensa celular, por lo cual son los más recomendados en estos recubrimientos. Efectividad de un biocida Cada biocida tiene una concentración mínima inhibitoria contra un microorganismo específico que define la capacidad para inhibir el crecimiento microbiano, no obstante que en la mayoría de las aplicaciones los biocidas se aplican no contra un microorganismo, sino contra poblaciones bacterianas o comunidades de bacterias y algas, bacterias y hongos o bacterias, hongos y algas. Por lo tanto, para aumentar el intervalo de inhibición, los biocidas se producen como mezclas de dos o tres activos compatibles que juntos tienen como blanco bacterias, algas, hongos, levaduras e incluso esporas bacterianas. Entonces, podemos afirmar que son biocidas de amplio espectro bajo el concepto de mezcla, cuya producción implica la adición de sustancias que estabilizan la mezcla y la protegen de agentes que inactivan al biocida. Es en este sentido que se han hecho muchos desarrollos de patentes proponiendo la estabilización de mezclas.
Estabilidad en una aplicación Cuando se elije un biocida para una aplicación en un recubrimiento arquitectónico se toman en cuenta los factores que afectan la estabilidad del biocida en la aplicación. Los principales factores son la temperatura, el pH, el potencial redox, la presencia de oxidantes y reductores así como radicales libres. Los ataques de nucleófilos contra ciertos biocidas como las isotiazolinonas son un problema común en ciertas pinturas de látex donde la presencia de iniciadores de polimerización, como un residual, ataca al enlace S-N que se oxida y se inactiva. (Gráfica 1) El pH suele afectar la actividad biocida de las isotiazolinonas; a pH alcalino la CIT es sensible a temperatura de 40°C, cuando se corre la prueba en un tiempo adecuado de anaquel (50 semanas). Este resultado puede variar ya en la aplicación particular, pero a temperatura ambiente dicha estabilidad se puede alargar. (Gráfica 2). La isotiazolinona MIT permanece estable a 40°C durante 12 meses, mientras que BIT sufre una degradación aproximada del 20% al final de este periodo. Por su parte MIT se mantiene estable en su actividad biocida cuando se encuentra en un medio con oxidantes a diferentes pH, no así cuando hay reductores en el medio; a pH ácido pierde actividad. Y si la concentración de oxidantes y reductores aumenta, los reductores acentúan su efecto inactivador a pH ácido. (Gráfica 3) La presencia de radicales libres en algunas aplicaciones (pinturas) es otro factor que inactiva las isotiazolinonas. Algunos iniciadores de polimerización en las pinturas látex como el persulfato de amonio o el m-bisulfito de sodio producen radicales libres. Afortunadamente, existen desarrollos de patentes que proponen la protección ante radicales libres, incluyendo, entre otros, al ácido 3,3tiodipropiónico, dietilhidroxilamina, ácido L-ascórbico y el glutaraldehído el cual también es un biocida y es compatible con BIT. En las pinturas látex, la vi scosidad suele disminuir ante la presencia de agentes oxidantes y reductores y no por la presencia del biocida. En particular, los espesantes y estabilizadores como la hidroximetil celulosa es degradada por estos agentes lo que explica que la viscosidad baje. También la presencia de nucleófilos es un factor negativo de la actividad biocida de isotiazolinonas; degrad an al biocida. Se pueden contrarrestar estabilizando con sales de cobre, ortoésteres y epóxicos.Medición de la eficiencia El método empleado en la medición de la eficiencia de un biocida para protección en envase consiste, en la inoculación semanal de una concentración conocida de microorganismos (bacterias, hongos y levaduras) a una muestra de recubrimiento, por un período de tres semanas. Se lleva a cabo un monitoreo semanal mediante siembra en placa y se evalúa al término tomando como criterio de pase un crecimiento nulo de microorganismos. El método empleado para medir la eficacia de un biocida en aplicación como protector de película consiste en preparar un sustrato involucrado (papel filtro) y luego aplicar la película del recubrimiento que lleva e l biocida a probar (diferentes concentraciones). Dicha película se reta con diferentes microorganismos (hongos y algas), principalmente los más comunes en el ambiente donde se aplicará el recubrimiento; se deja incubar por un intervalo de tiempo de 28 días a diferentes temperaturas según el microorganismo en cuestión. El resultado se obtiene, observando el sustrato que no fue atacado por los microorganismos con la menor concentración de biocida. Todos los sustratos que no se pudieron proteger muestran el crecimiento bacteriano, de algas y hongos en superficie. Es i mportante el uso de un sustrato control, que no lleva biocida, ya que ayuda a determinar el resultado de forma evidente. Características
de un biocida
Las características más importantes de un biocida en un recubrimiento arquitectónico están basadas en el sustrato, si es interior o exterior. Los recubrimientos interiores deben utilizar un biocida efectivo contra moho y mostrar una baja solubilidad en agua, haber demostrado ser seguros ante personas susceptibles de alergias como los niños y mujeres embarazadas (estar clasificados como recubrimientos
), haber pasado una evaluación de riesgo, comprobar que los componentes activos estén permitidos por las l eyes locales y que no haya restricciones en la aplicación. Por su parte, los biocidas en los recubrimientos en exteriores deben ser de amplio espectro contra hongos y algas que se incrustan por vía aérea, mostrar baja solubilidad en agua, tener buena estabilidad a la luz UV y presentar una protección de larga duración. Otro aspecto importante de los biocidas es que cumpla con su permiso ante la FDA (en Estados Unidos) y los límites permitidos de biocida en cada aplicación. En Europa, los biocidas para recubrimientos arquitectónicos están regulados por la BPD (por su siglas en inglés, Biocidal Products Directive) en el grupo 2 clasificado como ³Conservadores: biocidas para pinturas y recubrimientos´, dividido a su vez en conservadores en envase tipo 6 y protectores de película tipo 7. Es importante también aplicar adecuadamente el biocida para lograr la protección planeada; mezclar correctamente en el proceso de manufactura, en los molinos, tanques o torres donde se aplica una dosis adicional después de una limpieza manual. En algunas aplicaciones el biocida debe ser adicionado directamente o en una dilución con bombas dosificadoras que adicionan continuamente para mantener una concentración constante. Otro factor a tomar en cuenta es la funcionalidad del biocida a condiciones específicas de temperatura y pH; el tiempo de nivel de actividad del biocida para un control efectivo
Pinturas intumescentes Conozca por intermedio de un formulador chileno las características y funcionamiento de este tipo de recubrimientos. Por: Rodrigo Infante Las pinturas intumescentes fueron desarrolladas para retardar el tiempo de colapso de la estructura metálica de un edificio durante un incendio, y así salvar vidas. El calor generado durante un incendio calienta la estructura metálica y cuando ella alcanza 300°C, ingresa a lo que se llama temperatura de ³cedencia´, donde el acero comienza a perder sus propiedades mecánicas, colapsándose finalmente cuando sobrepasa los 500°C. Cuando el acero se acerca a l a temperatura de 250°C, la película de pintura comienza a hincharse (entumecer), generando una capa de espuma mayor a los 10 mm, que lo aisla del calor, retardando por este motivo el tiempo que éste demora en alcanzar la temperatura de 500°C, donde comienza el colapso definitivo de la estructura.
{mosimage}La norma Chilena Nch 935/1-Of.97, establece el procedimiento para determinar las resistencias al fuego de las pinturas intumescentes sólo para estructuras metálicas, y no para otras como la madera, donde la resistencia al fuego de ellas se logra con grandes escuadrías, o revistiéndola con productos minerales, como las placas de yeso-cartón o de fibrocemento. También hay barnices ignífugos y pinturas retardantes del fuego, pero al menos la ordenanza
general y/o municipal Chilena, no dice nada sobre ellas. Por este moti vo sólo hay formas de medir sus características, pero no su obligatoriedad, como sí la hay para las pinturas intumescentes. Las diferentes resistencias al fuego las establece y las obliga la ordenanza general y/o municipal, dependiendo de la funcionalidad del edificio. La norma Chilena Nch 935, sólo establece la forma de medirla; no los valores, que son inherentes a cada pintura dependiendo de los espesores aplicados. Los recubrimientos Las hay F-30 y F-60 con pinturas, que corresponden a 30 y 60 minutos respectivamente; que se definen como los tiempos donde la estructura (durante un incendio) adquiere la temperatura de colapso del acero, que se establece según la norma en 500ºC. ¡
Para un F-30, debe aplicarse la pintura intumescente con un espesor de 450 micrones; para lograr esto la pintura debe ser aplicada en 2 manos, para obtener un rendimiento teórico de 37 m²/lata de 5 galones.Para un F-60, debe aplicarse la pintura intumescente con un espesor de 850 micrones; para lograr esto la pintura debe ser aplicada en 4 - 5 manos, para obtener un rendimiento teórico de 20 m²/lata de 5 galones. ¡
¡
¡
¡
Valores mayores a F-60 sugerimos lograrlos con diseños y materiales, y no con pinturas, aunque también se puede lograr con ella un F -90 en pequeñas áreas, aplicándola con un espesor de 1600 micrones, lo que se logra con 6 -7 manos, con un rendimiento teórico de 14 m²/lata de 5 galones. Los valores indicados corresponden para una estructura de acero de una masibidad de 150 metros recíprocos, que se define como el perímetro del área expuesta, dividido por la sección transversal de la pieza. ¡
Como imprimante recomendamos proteger la estructura de acero con anticorrosivo Epoxi-Poliamida de dos componentes, sobre un arenado comercial SSPC -SP6, con un espesor de película seca de 80 micrones, logrando una adherencia superior a los 20 kg/cm², bajo la norma ASTM D 4541 -95. ¡
Como toping final o pintura de terminación, sugerimos aplicar una sola mano de esmalte al agua de naturaleza acrílica si se trata de un interior no agresivo, o una mano de esmalte Caucho Clorado si se trata de una agresividad mediana. *Unidad Técnica Comercial de Industrias Ceresita S.A, Chile. [email protected]
El desafio de las pinturas ambientales (I) Por: Víctor Hugo Isaza* Julián A. Restrepo R.* Palabras claves: Desarrollo sustentable, disolventes, contaminación ambiental,
análisis de Ciclo de Vida, ecología. El presente documento pretende plantear una discusión y reflexión acerca de los retos futuros que enfrenta la industria de pinturas para el desarrollo de pinturas y recubrimientos que ejerzan cada vez un menor impacto en el medioambiente, proyectando un enfoque de Desarrollo Sustentable, en lugar de un enfoque de lucro y crecimiento económico únicamente. {mosimage}Se trata de lograr el mejor balance entre costo-beneficio, aunque hoy sabemos que ambos no sólo se refieren, a precio y desempeño, sino a que las nuevas orientaciones tienen presente que un buen desempeño de una pintura se obtiene además cuando ésta ejerce el menor impacto en el medioambiente, proveyendo así un bajo costo de impacto ambiental. Se establece la diferencia entre productos ambientalmente amigables y los denominados ecológicos, y se presenta el LCA (Análisis de Ciclo de Vida, por su traducción al español), como una herramienta moderna y más acertada para el análisis del impacto que ocasiona un producto en el medioambiente. Parte de la discusión planteada se traza en torno a los compuestos orgánicos volátiles (VOCs por sus siglas en inglés), por considerarse el tipo de sustancias que emplea la industria de pinturas que más daño ambiental han ocasionado, por su importante papel en la contaminación atmosférica. Por ello, han surgido, cada vez, legislaciones más fuertes que regulan el empleo de este tipo de compuestos en la industria de pinturas. Aunque indiferentemente se habla de impacto ambiental para hacer referencia a un impacto negativo que se ejerce sobre el medioambiente, es decir, que ocasiona deterioro, disminución o destrucción de éste, también se puede hablar de impacto ambiental positivo, al que ocasiona una mejora en el medioambiente. En este trabajo cuando se hable sólo de impacto ambiental se hace refer encia a un impacto ambiental negativo. El problema ambiental de los VOCs: discusión A partir de los años 70, se ha venido prestando una mayor atención a los problemas ambientales que ocasiona la industria de pinturas, principalmente, originados por el empleo de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) ó disolventes orgánicos volátiles. Con base en el conocimiento actual que se tiene acerca del impacto que los VOCs ocasionan en la troposfera (lugar de la atmósfera en donde se desarrolla la vida en la tierra), se ha establecido que los VOCs juegan un importante papel en el calentamiento global (³efecto invernadero´), el debilitamiento de l a capa de ozono, el ³smog´ fotoquímico y la lluvia ácida. Debido a ello, se han generado legislaciones tendientes a reducir el uso de este tipo de compuestos, lo que ha obligado a las compañías de pinturas a orientar sus investigaciones al desarrollo de recubrimientos con bajo contenido en disolventes. Esto ha hecho que, en lo s últimos años, se aprecie el creciente desarrollo que han tenido ³las nuevas tecnologías de recubrimientos´ entre las que se cuentan las pinturas en polvo, las pinturas base agua, pinturas de curado U.V., de altos sólidos, entre otras.
