Revestimientos No – Metálicos Orgánicos : Pinturas y Polímeros *Este material se utiliza exclusivamente en docencia.

Constituyentes de las Pinturas La pintura como sistema de protección anticorrosivo, presenta una serie de propiedades importantes, tales como facilidad de aplicación y manutención, relación costo-beneficio razonable, y puede proporcionar, además de eso, otras propiedades, como ser: Finalidad estética – tornar el ambiente agradable, Auxilio en la seguridad industrial, Señalización, Identificación de fluidos en tuberías o reservorios, Impedir la incrustación de microorganismos marinos en cascos de embarcaciones, Impermeabilización, Permitir una mayor absorción de calor, a través del uso correcto de los colores, disminución de la rugosidad superficial. Constituyentes de las Pinturas

Vehículo Fijo o Vehículo No Volátil (VNV) Como ejemplo de vehículos fijos se pueden citar: Aceites vegetales, Resinas alquídicas, Resinas acrílicas. El nombre de la pintura se asocia normalmente con el de la resina presente en su composición, por ejemplo: Pintura alquídica – resina alquídica Pintura acrílica – resina acrílica VNV convertibles: cuando en la formación de la película se observan transformaciones físico-químicas en la estructura de los vehículos, como oxidación, condensación, etc. VNV no convertibles: cuando la película se forma simplemente por la evaporación del sistema solvente, esto es, no sufre durante o después de la aplicación ninguna modificación estructural.

Solventes o Vehículos Volátiles Los solventes son sustancias puras empleadas tanto para auxiliar en la fabricación de pinturas, en la solubilización de resina y en el control de la viscosidad. Dentro de un gran número de solventes utilizados en la industria de las pinturas, podemos citar: Hidrocarburos alifáticos – nafta y aguarrás mineral; Hidrocarburos aromáticos – tolueno y xileno, Ésteres – acetato de etilo, acetato de butilo y acetato de isopropilo, Alcoholes – etanol, butanol y alcohol isopropílico, Cetonas – acetona, metiletilcetona, metisobutilcetona y ciclohexanona, Glicoles – etilenglicol y butiletilenglicol, Solventes filmógenos – son aquellos que, además de solubilizar la resina, se incorporan a la película por polimerización, como por ejemplo el estireno. Los solventes pueden clasificarse en: Solventes verdaderos: son aquellos que se disuelven, o son miscibles, en cualquier proporción, con una determinada resina. Solventes auxiliares: solos no solubilizan el vehículo, o resina, pero aumentan el poder de solubilización del solvente verdadero, como por ejemplo, el tolueno – solvente auxiliar para resinas acrílicas y vinílicas. Falso solvente: sustancia que posee un bajo poder de solvencia, usado normalmente para reducir el costo final de las pinturas.

Aditivos Son los compuestos empleados en pequeñas concentraciones, en las formulaciones de las pinturas con el objetivo de conferirles (o a las películas) determinadas características que sin ellas serían inexistentes. Dentro de esos aditivos más comunes empleados en las formulaciones de pinturas, se pueden citar: Secantes: tienen la finalidad de mejorar el secado de las películas de pintura, Anti-sedimentantes: reducen la tendencia a la sedimentación de los pigmentos, impidiendo así que se forme un sedimento duro y compacto en el fondo del recipiente durante el período de almacenamiento, Antinata: es la formación por oxidación de una película cubriendo la superficie de la pintura. Plastificantes: son compuestos incorporados a las formulaciones de las pinturas con el objetivo de mejorar la flexibilidad adecuada de las películas. Nivelantes: confieren a las películas mejores características de nivelación o espaciamiento, principalmente en la aplicación por medio de rodillos. Antiespumantes: evitan la formación de espumas, tanto en la fabricación como en la aplicación de las pinturas. Agentes tixotrópicos: utilizados principalmente en las pinturas de elevada densidad, a fin de que puedan ser aplicadas en el espesor correcto en superficies verticales. Antihongos: se emplean para prevenir el deterioro por hongos o bacterias, de la pintura dentro del embalaje, o de la película aplicada.