Si analizamos con detenimiento nos percataremos del irreparable daño que ha ocasionado el desarrollo de la industria petroquímica, pero sería injusto afirmar que los hidrocarburos u otras sustancias en sí mismas representen u ocasionen un riesgo para el ambiente. Es más bien la acción no planificada e incontrolada del desarrollo humano la que ha ocasionado que la explotación y uso de dichos compuestos orgánicos haya contribuido de manera tan significativa al problema ambiental actual. A decir verdad, es claro que no se ha prestado la debida atención a los problemas ambientales, debido al hecho que el medioambiente (y esto es una importante lección de la ciencia de la ecología), es tolerante a ciertos niveles de estrés o sustancias contaminantes. Esto es posible porque la mayoría de los materiales que consideramos como contaminantes en altas concentraciones, tienen bajos niveles en la naturaleza, como es el caso de algunos extractos (aceites y resinas naturales) [1]. La existencia de umbrales de tolerancia de los ecosistemas para varios contaminantes hace el argumento de costo-beneficio muy importante: ¿Cuál de los tres criterios deberá tener mayor peso: Ecología, costo o desempeño?. Una compañía que tome un excesivo control de polución, será menos rentable y tendrá riesgos de perder algunos segmentos del mercado (particularmente mercados globales); ¿dónde está entonces el beneficio del respeto al medioambiente, y si sus clientes lo aceptarán por encima de un competidor menos limpio? [2]. Evidentemente, no se desearía sacrificar demasiado la calidad de los productos en beneficio del medioambiente, ya que una pintura que presente un desempeño demasiado deficiente solamente conduciría a un aumento de los esquemas de mantenimiento [3], lo que representa un impacto ambiental debido al mayor consumo de recursos. ¿Bajos VOCs:
Pinturas ecológicas? [1] Al emplear tecnologías alternativas, con el fin de reducir el contenido de VOCs, muchas empresas del sector de recubrimientos han empleado como herramienta publicitaria este argumento y algunas de ellas han llamado a estos productos ³pinturas ecológicas´. El término ecología fue creado por Haeckel en 1880 y se refiere a la relación de equilibrio entre el medioambiente natural y los seres vivos que lo habitan. Siendo aún más rigurosos, también existe la denominada ecología humana que es la ciencia que estudia las relaciones mutuas del hombre con el medioambiente. En las últimas décadas ha tenido un extraordinario desarrollo, a partir de la conciencia que progresivamente han ido tomando diversos sectores, en casi todos los países, con relación al deterioro y destrucción del medioambiente por obra de la aplicación incontrolada del progreso tecnológico. En este senti do, los problemas de la polución atmosférica y de las aguas, de los efectos de la química en los vegetales, de la destrucción sistemática del paisaje natural en beneficio de la expansión del automóvil, etc., constituyen otros tantos elementos de una perspectiva de ecología humana que cobra cada vez mayor fuerza.
Es pues curioso encontrar empresas que se autodesignen como ecológicas, porque tienen procesos o productos bajo el rótulo de ecológicos por el hecho de ejercer acciones tendientes a reducir el impacto de éstos sobre el medioambiente. Lo importante, realmente, no es el hecho de prestar atención al tipo de denominación que se da a los productos, ya que en muchos casos por pretender lograr un mayor mercadeo de sus productos, algunas empresas terminan ocasionado un ³mayor daño´ al medioambiente. Aunque es de resaltar que en diferentes partes del mundo, especialmente en las naciones europeas, las normatividades locales han ideado ³sellos ecológicos´ o ³sellos verdes´, los cuales resaltan que un determinado producto permite de manera apreciable reducir el impacto ambiental, comparado con otros productos de su tipo, menos amigables con el medioambiente. Encuentre la segunda parte de este artículo en nuestra próxima edición de INPRA LATINA *INVESA
S.A., Colombia. [email protected]
El desafío de las pinturas ³ambientales´ (II) Los autores continúan analizando cómo la calidad de los recubrimientos es compatible con sus menores impactos en el medio ambiente. Por: Víctor Hugo Isaza*, Julián A. Restrepo R. {mosimage}Teniendo presente que la industria de pinturas contribuye de manera importante al problema ambiental global de los VOCs, y aunque si bien hay otros sectores que contaminan en este sentido tanto como la industria de pinturas, éste ha sido sometido a una particular atención y regulación por parte de las autoridades ambientales. Esto debido a que, gracias a su versatilidad, siempre ha encontrado soluciones a los problemas que enfrenta. La industria de pinturas hoy ha desarrollado (aunque no completamente), tecnologías alternativas que le permiten al consumidor usar productos de muy baja o cero emisión (tecnologías mencionadas anteriormente). Aunque el desarrollo industrial de las pinturas y recubrimientos, en sus raíces, se caracterizó por pensar sólo en el desarrollo económico, hoy sabemos que el esquema ideal es lograr que las compañías pintureras logren un desarrollo económico, social y ambiental. La industria química, aunque especulativa por naturaleza (Se habla en términos generales, ya que no se pretende calificar a todas las compañí as de especulativas.), se percató de que un enfoque en donde se pretende un crecimiento económico, por sí mismo no permite un desarrollo sostenible. Esto debido a los efectos que genera
en las relaciones ecológicas, que con el tiempo, se convierten en pasivos medioambientales los cuales a su vez repercuten en costos ambientales, tales como enfermedades respiratorias en los seres vivos, cambios climáticos, afectación de especies etc., por mencionar algunos casos. Un enfoque en donde se tenga en cuenta sólo el desarrollo social y ambiental tampoco se hace económicamente sostenible, ya que la pobreza es una causa importante de deterioro ambiental y de incremento del malestar social. En palabras de Indira Gandhi: ³No hay peor forma de contaminación que la pobreza´, célebre frase con la que conmocionó al mundo en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano, celebrada en Estocolmo en 1972. Desarrollo sostenible vs sustentable El enfoque en donde las compañías propenden por el desarrollo económico, social y ambiental, en conjunto, se denominó Desarrollo Sostenible. El Desarrollo Sostenible puede ser definido como ³un desarrollo que satisfaga las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades´. Esta definición fue empleada por primera vez en 1987 en la Comisión Mundial del Medio Ambiente de la ONU, creada en 1983. En realidad, en un principio los estudiosos ambientales consideraron que la teoría del Desarrollo Sostenible establecía los lineamientos adecuados para obtener el mejor balance entre producción económica e impacto medi oambiental. Pero en poco tiempo, estos mismos estudiosos se dieron cuenta que la teoría más apropiada a emplear era la del ³Desarrollo Sustentable´, ya que aunque ésta involucra también el desarrollo económico, lo hace de una manera más planificada, en donde se plantea un mejor tipo de desarrollo económico y ambiental. Es decir, el Desarrollo Sostenible logra un balance entre rentabilidad económica e impacto ambiental, pero sólo permite favorecer a sectores limitados de la sociedad, mientras que la teoría del ³Desarrollo Sustentable´ permite abarcar una porción más amplia de la sociedad. Debido a que el actual desarrollo tecnológico se cimentó sin tener en cuenta el factor ambiental, cuando la industria se enfrenta a las legislaciones ambientales, le es necesario el desarrollo de ³tecnologías alternativas´, lo que no sería necesario en un marco de ³Desarrollo Sustentable´. Ciertamente, poder establecer la diferencia entre Desarrollo Sostenible y Sustentable se hace difícil, no sólo por la diversidad de teorías al respecto, sino porque en inglés, ambos términos se fusionan en la palabra Sustainable y es de mencionar que actualmente, en parte de la literatura sobre el tema, se habla indiferentemente de Desarrollo Sostenible, Sustentable, Continuable o Perdurable. En el contexto de ³Desarrollo Sustentable´ también es importante mencionar el conjunto de actividades denominadas ³Producción más Li mpia´ y ³Responsabilidad Integral´. La ³Producción más Limpia´ parte del principio de sostenibilidad de las actividades antrópicas requeridas para suplir necesidades básicas y suplementarias (calidad de vida), incorporando elementos como mínimas emisiones, buenas prácticas de
producción y operación, manejo adecuado y aprovechamiento de los subproductos y residuos, disminución en el consumo de insumos, etc. El concepto de ³Responsabilidad Integral´ es una iniciativa voluntaria del sector empresarial a nivel mundial en el cual las compañías se comprometen a trabajar conjuntamente para mejorar de manera continua el desempeño en seguridad, salud y ambiente de sus productos, procesos y servicios, a lo largo del ciclo de vida, contribuyendo así al logro del desarrollo sostenible. {mospagebreak} El Análisis de Ciclo de Vida El reto de desarrollar productos bajo un esquema de Desa rrollo Sustentable implica el desarrollo de productos que presenten el mismo desempeño y a su vez sean menos contaminantes o mejor aún, que no contaminen Pero es muy difícil esperar que un producto manufacturado por el hombre no sea contaminante, porque qu e en diferentes lugares de la ³cadena´, ya sea durante la etapa de producción, comercialización, uso o disposición del empaque, el producto ejercerá un impacto negativo sobre el medioambiente, como se ha discutido anteriormente. En la terminología moderna, este análisis de la ³cadena´ se denomina LCA (Life Cycle Analysis, por sus siglas en inglés), y se refiere al análisis completo que se hace de un producto, no sólo en su proceso de fabricación y uso, sino además en lo referente al tipo de materias primas que usa, comercialización del producto, disposición de los desechos, entre otros (en realidad, el tema del LCA merece una extensión más amplia que no está entre los objetivos del presente artículo). En otras palabras, el LCA permite establecer el impacto completo que ejerce un producto o proceso en el medioambiente. Este enfoque es el que ha mostrado que, por ejemplo, los automóviles de hidrógeno no son tan poco contaminantes como se piensa, ya que si bien no emiten dióxido de carbono, el proceso de pro ducción actual del hidrógeno no es ambientalmente muy amigable (ya que en la actualidad, la mayor parte del hidrógeno se produce a gran escala a través de la conversión de hidrocarburos, principalmente gas natural -el combustible fósil disponible que menos contamina actualmente-, a través de un proceso denominado ³steam reforming´. Es decir, l a tecnología del hidrógeno, aunque futurista, depende hoy de los combustibles fósiles). El LCA también ha permitido establecer que, aunque si bien las pinturas base agua emiten una proporción mucho más baja de VOCs al ambiente, las operaciones involucradas para la producción de las resinas acuosas y lograr la estabilización de compuestos incompatibles con agua, involucran el empleo de más operaciones unitarias y compuestos (tensoactivos y estabilizantes). Esto ha llevado a pensar a algunos autores que, quizás si se analiza en rigor, el empleo de pinturas base disolvente de altos sólidos puede ser menos contaminante que el empleo de pinturas base agua. Es aquí pues donde se tiene un importante reto, ¿acaso no hemos tenido siempre las pinturas base agua como productos ambientalmente amigables?; pues bien, sí lo son, pero sólo si se analiza una parte del ciclo de vida... ¿A qué se enfrenta pues la industria de pinturas? al hecho de que se debe tener una responsabilidad integral
para ofrecerle al cliente un verdadero producto ambientalmente amigable. Este proceso incluye además las etapas de investigación, diseño y desarrollo, fabricación, control calidad, logística y uso, entre otras. Sería paradójico, por ejemplo, pensar que el papel es un producto ecológico sólo porque es de origen natural, si en el proceso de obtención de la pulpa (materia prima), se han cortado árboles y si el proceso de producción es un importante contaminante del ambiente, ya que emplea compuestos clorados y otros (¿qué será más ecológico, una bolsa de polietileno o una bolsa de papel?). Incluso que el biodiesel es la alternativa porque proviene de productos vegetales, si en dicho proceso se deben sembrar amplias extensiones de tierra productiva y ¿acaso la combustión del biodiesel no emite también dióxido de carbono?. En este sentido, el hombre no ha hecho más que encontrar una alternativa a las fuentes de los combustibles fósiles para el diesel y se tienen hoy fuentes biológicas (por ello se denomina biodiesel), pero no se está abordando el tema de las emisiones procedentes de la combustión de dicho combustible. Cosa que sí ocurre en el caso de la ³combustión´ del hidrógeno (combustión que ocurre en celdas de combustible), pero como ya se ha señalado, actualmente se tiene dependencia de los combustibles fósiles para la obtención del hidrógeno. Pinturas ecológicas Con relación a la denominación de pinturas ecológicas: Técnicamente ningún producto manufacturado por el hombre puede considerarse verdaderamente ecológico, por el Análisis de Ciclo de Vida. Por ejemplo, si una pintura se denomina ecológica porque no emplea compuestos de plomo y cromo, ¿también podría denominarse pintura ecológica aquella que emplee, en lugar de un envase litografiado, una etiqueta de papel?. La fabricación responsable de pinturas en el ámbito ambiental debe contemplar como mínimo los siguientes elementos durante su ciclo: Hacer uso sustentable de los recursos naturales que emplea (materias primas e insumos), utilizar materias primas que no sean nocivas para el ambiente, emplear procesos de producción que involucren menores consumos de energía o hacer uso de fuentes de energía renovables, o ambas. Considerar aspectos de reciclablilidad, reutilización o biodegradabilidad; usar materiales de empaque, preferiblemente reciclables, reutilizables o biodegradables y en cantidades mínimas; emplear tecnologías limpias o que generan un menor impacto relativo sobre el medioambiente y orientar a los consumidores acerca de la mejor forma para su disposición final. Aunque a futuro se desarrollen metodologías de análisis ambientales más avanzadas, el LCA es hoy en día la herramienta más acertada para el análisis del impacto que un producto ejerce en el medioambiente. Conclusiones
No existe un producto manufacturado por el hombre que pueda considerarse como verdaderamente ecológico, ya que en su proceso de producción se ejerce un impacto en el entorno, alterando el equilibrio del medioambiente. Así pues, cuando las compañías hacen esfuerzos buscando mejorar el medioambiente y reducir el impacto de sus procesos productivos en éste, propenden es por fabricar productos ambientalmente amigables y no ecológicos, ya que de ser ecológicos implicaría que
estos estarían en completo equilibrio con el medioambiente. En términos estrictos, las empresas que se denominan ecológicas lo que procuran es ejercer un menor impacto sobre el medioambiente y ofrecer productos ambientalmente amigables, pero no pueden ofrecer productos verdaderamente ecológicos. La fabricación de productos ambientalmente amigables se debe analizar a partir de un Análisis de Ciclo de Vida (LCA), en donde debe considerarse todo un conjunto de políticas ambientales que deben tener las compañías productoras de pinturas, en donde se considere un producto desde la etapa misma de desarrollo (tal como contemplar el uso de materiales menos nocivos, más biodegradables, más compatibles con el medioambiente), pasando por el proceso de producc ión (en donde se tienen estandarizados todos los procesos y se pretende un aprovechamiento al máximo de los materiales). Contando con el empaque del producto (se pretenden empaques de fácil disposición, seguros, fabricados con materiales más amigables con el ambiente). En realidad, las consideraciones ambientales incluyen muchas más áreas, como las de transporte, comercialización, utilización por parte del cliente, disposición de los residuos, etc. El reto empieza desde la conciencia comercial: Sólo el desarrollo, fabricación y aceptación en el mercado de productos ambientalmente amigables puede permitir un ³Desarrollo Sustentable´ que se refiere a idear un modo de explotar los recursos naturales y emplear la tecnología de manera tal que podamos permitir que l as generaciones futuras puedan disfrutar de tales recursos. ³Desarrollo Sustentable´ es tener en cuenta el factor ecológico y que el empleo de productos ambientalmente amigables tiene ventajas medioambientales, logrando que existan ventajas económicas. Establecer que un producto sea ambientalmente amigable puede establecerse hoy en día de manera más acertada mediante un Análisis de Ciclo de Vida y no es suficiente ejercer acciones aisladas para reducir el impacto ambiental de dicho producto, ya que éstas deben analizarse en conjunto. No debe olvidarse que el beneficio de la protección del medioambiente tiene mucha más importancia para las futuras generaciones: Debemos hacer nuestro mejor esfuerzo en conseguir el desarrollo de productos fabricados bajo preceptos de compromiso con la supervivencia, productos ambientalmente amigables con el medioambiente (ambientalmente inteligentes), que propendan por la conservación y sostenibilidad de los recursos naturales. Es decir, la industria tiene ahora el importante reto de trabajar bajo esquemas de Desarrollo Sustentable y las áreas comerciales el reto de desarrollar ³mercados verdes´ para estos productos. Referencias
[1] Julián A. Restrepo R. ³Ecologí a y VOCs: Desarrollo de productos ambientalmente amigables´. Revista Inpralatina, Vol. 11, No. 4, julio/agosto de 2006, pág. 34-36. [2] Hazel, N. J. ³Using LCA to select coatings for optimum environmental and cost performance´. JCT, Vol. 68, No. 861. Oct, 1996. [3] Hofland A. ³¿Ecologí a a cual quier precio?: Balance ecológico de algunas pinturas en base acuosa´. Conferencia presentada en el congreso EU ROCOAT 94 en Sitges, Barcelona.