Pigmentos Películas de Pinturas Los pigmentos son partículas sólidas, finamente divididas, insolubles en el vehículo fijo, utilizados para obtener entre otros objetivos, protección anticorrosiva, color, opacidad, impermeabilidad y mejoría en las características físicas de la película. De una forma simple se pueden clasificar a los pigmentos en tres grupos: Anticorrosivos: son los pigmentos, que incorporados a la pintura, le confieren protección anticorrosiva al acero por mecanismos químicos o electroquímicos como por ejemplo: el cromato de zinc, molibdatos de zinc y calcio, fosfatos de zinc y polvo de zinc. Opacantes coloridos: confieren color y opacidad a la pintura. Cargas o extensores: se utilizan para reducir el costo final del producto, mejorar las propiedades mecánicas de la película, como abrasivos, por la incorporación de cuarzo. Películas de Pinturas La película se forma en base al sustrato (superficie en la cual la pintura fue aplicada) debe ser considerada de gran importancia ya que en función de sus características un sistema de pintura anticorrosiva puede o no presentar un desempeño satisfactorio.

Principios de Formación de la Película La formación de una película depende fundamentalmente de dos factores: Cohesión entre los constituyentes del revestimiento y Adhesión del revestimiento al sustrato Las formas cohesivas y adhesivas pueden presentarse indistintamente, como formas mecánicas y formas moleculares. Mecanismo de Formación de la Película Se entiende por mecanismo de formación de la película a la forma por la cual un film húmedo de pintura se convierte en un film sólido con las propiedades deseadas. La formación de la película puede ocurrir por diversos mecanismos, algunos de los cuales son: Evaporación de solventes, Oxidación, Activación térmica, Polimerización a temperatura ambiente – condensación, Hidrólisis, Coalescencia, Solvente como factor de formación de la película, Fusión térmica o con calentamiento.

Mecanismos Básicos de Protección Los mecanismos de protección anticorrosiva, conferidos por una pintura o un sistema de pinturas, se definen tomándose al acero como sustrato de referencia. En ese sentido existen básicamente tres mecanismos de protección: Barrera Inhibición (pasivación anódica) Electroquímico (protección catódica) Barrera: Colocación entre el sustrato y el medio corrosivo, de una película, lo más impermeable posible, introduciéndose en el sistema sustrato-medio corrosivo una altísima resistencia, que disminuya la corriente de corrosión a valores despreciables. Inhibición – Pasivación Anódica: Las pinturas contienen determinados inhibidores que dan origen a la formación de una película de óxido pasiva sobre la superficie del metal, impidiendo su pasaje a la forma iónica, esto es, que sufra corrosión. Entre los pigmentos más comunes están los cromatos de zinc y los fosfatos de zinc.

Fallas en los Sistemas de Pinturas Anti-Corrosivas Electroquímico – Protección Catódica: Como industrialmente el metal que más se busca proteger es el hierro (acero), se puede suponer que las pinturas formuladas con alta cantidad de zinc, aluminio o magnesio le conferirán protección catódica al acero. Fallas en los Sistemas de Pinturas Anti-Corrosivas Para aumentar la vida útil de un sistema de pintura, se procura usar: Adecuada preparación de la superficie, Mayor espesor posible de película seca de revestimiento, Pinturas de alto padrón técnico, Manutención cuidadosa. Áreas Más Sujetas a Fallas: De estancamiento de agua – razón frecuente de fallas en bases de columnas de estructuras metálicas, Con tornillos y tuercas, De aristas o cantos vivos, Con grietas, Deformadas durante la operación, Más sujetas a condiciones ambientales poluentes y a factores climáticos (dirección preferencial de los vientos) Sometidas a la acción de sustancias químicas, Próximas a zonas de soldaduras.

Causas de Fallas o Defectos Las causas de fallas o defectos en pinturas industriales están generalmente relacionadas con: La selección del sistema de pintura, Una aplicación deficiente, Una deficiencia en la utilización, Una deficiencia en el mantenimiento periódico. Polímeros En muchos casos asociados a la utilización de equipamientos en medios altamente corrosivos, son indicados los polímeros, que son utilizados como revestimientos o como material de construcción del equipamiento. Entre ellos se pueden citar las siliconas, los elastómeros como el neopreno y la ebonita, plásticos y plásticos reforzados.

Tabla. Propiedades generales de revestimientos.

Bibliografía Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, William F. Smith, Mc Graw Hill, Tercera Edición (2000). Ciencia de Materiales para Ingenieros, Shakelford, Pentice Hall (1992). Materials Science and Engineering. An Introduction, W.D. Callister, John Wiley & Son, Inc. (2004). Bralla, J., “Manual de Diseño de Productos para Manufactura”, Mac Graw Hill, México, 1993. Kalpakjian, S., Schmid, S., “Manufactura, Ingeniería y Tecnología”, Ed. Prentice Hall, México, 2002. Schey, J., “Procesos de Manufactura”, Mac Graw Hill, Mexico, 2001. Kozlov, Y., “Ciencia de los Materiales”, Ed. Mir. 1983.