*INVESA
S.A., Colombia * [email protected]
Aditivos
dispersantes y humectantes (II) Por: Juan J. Caprari* Continuamos en esta edición nuestra serie sobre los Aditivos, su clasificación y propiedades con el fin de que usted conozca cómo sacarle mayor provecho a estas sustancias a la hora de formular sus pinturas. {mosimage}Los aditivos dispersantes son sustancias que al adsorberse en la superficie del pigmento mantienen las partículas distanciadas mediante repulsión electrostática y/o impedimento estérico, reduciendo así la tendencia a la aparición de una floculación incontrolada. A continuación, los dos tipos de estabilización son descritos con mucho mayor detalle. Repulsión electrostática Considerando las moléculas de pigmento dentro de la pintura líquida como partículas cargadas, el empleo de aditivos busca lograr dos objetivos: a) aumentar el valor de esta carga, y b) procurar que todas las partículas tengan carga del mismo signo. {mosimage}El mecanismo de repulsión electrostática se basa en la redistribución de cargas a nivel de la interfaz sólido/líquido dando lugar a la aparición de una doble capa eléctrica. La estabilidad de la dispersión será directamente proporcional al espesor de dicha capa (Fig. 6). Este mecanismo de estabilización mediante fuerzas de repulsión electrostática es aplicable sobre todo en sistemas acuosos. Los aditivos dispersantes empleados son poli electrolitos, es decir, polímeros que en sus cadenas secundarias tienen una gran cantidad de cargas eléctricas. Estas sustancias se adsorben sobre la superficie del pigmento, confiriéndole carga eléctrica. De este modo, la repulsión electrostática de partículas con el mismo signo reduce la tendencia a la floculación y, por ende, se estabiliza la dispersión. A causa de sus estructuras químicas, estos aditivos normalmente no tienen características humectantes, por lo que deben ser combinados con un aditivo humectante. Impedimento estérico {mosimage}Los aditivos dispersantes que actúan a través de este mecanismo poseen en su estructura dos características primordiales: a) contienen uno o varios "grupos afines a pigmentos", grupos de anclaje o de adhesión, que se adsorben sobre la superficie del pigmento con fuerza de alta intensidad y larga duración; y b) contienen cadenas compatibles con el sistema que, tras la adsorción del aditivo, deben extenderse e introducirse en la masa de resina que la envuelve. Esta capa de moléculas adsorbidas con las cadenas extendidas impiden que las partículas de pigmento entren directamente en contacto, evitando así la floculación. Este efecto se conoce como impedimento estérico o estabilización entrópica (Fig. 7). La estabilización aumenta debido a la interacción entre las moléculas de aditivo y
las de resina, también el espesor de la capa alrededor de las partículas de pigmentos. Estos mecanismos de estabilización se desarrollan en los sistemas de pintura base disolvente y en los acuosos cuyo ligante está constituido parcial o totalmente por resinas solubles. Clasificación
de los aditivos Como ya fue mencionado, según la estructura química de los grupos afines a los pigmentos, los aditivos humectantes y dispersantes pueden ser clasificados en aniónicos, catiónicos o electro neutros. Otra clasificación posibl e, a menudo de gran ayuda en la práctica, está basada en la capacidad del aditivo para estabilizar el estado defloculado o floculado. Hay situaciones en las que una floculación controlada es más positiva para las propiedades de la pintura que una defloculación completa. A continuación se explicará la estructura de un aditivo para que actúe como defloculante o provoque una floculación controlada, y en qué condiciones es más apropiado un mecanismo u otro. Aditivos
humectantes y dispersantes defloculantes La estructura de los aditivos defloculantes clásicos ya ha sido descrita: uno o varios grupos afines a pigmentos y cadenas parecidas a la resina. Estos aditivos son polímeros de bajo peso molecular que se adsorben en la superficie del pigmento y estabilizan el estado defloculado por impedimento estérico. Al deflocularse, la pintura presenta una menor viscosidad y comportamiento reológico newtoniano, mejorando la extensión y posibilitando una mayor pigmentación. Si son empleados pigmentos con pequeño tamaño de partícula se consigue alto brillo, gran intensidad del color y, dependiendo de las características del pigmento, aumenta la transparencia o el poder cubriente. El grado de floculación influye también en el tono del color de la pintura. Cuando durante el almacenamiento un sistema tiende a la floculación, ésta puede detectarse pues se produce un cambio en el tono del color. En los casos más críticos, la única manera de obtener y mantener un tono de color definido y constante es alcanzar la defloculación completa. En general, este último estado incrementa la eficiencia de los pigmentos. Aditivos
poliméricos humectantes y dispersantes de alto peso molecular Para lograr una adecuada acción de este tipo de aditivos, es importante asegurar su fuerte adsorción sobre la superficie de los pigmentos durante largo tiempo, razón por la cual las características superficiales de estos constituyen un factor determinante de la eficacia de los aditivos. En términos generales, los pigmentos inorgánicos son de naturaleza iónica y presentan alta polaridad superficial, lo que les facilita el proceso de adsorción. Por el contrario, las moléculas de los pigmentos orgánicos son en su mayoría neutras, es decir, de superficie no polar lo que dificulta mucho la adsorción a los aditiv os convencionales. Por esta razón, ha sido desarrollado un nuevo grupo de aditivos: los poliméricos humectantes y dispersantes con alto peso molecular. Estos productos se diferencian de los aditivos convencionales por su alto peso molecular y por poseer características semejantes a la resina; contienen además un mayor número de grupos afines a los pigmentos. Debido a estas propiedades estructurales, son capaces de formar una capa adsorbida sobre muchos pigmentos orgánicos cuya acción perdura durante mucho tiempo. Al igual que los productos convencionales, estos también desarrollan su acción mediante impedimento estérico, por lo que una estabilización óptima sólo es posible si las cadenas son bien abiertas y totalmente compatibles con la solución polimérica
que les rodea. Si la compatibilidad es incompleta, las cadenas poliméricas se desorientan perdiéndose el impedimento estérico y, en consecuencia, la estabilidad. El rango de compatibilidad entre los aditivos con alto peso molecular y los distintos sistem as de pintura, es bastante menor que para los aditivos con bajo peso molecular. Por tal razón, se dispone de una amplia gama de aditivos químicamente parecidos pero diferenciados según peso molecular, polaridad y compatibilidad. La dosificación de los aditivos con alto peso molecular (sobre todo en el caso de pigmentos orgánicos y negro de humo micronizado) es bastante mayor que la correspondiente a los que poseen bajo peso molecular. A pesar que estos aditivos poliméricos humectantes y dispersantes fueron desarrollados básicamente para pigmentos orgánicos, pueden también aplicarse a pigmentos inorgánicos. Aditivos
humectantes y dispersantes de floculación controlada {mosimage}Los grupos afines al pigmento no están concentrados en un sólo punto sino que están distribuidos en forma regular por toda la molécula formando ³puentes´ entre partículas de pigmento. La acción de estos aditivos ayuda a desarrollar estructuras tridimensionales en forma de red: flóculos de pigmentos (Fig.8). El aditivo define el tamaño y la estabilidad del flóculo mediante las interacciones aditivo/aditivo y aditivo/pigmento. Se trata entonces de una floculación controlada por el aditivo en la que el grado de floculación depende tanto de su composición química como de su dosificación. Es importante tener claro la diferencia entre ésta y una floculación "normal"; sin aditivos, las partículas de pigmento entran en contacto en una floculación incontrolada mientras que, en el caso de una controlada, no existe el contacto directo entre pigmentos porque siempre existe entre ellas una molécula de aditivo. Mientras que una floculación incontrolada es indeseable debido a que provoca varios efectos negativos, una floculación controlada bien aplicada puede dar resultados positivos y conseguirse los efectos deseados en las pinturas. Mediante la floculación controlada, en la pintura se construyen estructuras de redes tridimensionales que le confieren un comportamiento reológico del tipo tixotrópico lo cual significa que, en ausencia de fuerzas de corte, la pintura posee alta viscosidad y al ser sometida a fuerzas de cizallamiento los flóculos de pigmento se rompen y la viscosidad baja. Al retornar al estado de reposo, los flóculos vuelven a reconstruirse. En muchos casos estos sistemas muestran, además de tixotropía, un punto de fluidez. Debido a este comportamiento reológico mejoran propiedades de la pintura tales como la resistencia al ³chorreado´ o ³descuelgue´ y se reduce la tendencia a la sedimentación. Luego de la aplicación, la viscosidad aumenta rápidamente provocando una buena estabilidad en áreas verticales cuando son aplicadas en capas en alto espesor. Por otra parte, la elevada viscosidad del sistema en reposo reduce notablemente la velocidad de sedimentación durante el período de almace namiento a la vez que, intercalando moléculas de aditivo entre las partículas de pigmento, se evita la formación de depósitos duros y compactos, típicos de la floculación no controlada y que resultan muy difíciles de incorporar. Con la floculación controlada también se evita la flotación ya que los distintos pigmentos son mezclados en los flóculos y ya no pueden separarse. Naturalmente, a través de la formación de flóculos también puede reducirse el brillo del
recubrimiento, afectando particularmente a las pinturas de terminación pero no a los fondos y capas intermedias. El principal campo de aplicación de los aditivos de floculación controlada está en los sistemas cuya función primordial es la protección (pinturas de fondo e intermedias) mientras que la defloculación es muy importante cuando la apariencia del recubrimiento (pinturas de terminación) es el objetivo fundamental. Los aditivos de floculación controlada a menudo son aplicados en combinación con otros aditivos reológicos (ácido silícico pirógenico, aceites de ricino hidrogenado, bentonitas) ya que en muchos casos se generan efectos sinérgicos. Aditivos
humectantes y dispersantes para sistemas acuosos {mosimage}La dispersión de pigmentos en sistemas de pinturas acuosas puede ser estabilizada a través de las fuerzas de repulsión electrostática y/o por impedimento estérico. Cuál de los dos mecanismos entrará en acción, depende de la selección de resina (Fig. 9). Las resinas disueltas en agua están compuestas por cadenas poli méricas solvatadas por el agua; por eso en su forma física se parecen mucho a la disolución de resinas con disolventes. Las cadenas de resinas solvatadas pueden adoptar el impedimento estérico, por ello este mecanismo de estabilización resulta de suma importancia. Lo mismo pasa en sistemas híbridos (mezcla entre resinas disueltas en agua y las dispersiones) ya que también en estos casos una parte de la resina está realmente disuelta. Para que un aditivo agregado a estos sistemas pueda ejercer el impedimento estérico debe tener sus segmentos poliméricos compatibles con el ligante. La experiencia obtenida trabajando sobre sistemas base solvente puede ser aplicada en los sistemas acuosos que emplean tanto los clásicos polímeros con bajo peso molecular como también los modernos polímeros con alto peso molecular. Por la alta constante dieléctrica del agua, en sistemas acuosos también es posible una buena estabilidad a través de la repulsión electrostática. En sistemas híbridos y resinas solubles en agua este mecanismo produce un efecto de estabilización adicional mientras que, en los dispersos puros, es el mecanismo de estabilización principal ya que para lograr un efectivo impedimento estérico no se dispone de las cadenas poliméricas solubles de la resina. Los aditivos de dispersión que aumentan la repulsión electrostática son en su mayoría sales de ácidos policarboxílicos. El grado de estabilización depende del espesor de la doble capa eléctrica y éste está fuertemente influido por la presencia de sales solubles, que pueden haber sido introducidas a través de las cargas y actúan reduciendo la estabilidad del sistema, efecto que aumenta en forma directa con su concentración. El impedimento estérico no se ve afectado por la presencia de estos electrolitos pero, en cambio, es fuertemente influenciado por la presencia de los cosolventes orgánicos encontrados en pequeños porcentajes en casi todas las formulaciones acuosas. Estos disolventes orgánicos pueden cambiar la solvatación de la estructura polimérica y provocar así importantes efectos sobre la viscosidad del sistema. Carga
eléctrica en los pigmentos Dentro de la pintura líquida, los pigmentos pueden transportar cargas eléctricas y, en tal situación, afectar la estabilidad de la mezcla ya que la carga que lleva cada uno depende del pigmento en sí y de la naturaleza de la resina: un mismo pigmento mezclado con diferentes resinas puede mostrar cargas muy distintas, como también diferentes pigmentos pueden mostrar distintas cargas con una
misma resina. Está claro que la posibilidad de floculación es mayor si en la pintura hay pigmentos con cargas distintas. Los aditivos transforman la carga de todos los pigmentos en positiva. De esta forma, el aditivo no sólo adapta la movilidad de los distintos pigmentos y provoca impedimento estérico sino que asegura que todos los pigmentos tengan la misma carga, evitando así inestabilidades por atracción de cargas de distinto signo. BIBLIOGR AFÍA Patton, T.C. Pigment Handbook. Properties and Economics. Vol. I. John Wiley and Sons.Toronto, Canada, 1973. Dör, H; Holzinger, F. Bióxido de titanio en pinturas de emulsión. Kronos Internacional Inc. Leverkusen, Alemania, 1991. BYK Chemie Aditivos. Humectantes y dispersantes en la industria de la pintura. Información técnica W L-1, Wesel, Alemania. 2000. Patton, T.C. Paint flow and pigment dispersion. John Wiley and Sons. New York, EE.UU. 1979. Agradecimientos El autor agradece a la Comisión de Investigaciones Cient í ficas de la Provincia de Buenos Aires (CIC) y al Consejo Nacional de Investigaciones Cinéticas y Técnicas el apoyo técnico económico brindado, que permitió la elaboración del presente art íc ulo. * *CIDEPINT:
Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnologí a de Pinturas (CIC CONICET). Av. 52 s/n entre 121 y 122. CP. B1900AYB La Plata. Argentina.
En busca de precisión en la aplicación Índice de Artículos En
busca de precisión en la aplicación
Página 2 Todas las páginas
Página 1 de 2
En un proyecto de aplicación de recubrimientos hay que seguir varias especificaciones. Las mediciones del espesor de película son claves para garantizar la protección necesaria y evitar defectos. por: Vanesa Restrepo B.
En un proyecto de aplicación de recubrimiento cualquiera, la precisión juega un papel clave desde el punto de vista técnico y económico. En la medida en la que se pueda controlar el espesor de la película aplicada, el contratista y el inspector podrán garantizar que se tenga la protección mínima necesaria para el sustrato, y que se aplique sólo la cantidad de pintura requerida para evitar desperdicio de recursos. En el mercado hay disponibles numerosas soluciones para la medición del espesor de la película de recubrimiento, tanto durante la aplicación (película húmeda), como entre capas y luego de finalizada la aplicación (película seca). En este último caso las mediciones son requeridas por los inspectores, quienes deben certificar la protección (que habrá suficiente pintura como para proteger el sustrato) y la cantidad (que no habrá cuarteamientos o pinholes por exceso de capas de pintura). Para que esta medición sea precisa, los inspectores recurren equipos magnéticos o de ultrasonido que determinan, sin necesidad de pruebas destructivas, la cantidad de pintura que se aplicó. Selección
del equipo Antes de adquirir un equipo para la medición del espesor de pelí cula seca es necesario determinar las necesidades del proyecto. De acuerdo con Richard Northrop, director de Marketing de DeFelsko Corporation, el tipo de equipo dependerá de la respuesta a las siguientes preguntas: 1. ¿Qué tipo de recubrimientos va a medir? Pinturas líquidas, pinturas en polvo, galvanoplastia, anodizado, etc. 2. ¿Cuáles son los rangos de espesor mínimo y máximo de cada capa? 3. ¿En qué sustratos se realizará la medición? Ferrosos, no ferrosos, madera, concreto, plástico, entre otros. 4. ¿Cuál es el tamaño y la forma de las piezas a medir? 5. En promedio, ¿Cuántas impresiones o descargas en pantalla necesitará? 6. ¿Cómo está midiendo esos recubrimientos ahora? En ese sentido coincide Alberto Nicatore, director de Raltec Ltda., Symetry Tecnologica C.A.- BYK Gardner, quien afirma que el sustrato y su curvatura son fundamentales para la determinación del tipo de medidor adecuado: ³Se debe tener claro las capas que intervienen en el recubrimiento total, tener claro si hay variables ópticas o mecánicas asociadas, necesidad de procesamiento de datos y su almacenaje, precisión necesaria real y dimensiones de la pieza a medir´.
En busca de precisión en la aplicación - Página 2 Índice de Artículos En
busca de precisión en la aplicación
Página 2 Todas las páginas No
Página 2 de 2
sólo se trata de un instrumento Hay aspectos que influyen en el proceso de medición y que, cuando no son considerados, dan pies a fallos en el resultado. Es por eso que Jesús Santafé,
gerente de operaciones para Venezuela, de la firma ATP Ingeniería recomienda verificar que la pintura esté completamente curada y adherida, pues la exposición a elementos húmedos puede afectar el funcionamiento de los medidores diseñados para películas secas. Agrega que la calibración de los equipos es vital para la precisión en los resultados: ³hay que hacer las calibraciones correspondientes siempre que se va a realizar una medición y comprobar que la pintura curó adecuadamente, de acuerdo con las especificaciones del fabricante´. Dicha calibración, en el caso de los medidores magnéticos, deberá ser hecha en concordancia con la norma a la norma SSPC-PA (22) -SSPC Method for measurement of dry paint thickness with magnetic gageAlberto Nicatore, entre tanto, refiere algunos aspectos adicionales que deben ser tenidos en cuenta. ³El radio de curvatura es una propiedad muy importante pues puede contribuir a algo de twisting al medir, otro factor importante es la consideración de la complejidad y tamaño de la superficie, entender que es indispensable determinar previamente a la medición cuál es número de muestras o mediciones mínimas estadísticas que deben realizarse sobre la misma, por lo que es indispensable contar con un buen software´. Uno de los errores más comunes en la medición de los espesores de película vienen desde el comienzo mismo del proceso, cuando el instrumento no es ajustado de acuerdo al sustrato en el que se va a trabajar. Cada superficie tienen un perfil de rugosidad diferente, eso hace que el cambio de sustrato suponga una nueva medición, de acuerdo con el manual del fabricante, para establecer cuál es el punto cero de cada caso en particular. La clave está en el buen uso En el caso de los medidores de espesor de recubrimientos, como en cualquier otro equipo usado en campo, es vital tener un protocolo establecido para el cuidado, transporte y almacenamiento. En este caso, Alberto Nicatore recomienda no exponer los equipos a campos magnéticos intensos como los de los detectores de metales y otros, evitar mojar los equipos o exponerlos por periodos prolongados en ambientes con alto conten ido de polvos o corrosivos y realizar la medición sólo cuando la superficie este totalmente curada. De igual manera, Richard Northrop señala que una vez que el medidor ha sido puesto en servicio, siempre deben ser inspeccionado antes de su uso: ³busque daños evidentes, sobre todo a la sonda o el cable de la sonda. Las sondas de presión constante debe moverse hacia arriba y hacia abajo libremente´. El representante de DeFelsko precisa que mientras que el cuerpo del equipo medidor puede trabajar incluso cuando rayado, mellado o con restos de pintura pintura, la sonda no puede. Por eso es necesario revisar la sondas y en caso de encontrar suciedad, removerla con un paño suave. En caso de que haya rayones o defectos irreparables, es necesario reemplazar la pieza para que el resultado sea exacto. Así mismo, hay que tener cuidado con las superficies calientes o rugosas, en caso de que haya una temperatura alta, debe dejarse reposar el equipo entre una medición y otra. En caso de que sea rugoso el sustrato, entonces se recomienda no arrastrar los medidores y sus partes hacia los lados, pues eso generaría rayones.
Los inspectores pueden saber que la sonda necesita cambio cuando los medidores hacen lecturas con valores muy inferiores a lo esperado. Cuando las lecturas, por el contrario, son muy superiores, es probable que haya restos de pintura adheridos a la superficie del sensor. Una vez se ha finalizado el proceso de medición el instrumento debe ser colocado de nuevo en en su bolsa o en el empaque original, con la punta de pruebas cubierta. Es recomendable guardarlo en un lugar fresco y seco, lejos de las temperaturas altas o de los campos magnéticos. Y como consejo práctico, se recomienda llevar siempre baterías de repuesto, para evitar retrasos indeseados en el trabajo de campo.
Recubrimientos para tanques de almacenamiento A nuestro correo [email protected] nos escribió Samuel Cubero enviándonos la siguiente inquietud: en una industria de petróleo en Costa Rica y estamos mejorando los sistema de protección anticorrosiva por medio de pinturas y recubrimientos. La consulta están en conocer sobre las combinación recomendadas de primario, intermedio, acabado para tanques de almacenamiento (externo e interno) de crudo, gasolina, diesel, etc y tanques de alcohol anhidro para producir gasolina con etanol. Las condiciones ser í a en ambientes severos y cerca del mar " . Consultamos la opinión del ingeniero Jaime Baldeón Garibaldi quien trabaja en el Laboratorio de Investigación y Desarrollo de la empresa peruana Corporación Peruana de Productos Químicos SA(CPPQ). y
" Trabajo
Esta fue su respuesta: Los tanques de almacenamiento son usados en todo el mundo para almacenar todo tipo de productos químicos en las refinerías, instalaciones petroquímicas, terminales, almacenes de despachos, estaciones de energía, etc. Por su ubicación los tanques pueden ser enterrados y aéreos. Este artículo tratara principalmente de los tanques aéreos. Por su forma estos son: de techo cónico (la gran mayoría), techo flotante y de techo flotante interno. Y su capacidad de almacenaje puede variar desde pocos metros cúbicos, hasta capacidades de más de 160,000 metros cúbicos. La construcción de estos tanques de almacenamiento sigue generalmente normas internacionales como The British Standards Institution (BS 2645) y The American Petroleum Insitutes (API 650). Estos estándares no consideran la naturaleza corrosiva del producto a contener y el grado de corrosividad del medio ambiente. Por tanto, el espesor de la plancha diseñado bajo estos estándares no puede tener la durabilidad esperada si el acero no es protegido adecuadamente. La selección del recubrimiento interior y exterior es una tarea muy importante para los especificadores. Para el correcto diseño de los sistemas protectores, los especificadores deben considerar diferentes parámetros como: condiciones de servicio (producto para almacenar, pH, temperatura, etc), el tipo de los recubrimientos usados (tipo de polímero, número de capas, resistencia química, etc). Selección
del Recubrimiento 1.Por su posición en el sistema
1.1 Capa Primaria: Es la primera capa aplicada al substrato y debe tener las principales características: Adherencia: El producto se adhiere mediante valencias primarias ó enlaces químicos ( ej. Zinc Inorgánico ZIO), por otro lado también puede originar enlaces de valencia secundaria o polar (Ej. Epóxicos, Epóxicos modificados). Y por ultimo adhesión mecánica, relacionado al perfil de rugosidad del substrato. Protección Anticorrosiva: Las capas primarias deben de tener pigmentos que le otorguen propiedades anticorrosivas a la pintura mediante el mecanismo de protección catódica (Zinc), ó mediante el mecanismo de protección anódica (Fosfatos, molibdatos). Cabe mencionar que por regulaciones ambientales los pigmentos a base de plomo y cromatos están siendo descontinuados y no están siendo especificados actualmente. 1.2 Intermedio: El mecanismo principal de protección de estas capas es el ³efecto capa barrera´ dado por el espesor de la pintura y por el tipo de polímero usado. El entrecruzamiento producido en el curado de la pintura producirá una capa más o menos impermeable. Normalmente las capas intermedias pueden ser Acrílicos, Epoxicos, Epoxy Novolacas. 1.3 Acabado: Muchas veces el producto usado como capa intermedia puede ser usado como capa de acabado. Pero las principales características de esta capa son: Efecto Capa Barrera- Al igual que la capa intermedia estos productos deben ofrecer una alta impermeabilidad. Resistencia
al Medio- Dependiendo si se protege el interior o exterior de los tanques de almacenamiento. El producto debe ofrecer la resistencia al medio que estará en contacto (la atmósfera para los tanques exteriores) y (el tipo de fluido que contendrá el tanque). Para tanques exteriores la estabilidad al brillo y a los rayos UV es un factor muy importante, por lo que normalmente se usan como acabados productos basados en Poliuretano o Polisiloxanos (PSX). 2.Por el tipo de Resina {mosimage}La clasificación mas importante está dada por el tipo de polímero que se usa para proteger los tanques de almacenamiento. Las características intrínsecas de cada uno de ellos nos ofrecerán prácticamente las características de la pintura y por lo tanto su funcionamiento o no bajo determinadas condiciones de servicio. 2.1 Acrilicos: Son resinas que tienen un mecanismo de curado por evaporación formando una película estable y semi-rígida. Actualmente reemplazan con mayor eficiencia a los sistemas alquídicos. Existen en el mercado Acrílicos base solvente, pero los más usados hoy en día son los basados en agua, por las exigencias de protección ambiental. Los fabricantes pueden ofrecer como primarios (DTM directo al metal) y como intermedio y acabados. Se caracterizan por su buena estabilidad a la luz y a los rayos UV. Son recomendados para ambientes no muy agresivos y sólo para exteriores. 2.2 Epóxicos: Son las resinas de mayor uso para la protección de tanques de almacenamiento, interior y exterior respectivamente. En los últimos años la tecnología química de los Epoxicos ha variado tremendamente, existiendo hoy en día una variedad muy importante. Bisfenol A- Son los que tradicionalmente se han usado y se vienen usando para desarrollar pinturas de protección para tanques. De acuerdo a su peso molecular, estos pueden originar productos con bajos sólidos y lo que hoy en día se usa es
Epoxicos de altos sólidos. Presentan una característica de buena resi stencia química y física. Tienen una desventaja que no son estables a la luz UV produciendo una degradación y pérdida de color y brillo. 2.3 Poliuretanos: Es el producto resultante de la reacción de un diisocianato, normalmente alifático con un polyol difuncional (acrílico o poliéster), producie ndo un producto de poliuretano de buena resistencia física y química y con una alta estabilidad al brillo y color. Normalmente usado como capa de acabado en exteri or de tanques de almacenamiento sobre una capa intermedia Epóxica. En exteriores el sistema ZIO/Epoxy/PUR es el de mejor desempeño. 2.4 Polisiloxanos: La aplicación de éste tipo de tecnología es relativamente nueva en el campo de los recubrimientos protectores. La química de estos productos esta basado en el silicio (inorgánico) a diferencia de l os productos Epoxicos y PUR que están basados en el carbono. Esta propiedad hace que los PSX tengan una alta impermeabilidad, por lo tanto una mayor protección anticorrosiva similar a los epóxicos; y una excelente estabilidad al brillo y color similar a lo s PUR. Por lo que normalmente reemplazan al sistema Epoxy/PUR. Con una buena capa de primario y una capa de PSX ofrecerá en exterior de tanques un alto desempeño. Conclusión
Una incorrecta selección del recubrimiento protector para interior y exterior de tanques de almacenamiento puede originar una falla prematura y normalmente en costos de mantenimiento y reparación muy altos para cualquier empresa. Para evitar y prever estos problemas los especificadores deberán conocer todos los parámetros más importantes para especificar el mejor sistema de protección. Para exteriores es muy importante conocer el medio ambiente atmosférico al que estarán expuestos los tanques: Rural, Industrial, Marino ó Marino Industrial. Para Interiores es de vital importancia conocer el tipo de producto que va a contener el tanque, su agresividad química, pH, temperatura, etc. Por el tipo de desempeño los recubrimientos para interiores son diseñados y especificados siguiendo un procedimientos especiales de selecció Comentarios (41) carlos A enero 07, 2008 190.40.65.47 Votos: +1 y y y
recubrimiento para tanques API 650 biodi Desearia saber que recubrimientos contienen FRP para proteger tanques de biodiesel, además si estos recubrimientos se utilizan tanto al interior como al exterior del tanque en mención. Les agradeceria mucho si me pueden recomendar alguna marca y si puedieran pegar la tabla de tal manera que pueda ser analizada. Agradezco de antemano su gentil respuesta. Saludos
Jaime Baldeon
enero 21, 2008 200.37.116.210 Votos: +0 y y y
recubrimiento para tanques API 650 biodi Los recubrimientos FRP estan basados en resinas epoxicas, poliesteres y vinilesteres. Estos son recubrimientos reforzadso con mantas de Fibra de Vidrio y son usados exclusivamente para interiores de tanques (Tank Lining). Carlos te enviare directamente a tu correo la versión completa del articulo presentado a Inpra, donde podras observar la tabla de resistencia quimica. Saludos
ABEL
enero 24, 2008 192.100.181.87 Votos: +1 y y y
informacion requerida ing jaime baldeon me podras mandar el articulo que mencionas acerca de los recubrimientos FRP? ACTUALMENTE ESTAMOS ESPECIFICANDO RECUBRIMIENTOS PARA INTERIOR Y EXTERIOR DE SEPARADORES DE GAS AMARGO Y CONDENSADOS .
Jaime Baldeon enero 25, 2008 200.37.116.210 Votos: +0 y y y
Recubrimientos para Tanques Estimados Colegas Carlos y Abel, he enviado a sus correos la informacion requerida por uds. Los Sistemas FRP son muy usados como recubrimientos Tank Lining, para recuperar planchas deterioradas en fondos de tanques y alargar el tiempo de vida util, sin necesidad de cambio de estas. Los sistemas FRP mas usados y manejebles son los basados en Epoxy Novolac. El Sistema consta de un Primario Epoxy Poliamidoamino, Laminado FRP basado en Epoxy Novolac, y Acabado Epoxy Novolac 100%. Los acabados pueden variar dependiendo del la agresividad del liquido a contener. Saludos
Adrian G randa
enero 29, 2008 190.42.165.237 Votos: +0 y y y
Sistema Devmat para Tank Lining
Colegas, en el Peru hemos aplicado estos sistemas en varios interiores de Tanques en Petro Tech Peruana S.A., la marca que comercializamos, DEVOE COATINGS, tiene un sistema de recubrimientos llamado DEVMAT los cuales trabajan bajo los parametros indicados en sus comentarios. El costo es elevado pero se justifica debido a que pueden durar hasta 25 años antes del primer mantenimiento. Para cualquier consulta adicional pueden contactarme al celular 51 -1-96510493
Jordi Calvo Carbonell enero 31, 2008 89.129.50.225 Votos: +1 y y y
Comentario al artículo Felicito al Sr. Manuel Cubero por la excelente exposicón del tema. Quisiera añadir solo dos puntualizaciones: En primer lugar al hecho de utilizar la misma capa intermedia como capa de acabado, estas pinturas que se utilizan para mejorar el efecto barrera, también llamadas de "capa gruesa" o "High Build" acostubran a ser productos con un PVC ligeramente inferior al PVCC y por tanto tienen un brillo relativamente bajo lo cual no las hace i doneas como capa de acabado. En segundo lugar cuando habla de la naturaleza de los productos y se refiere a los acrílicos dentro de sus desventajas se deberia añadir su baja resistencia a los disolventes. Se trata de un artículo francamente bueno. saludos.
lic. salido febrero 06, 2008 189.176.83.252 Votos: +0 y y y
... voy a pintar un tanque por el exterior que contiene cianuro y me recomiendan un epoxico novalc 100%, pero es muy caro que otras opciones tengo
Jaime Baldeon febrero 06, 2008 200.60.220.56 Votos: +1 y y y
Respuesta a Lic. Salido Los recubrimientos epoxy novolac 100% estan recomendados para interior de tanques (Tank Lining). Existen diferentes tipos de epoxy novolac que dependiendo de su funcionalidad tienen diferente resistencia quimica a acidos y solventes. Para exteriores, se debe analizar el medio ambiente externo (Rural, Industrial y Marino/Industrial) El Mejor sistema es el tricapa: ZIO/Epoxy High Solid/PUR
(Dimetcote 9/Amerlock 400/Amercoat 450HS). Si el ambiente es moderado o rural se puede obviar la capa de ZIO. Un sistema mas económico y de buen resultado: (epoxy HS/PUR) ej. (Amerlock 400/Amercoat 450HS).
Israel Robles Barrera marzo 26, 2009 189.228.14.209 Votos: +0 y y y
... Estoy calculando un tanque(acero al carbono) e intercambiador de calor ubicado en el interior del tanque construido con tubos de cobre y acero al carbono, el fluido de trabajo del intercambiador en etyl-glycol(anticongelante) la temperatura de operacion en el tanque es de 70°C, que el equipo operará en ambiente marino, ¿ que recumbrimiento interno y externo me recomiendan aplicar al tanque para evitar la corrosion, el tanque contendra agua para consumo humano.
Vanesa
Restrepo marzo 27, 2009 200.75.80.201 Votos: +1 y y y
Respuesta Apreciado señor Robles. Consideramos su inquietud para nuestro próximo consultorio. Gracias por escribirnos y esperamos que siga participando. El equipo de Inpra Latina
carmen freitez junio 24, 2009 200.44.22.111 Votos: +2 y y y
mantenimiento de tanques para alamcenamiento de agua potable soy estudiante de ing. civil. por favor necesito toda la informacion sobre mantenimiento para almacenamiento de agua potable, les agradeseria un monton si me pueden ayudar
Carolina Villalobos julio 21, 2009 200.11.208.122
Votos: -1 y y y
Solicitud Información ¿Que producto me podria recomendar para la parte interna de un tanque de agua de alimenatción para la caldera, donde el agua esta a una temperatura de operación de aprox. 120 °C, filtrada, suavizada y tiene un aproximado de 10% de oxigeno disuelto?
edgar ayala septiembre 09, 2009 190.43.43.31 Votos: +0 y y y
reuso de tanque Estimado Ing.Baldeon En mi empresa estamos por dar de baja un tanque que fue utilizado para almacenar bunker-6, pero actualmente ya usamos gas natural, asi que queremos usarlo para almacenar aceite de soya, cual es el solvente y la pintura mas adecuada para poder almacenar el nuevo producto ?
LUIS GR ANES septiembre 11, 2009 66.93.173.226 Votos: +0 y y y
Tanques de Almacenamiento Las carateristicas de los productos conocidos como Primarios o Primers, es la de generar una superior adherencia entre el revestimiento anticorrosivo y el substrato que se trata de proteger. Mayormente, los revestimientos anticorrosivos, poseen la tendencia de ser muy viscosos, bien sea por ser formulas de altos contenidos solidos, 100% Solidos o cpon cargas de agregados. Mientras que los Primers or Primarios, son productos de base resina, con muy poca o ninguna clase de agregados. Esto permite que el Primer penetre el perfil de anclaje generado en el substrato, garantizando una buena adherencia al revestimiento protector. Generalmente, la resitencia anticorrosiva de los Primers, tiende a ser minima o nula, salvo cuando el primer que se utiliza es de la misma formulacion del revestimiento protector. El tipo de revestimiento se determina en base al nivel de agresividad quimica que exista en el tanque a ser protegido.
Nahuel
febrero 04, 2010 200.1.118.115 Votos: +0
y y y
Consulta engomado Estimado: Estoy analizando unos tanques que contendrán solución de cianuro ph=10.6 y concentración 55% en peso.. El tema es que se propuso engomarlos, pero debido a que se deben soldar en obra, estoy buscando una alternativaa este revestimiento. Quería saber si hay alguna sustancia de aplicación más fácil, tal que se pueda aplicar en su totalidad antes de soldar a fin de mandar los tanques protegidos desde el taller y revestir lo menos posible en obra. Temperaturas en obra:-30/50°c. Desde ya muchas gracias.
Luis Granes A febrero 04, 2010 66.93.173.226 Votos: +0 y y y
Revestimientos de tanques - Varias respuestas. 01.- Para Adrian, no me parece correcto que menciones la marca comercial que tu representas. La idea es dar apoyo y si quieres, le puedes dar tu producto, con nombre y apellido, en un e-mail privado. Yo puedo hacer lo mismo y volveremos esto un arroz con mango. 02.- Acerca de los Novolaks. un Novolak 100% Novolak y 100% Solido es mas caro que los Novolaks hibridos, ya que la resina es pura y no ha sido diluida. Esta es la razon por la que estos productos son mas costosos, pero no son mas caros, ya que los 100% novolaks, duran muchisimo mas tiempo y su resistencia quimica es superior. 03.- Para Abel, Los revestimientos de Matas de Fibra de Vidrio son clasicos pewro traen el problema de que si el tanque que estas revestiendo sufre de muchas tensiones, como el Acero y la fibra poseen coheficientes de dilatacion completamente diferentes, terminaras con dos tanques dentro de uno. Existen nuevas tecnologias con productos de resina, con las fibras agregadas a la misma, que te permiten revestir tanques es un 25% del tiempo, con excelente resistencia a la tension, dilatacion y condiciones quimicas. 04.- Para Edgar, primero que nada, si el Aceite de Soya es para consumo human, necesitas un revestimiento aprobado para contacto con los alimentos. La preparacion de la superficie debe incluir la remocion total de los contaminates de los productos antes almacenados y alcanzar al menos un perfil de anclaje de 3 mils. El acabado debera ser metal blanco. (SSPC SP 5 o NACE 1). 05.- Para jaime, trata de dar una recomendacion lo mas neutra posible, ya que de esta manera, tu recomendacion es tomada de manera mas profesional. 06.- En relacion a la pregunta inicial, los tanques de almacenamiento sufren de ataque por parte de los agentes quimicos, asi como por el abuso fisico al que se expone el tanque. El correcto manejo de las condiciones ambientales en el tanque, a la hora de la aplicacion del revestimiento, incide directmente en lo que se aplica. Los revestimientos internos tienen que ser quimicamente resistentes al ambiente dentro del tanque y el revestimiento externo tiene que ser resistente al ambiente en el area, asi como a los rayos UV, para evitar el deterioro del mismo.
Juan Torio febrero 11, 2010 189.130.105.39 Votos: +1 y y y
director acerca de los recubrimientos FRP nosotros tenemos algunos, pueden visitarnos en la paginawww.solartechuv.com es muy interesante
Gerardo Cedillo
febrero 15, 2010 200.78.219.194 Votos: +0 y y y
Información recubrimientos FRP Jaime Baldeon Me podría enviar información sobre los recubrimientos FRP para interior de tanques
Luis Granes A. febrero 16, 2010 66.93.173.226 Votos: +0 y y y
Recubrimientos con FRP Todo depende de que estas buscando Gerardo. Si te interesan los revestimientos clasicos, tipo Sandwich de Epoxy con Fibra o si estas buscando las nuevas tegnologias, las cuales vienen con la fibra incluida en la resina, que son de las nuevas tegnologias que te permiten hacer el revestimiento de tu tanque en apenas el 20% del tiempo que toma hacerlo con los revestimientos clasicos. Saludos. Luis Granes A.
Fco. Martinez
febrero 18, 2010 72.37.171.196 Votos: +2 y y y
Recubrimientos interior de tanques Acerca de los recubrimientos para interior de tanques es necesario tener varios datos para poder determinar los recubrimientos adecuados de acuerdo al tipo de producto que van a contenter asi como concentraciones y temperatura, en segundo termino ver el tiempo de paro que se requerira asi como el costo y tiempo estimado de vida util y si contendra otros productos posteriormente, teniendo estos datos s e podra dar una recomendacion adecuada para determinar el recubrimiento adecuado en relacion con lo anterior. Me pongo a sus ordenes para cualquier informacion en Mexico de International, CEILCOTE y Enviroline '>[email protected]
Vanesa
Restrepo febrero 18, 2010 190.158.228.179 Votos: +0 y y y
Sugerencia Gracias a Francisco, Luis, Jaime y Jordi que han ayudado a nuestros lectores con sus inquietudes. Si alguien tiene una inquietud específica puede remitirla a '> [email protected] y la incluiremos en los próximos consultorios. Saludos, Vanesa Restrepo Subeditora
Carlos Alberto
febrero 18, 2010 190.125.76.94 Votos: +0 y y y
Recubrimientos FRP ing jaime baldeon me podras mandar el articulo que mencionas acerca de los recubrimientos FRP? agradezco su atencion.
SAMUEL CUBERO VAR GAS
febrero 25, 2010 201.193.217.177 Votos: +0 y y y
Ing. Químico
Ing. Jaime Baldeon, que efecto puede tener en la capa primaria el uso de Zinc orgánico y no el inorgánico como usted recomienda a mediano o largo plazo? Gracias por atender a mí consulta inicial. i nicial.
Jaime Baldeon febrero 25, 2010 200.37.116.210 Votos: +0 y y y
Recubrimientos FRP Los Recubrimientos FRP, son polimeros reforzados con Mantas de Fibra de Vidrio(multidireccionales, Vidrio(multidireccionales, bi direccionales, tejidas y en Velo), asi como en escamas GFK. No es tan simple el diseño y aplicacion de estos sistemas. Los polimeros pueden variar de Epoxicos Bis A, Bis F, Epoxy Novolacas, Poliester y Vinilesteres. Asi como de que es lo que se quiere proteger:superficies de acero o concreto??, tanques de contencion contenci on primaria o secundaria???Las mantas han sido diseñadas para incrementar la impermeabilidad de los recubrimientos, pero tambien para alcanzar el coeficiente de dilatacion del concreto o acero ya que se usan polimeros rigidos y quebradizos. Asi como altamente exotermicos y que generan microfisuras en la pelicula. peli cula. Los que desean profundizar en este tema, favor contactarse al correo: '> jbaldeon@cppq [email protected] .com.pe.. Gracias
Jaime Baldeon febrero 25, 2010 200.37.116.210 Votos: +0 y y y
Ing. Quimico Samuel: Los recubrimientos de Zinc Organico (OZ) y Los inorganicos (IOZ, ambos tienen el mecanismo mecani smo de proteccion catodica por anodo de sacrificio, dentro de los primarios son los que tienen mas eficiencia en la proteccion anticorrosiva. La unica diferencia entre los l os dos es el tipo de vehiculo usado (uno es un polimero organico y el otro es inorganico), por los estudios relizados el IOZ es el que da la mejor eficiencia de PC ya que existe 100% 10 0% TRANSMISION TRANSMISION DE ELECTRONES. ELECTRONES. Por lo tanto cuando se requiera una alta durbailidad del acero sugiero el IOZ. Esta comprobado tambien que en sistemas tricapa (Z/epoxy/pur) para exteriores exterio res de tanques o estructuras la diferencia de la eficiencia de PC entre el IOZ y OZ es menor.
Vanesa
Restrepo febrero 25, 2010 190.159.69.235 Votos: +0
y y y
Ampliación El tema de los recubrimientos OZ e IOZ es bastante interesante. Aquí pueden ampliar la información al respecto: http://www.inpralatina.com/201...ccion.html
Javier Alonso marzo 01, 2010 189.229.117.146 Votos: +0 y y y
Ingeniero Químico Hemos escuchado que existen recubrimientos FRP con curado UV, puede alguien decirnos si conocen alguno y sus comentarios.
Jaime Baldeon marzo 02, 2010 200.37.116.210 Votos: +2 y y y
FRP con curado UV?? Tecnicamente el FRP es un "polimero" reforzado con Fibra de Vidrio. Esta FV puede ser en Manta de direrentes di rerentes pesos por m2 y diferentes formas: Multidireccionales, Velo, bidireccionales (tejidos) y en escamas. Dependiendo del polimero usado usado y de el tipo de FV, el FRP tendra diferen tes propiedades de Resistencia Quimica y sobre todo resistencia mecanica (Resistencia a la Flexion ASTM C580, Coeficiente de expansion termica ASTM C531 y permeabilidad ASTM E96). Los Recubrimientos de curado UV son polimeros (oligomeros acrilados) que por accion de fotoiniciadores y la accion de Luz UV reaccionan formando formando el polimero final, estos oligomeros pueden ser Epoxicos y Poliuretanos. Poliuretanos. Actualmente se usan recubrimientos de curado UV basados en PUR en Pisos de concreto. Estos productos llevan agregados como chips vinilicos y/o cuarzos coloreados. No conozco si existe comercialmente FRP de curado UV, pero tecnicamente creo que puede ser s er posible su desarrollo, sobre todo para pisos (ya que las maquinas UV son pesadas) estos pueden ser poliuretanos que pueden tener como refuerzo Fibra de vidrio. vi drio. Saludos
Javier Alonso marzo 11, 2010 189.229.117.146 Votos: +0 y y y
... Gracias a Jaime Baldeon por su respuesta acerca de los recubrimientos FRP de curado UV, he investigado algo al respecto pues creo, la tecnología de curado UV es parte del futuro ahora, por su rapidez y retorno al servicio. El sitio web que por allí alguien menciono en este medio www.solartechuv.com tiene un sistema FRP en rollo, resinas líquidas y pasta de relleno rell eno con este tipo de curado. Al parecer lo utilizan para proteger de la corrosión en tubería enterrada, sumergida sumergi da y área y también según se aprecia como sustituto del metal en el aislamiento térmico. saludos y nuevamente gracias por su respuesta.
Juan Torio marzo 11, 2010 189.229.117.146 Votos: -1 y y y
México He investigado un poco sobre la protección anticorrosiva en campo, sobre construcciones existentes con metalizado de zinc y aleaciones varias (zinc/aluminio). Alguien Alguien del foro puede darme información acerca de algún proveedor en México de este tipo de sistema? gracias por su respuesta.
Rusty marzo 12, 2010 66.93.173.226 Votos: +0 y y y
Para Nahuel Nahuel, los revestimientos de base resina, son mas faciles de reparar que los revestimientos con Goma. Por otro lado, puedes usar un revestimiento de sacrificio, el cual podria ser basicmente la l a instalacion del Primer, como revestimiento y luego de la soldadura de las piezas y partes, procedes a remover el Primer danado y el revestimiento correspondiente. Espero verlos en NACE 2010 San Antonio. Luis Granes A. Sauereisen Inc. International Sales Manager. NACE 011517 NACE 5720 SSPC 422694 12-963-0303 ext 234 412-916-5768 Cell 412-973-7620 Fax
david marrugo
marzo 25, 2010 190.9.220.40 Votos: -1 y y y
Almacenar etanol en un tanque de acero al carbon es la primera vez que entro a este tipo de consultorio y creanme he aprendido muchisimo. Mi inquietud es la siguiente. EN la empresa donde labora necesitamos almacenar etanol urgentemente para mezclarlo con gasolina corriente y extra. Resulta que en el momento ( por lo menos 1 año), no disponemos sino de un tanque de acero al carbon tipo vertical para almacenarlo. la pregunta es: que tipo de revestimiento interno debo usar para almacenar el etanol en este tipo de tanque( acero al carbon), debido al alto grado de CBT ( corrosion bajo tension) del etanol... Espero me puedan ayudar necesito almacenar el etanol lo mas rapido posible. Ing. David Marrugo
JAIME BALDEON marzo 31, 2010 200.37.17.98 Votos: +2 y y y
Almacenar etanol en un tanque de acero al carbon El uso del etanol (Bioetanol) esta muy difundido en la industria petroquimica en reemplazo de los eteres ETBE y MTBE que son contaminantes. Dependiendo de la concentracion del Etanol en la gasolina se puede recomendar un sistema para el interior de los tanques (Tank Lining). Para E15 a E85 (Gasolinas con 15% y 85% de etanol); existen producto s epoxi Bis A 100% solidos curados con aminas Cicloalifaticas ó lo mejor EPN (Epoxy Phenolic Novolac) 100% solidos a EPS entre 15 y 20 mils totales. Para E100 (etanol puro) es recomendable aplicar EPN 100% solidos reforzado con GFK (Escama de Fibra de Vidrio) a EPS de 30 mils Totales. Saludos
Aristeo
Pérez abril 14, 2010 189.188.169.201 Votos: +0 y y y
Austin Tx. hemos encontrado los recubrimientos FRP o GRP gracias a Javier Alonso que nos ha comunicado el sitio web de solartechuv, hemos entablado conversaciones para la protección del concreto en canales de descargas químicas, diques de conteción secundaria, fosas de neutralización, todo esto de concreto. Invito al foro a conocer
mas de estos productos de nueva generación. saludos
danny diciembre 12, 2010 190.234.169.110 Votos: +0 y y y
... son muy interesantes sus comentarios de cada uno sobre el pintado interno de tanques. Quisiera saber mas sobre cuanto es una cotizacion de gasto en pintado interno de un tanque de un vol. determinado con la pintura mas retanble que se pueda encontarar en mercado de pinturas. cualquiera de ustedes agradesco por anticipado su respuesta. Y a usted jaime baldeon me podrias mandar el articulo que mencionas acerca de los recubrimientos FRP? te agradeceria ok saludos a todos
Vanesa
Restrepo diciembre 13, 2010 190.29.29.214 Votos: +0 y y y
... Danny, Hemos remitido su inquietud al ing. Baldeón para que lo responda. Le estaremos informando oportunamente de su respuesta. Gracias por su comentario. Saludos,
Ricardo ortis g enero 24, 2011 201.163.214.230 Votos: +0 y y y
... Que tal! Que material podria utilizar para recubrir un tanque de almacenamiento de diesel de 20mil lts, el tanque es de acero y el piso de este esta muy dañado por oxido.
Gustavo Muñoz
enero 25, 2011 201.223.68.84 Votos: +0
y y y
... Lo primero que debes hacer es granallar todo el TK para limpieza profunda y verificar estado del piso que no tenga hoyos, asi tambien te aseguras de la adherencia del 784/32 C-Line,a dos capas, si el piso ha perdido espesor te recomiento entre la primera y segunda capa utilices una masilla del mismo componente.
Ramon Bustamante mayo 28, 2011 189.170.29.171 Votos: +0 y y y
... Hola, Soy ing. Civil y estoy por construir tanques con las siguientes especificaciones de contenido (es para mina) tanquepHCN mg/lHS mg/l 1103590 24.535939.5 34.535939.5 4 4.5 359 39.5 51031935 61031935 7102410 9122410 10700 111400 12--00 13110297000 141200 Y me gustaria que me recomendaran un producto para pintura interior y exterior. Gracias
Ramon Bustamante mayo 28, 2011 189.170.29.171 Votos: +0 y y y
... Perece que no sirve de nuevo los PH andan entre los 0 y 14, la concentracion CN anda entre 0 y 359 mg/l, la concentracion HS anda entre 0 y 39.5 mg/l y uno de ellos tiene 297,000 mg/l, aunque creo que este dato esta mal o no lo interpreto bien. Desconozco el
significado de los datos aunque investigando encontre que es cianuro (CN) y sulfuro de hidrogeno (HS) gracias
Ramon Bustamante mayo 28, 2011 189.170.29.171 Votos: +0 y y y
... Tanque-------pH------------CN mg/l----HS mg/l 1------------------10-------------359--------------0 2------------------4.5------------359-------------39.5 3------------------4.5------------359-------------39.5 4------------------4.5------------359-------------39.5 5------------------10-------------319-------------35 6------------------10-------------319-------------35 7------------------10-------------241--------------0 8------------------12-------------241--------------0 9-------------------7---------------0----------------0 10-----------------14--------------0----------------0 11----------------- -- --------------0----------------0 12-----------------11---------------0------------297000 13-----------------12---------------0----------------0 a ver como queda la tabla Documentación HEMPEL Una buena manera de predecir el futuro es examinando el pasado. Este es uno de los motivos por los que HEMPEL se ha esforzado en documentar todas las inspecciones que ha realizado con informes escritos. Estos informes contienen datos vitales sobre los espesores aplicados, fotos digitales y notas específicas. La información no sólo sirve para verificar la buena aplicación realizada, o registrar sus desviaciones, sino que ayuda a predecir el resultado futuro del sistema. De hecho, con frecuencia los siguientes mantenimientos dependen de la información que contienen estos informes. La documentación de HEMPEL cubre las siguientes fases de la inspección:
y y y y y y
Evaluación pre-proyecto Previo a la preparación de superficie Durante la preparación de superficie Previo a la aplicación de pintura Durante la aplicación de pintura Tras la aplicación de pintura
Durante estas seis fases hay numerosos puntos de atención individualizada. Estos se h an definido tras años de experiencia y conocimiento práctico acumulado por nuestros asesores técnicos. En la f ase de proporcionar la inf ormación, es importante documentar aquellas desviaciones relevantes de la especificación de pintado para prever y realizar las acciones correctivas en el plan de mantenimiento. Las desviaciones siempre pueden ocurrir, y es la obligación del asesor técnico colaborar en la obtención de los mejores resultados posibles según las circunstancias reales de ejecución de la obra, y asegurarse de que nuestro cliente obtiene el
máximo valor posible de su inversión.
Reducción Costos Un servicio técnico calificado mejora la calidad y contribuye a la reducción de costos. Cuando una pintura falla, el resultado habitual es la aparición de óxido, picaduras, ataques químicos u otras formas de deterioro. Pueden haber muchas razones para un fallo prematuro, como especificaciones de pintado incompletas, utilización de pintura inadecuada para un a mbiente determinado, escasa información sobre el pintado o exposición a un ambiente más agresivo que el inicialmente esperado. No obstante, en la mayoría de los casos, más del 90% de los defectos encontrados se deben totalmente o en parte a dos razones básicas: deficiente preparación de superficies y/o aplicación inadecuada. Este es el motivo por el que el cliente recla ma la presencia de inspectores de HEMPEL durante la fase de nueva construcción, o bien durante el mantenimiento programado. Nuestros clientes s on conscientes de que la experta opinión de nuestros inspectores les permitirá obtener beneficios a largo plazo, siempre y cuando todos los detalles de la aplicación y preparación de superficies se realicen y documenten según las indicaciones de H EMPEL. Cada uno de los inspectores conoce los límites y tolerancia que debe seguir con el aplicador, y comprende las consideraciones prácticas de cada proyecto en particular. Como muchos aplicadores y propietarios saben, si se ignoran estas recomendaciones, los costos derivados de un fallo del sistema de pintado pueden ser astronómicos, tanto en t érminos de repintado, como los que puedan ocasionar las paradas en el proceso. Durante la fases de construcción y mantenimiento, el inspector de pintado proporciona valiosas indicaciones de acuerdo con las mejores prácticas habituales, basadas en su propia experiencia manejando proyectos. Habitualmente el período de tiempo entre la construcción y el primer mantenimiento es directamente proporcional a los conocimientos del inspector de pintado. Servicio Técnico Nuestra misión consiste en proporcionar a nuestros clientes asesoramiento técnico profesional que les permita la toma de decisiones basada en un profundo conocimiento técnico. HEMPEL SERVICES es una unidad de negocio de la organización HEMPEL, cuya capacidad técnica esta disponible en todo el mundo, allí donde se utilicen nuestras pinturas. Todos los días más de 400 técnicos en pinturas altamente calificados, de los cuales más de 200 tienen la certificación NACE y/o FROSIO, colaboran en la optimización de los múltiples proyectos en ejecución para obtener un rápido retorno de la inversión realizada por nuestros client es. Con el fin de proporcionar un servicio de la más alta calidad, estamos trabajando arduamente en la identificación de los elementos clave de los proyectos y estamos planificando métodos efectivos para medir y manejar estos elementos, proporcionando la documentación adecuada durante todo el proceso. No obstante, el mantenimiento de un alto
