Aspectos generales de las pinturas

PinturaEs una dispersin compuesta por:

Vehculo (solvente, disuelve la resina y facilita la aplicacin)

Aglutinante (resina, dispersa el pigmento y forma la pelcula)Pigmentos nodular: agregan color, de sacrificioacicular: aumentan la resistencialaminar: aumentan la impermeabilidad

Cargas: material de relleno, disminucin de costosAditivosEmulsionantesPlastificantesFunguicidasFiltro solarAntiespumanteNivelantesAgentes de brillo, etc.PinturaOtros componentes

DisolventesHidrocarburosAlcoholessterester de glicolCetonasOtros (ej. Aceite de pino)

Ligante-AglutinanteSecado fsico (resinas naturales, vinlicas, acrlicas, asfalto, poliuretano un componente)

Curando qumico (alqudicas, fenlicas, silicatos, epoxi, poliuretanos)

PigmentosInertes (TiO2)Coloreados (orgnicos o inorgnicos)Anticorrosivos (ZnSiO3) y metlicos (polvio de Zn y Al)Ignfugos (Sb2O3 que atrapa el O2 convirtindose en Sb2O5)Dispersantes (negro de carbn)Bactericidas

Tipos de pinturasBituminosasAlqudicasPolisterCaucho cloradoAcrlicas VinlicasEpoxiPoliuretanosRicas en cinc (epoxi y silicatos)Base:SolventeAcuosa

Alto contenido de slidos

Propiedades requeridas a una pinturaFcil de aplicarAdhesin al sustratoResistencia qumica, al agua, a la absorcin de humedad, a la transmisin de vapor, a condiciones atmosfricasQue no chorreeResistencia a la traccin y elongacin, al impacto, a la abrasin, a la temperaturaResistencia dielctrica

Propiedades de las pinturas Se evalan en laboratorio sobre la pintura lquida y la pintura aplicada (pelcula seca)

Ensayos segn la funcin de las pinturasDecorativaColorBrilloPoder cubritivoResistencia al daoResistencia a la eflorescenciaResistencia al lavadoProteccinResistencia a la intemperieResistencia qumicaResistencia al aguaFlexibilidadResistencia al desgaste/ abrasinProteccin catdicaEfecto barreraEspecficasReflectanciaAntihongoRetardante al fuego /ignfuga

Ensayos segn la funcin de las pinturasEsencialesAdherenciaDurezaUniformidad de pelculaFacilidad de aplicacinEstabilidadResistencia al desgasteControl de fabricacinDensidad ViscosidadTiempo de secadoGrado de moliendaContenido de slidos(en peso y volumen)De control de aplicacinViscosidadEspesores (hmedo y seco)AdhesinPorosidad

Para que usar pinturasControl de la corrosinResistencia al agua, al ambiente y al fuegoBiocidaDecoracinSeguridad Evitar contaminacionesDisminucin de la friccinTransferencia de calorAislacin elctricaAmortiguar ruido

Utilizacin de pinturas en aceros

Para qu protegerlos?Funcin primeracontra la CORROSIONAdems,Esttica (terminacin, color, brillo)Efectos antincrustantesResistencia mecnica

Proteccin anticorrosiva por pinturasBARRERA: entre el sustrato metlico y el ambiente. Ej.esmaltes asflticos, vinlicos, epoxi, poliuretano, polister. Inmersin y ambiente.INHIBIDORES: pigmentos inhibidores que reaccionan con la humedad absorbida y pasivan al acero base. Ej: fosfatos, cromatos, con distintos tipos de resinas (vinlicos, epoxi, uretanos). No se utilizan en inmersin, s para ambientes. Otros inhibidores: orgnicos VCI.PROTECCIN CATDICA: se usa un metal como nodo de sacrificio. Ej. Pinturas ricas en cinc, orgnicas e inorgnicas.

Cmo proteger un acero?Consideraciones previas

Anlisis detallado del ambiente de exposicin Proteccin anticorrosiva Resistencia mecnicaDurabilidad requeridaCostos

Cmo proteger un acero?Considerando las condiciones de exposicin:

IntemperieInmersin en aguaSuperficies enterradasInterior de tanquesSuperficies expuestas a altas temperaturasAlta abrasin

Cmo proteger un acero?En funcin de lo anterior:Seleccionar el esquema de pintado

Material a pintar y estado superficialTipo de pinturaNmero de capasEspesoresPosibilidad de mantenimiento

Cunto debe durar un recubrimiento?La Durabilidad depende de:

Preparacin de las supeficiesCalidad de la pinturaAplicacinEspesoresAgresividad del ambientePosibilidades de mantenimiento posterior

Durabilidad En un revestimiento industrial no tiene sentido considerar las propiedades de una pintura de forma aislada.

Lo que realmente interesa son las propiedades que presenta el sistema, el cual est constituido por el material a tratar, la limpieza, los pretratamientos y la pintura en s, sin olvidar los mtodos de aplicacin y las condiciones durante la aplicacin.

DurabilidadPosibilidades de mantenimiento posterior

Estructuras de fcil acceso: pueden usarse esquemas de durabilidad media

Estructuras de difcil acceso: sistemas de elevada durabilidad

Otros factores que influyen en el xito de un recubrimiento

Eleccin del esquema de pintado vs. condiciones de usoAdecuada supervisinControl e inspeccin Diseo estructural adecuado

Seleccionar un esquema de proteccinCapa nicanico tipo de pinturaMulticapasVarios tipos de pinturasComprendePreparacin superficial (grado de limpieza)Sistemas de pinturas (homogneo o heterogneo)Nmero de manos (imprimacin, intermedio y tope)Espesores parciales y total (en hmedo y en seco)

Ejemplos de esquema de pinturas vs. ambientes atmosfricos

Preparacin de superficies Objetivo Proporcionar la mxima limpieza al sustrato y adherencia del recubrimiento, a travs de:

Remocin de todo cuerpo extrao (xidos, restos de pintura, etc) de la superficie metlica

Aumento de la rugosidad superficial (incrementa la superficie de contacto y los sitios reactivos del metal)Es una etapa fundamental para la vida y la efectividad de la proteccin de una pintura

Preparacin de superficiesQumica: reaccin entre el recubrimiento y el sustrato metlico (Ej: galvanizado, amalgama entre el cinc metlico y el acero)Polar: es la atraccin de radicales (+ y -) de la molcula de resina por el sustrato u otra capa de resina (Ej: epoxi)Mecnica: anclaje por la rugosidad superficial (picos y valles) Adherencia al sustrato metlico

Preparacin de superficiesLavado qumico (solvente, desengrasantes alcalinos, cidos)Lavado con vaporDecapado trmicoLimpieza con herramientas manuales (cepillo, cincel, cuchilla) y con herramientas mecnicas (amoladora, cepillo rotatorio)Limpieza por proyeccin (hmeda o seca): Agua, Arena, Granalla metlica, Vidrio, Cscara de nuez, Arroz, Plsticos, etc.Limpieza del sustrato metlico

Direccin de impactoGranallaProyeccin:Granalla de acero angularArena libre de clorurosPresin ptima en el pico de la tobera: 90-100 librasPreparacin de superficiesMs comunes:Medios manuales o mecnicos (St 2-3)Chorreado abrasivo (Sa 1-3)

Qu esquema aplicar:

SaAcero nuevo, terminacin Sa 21/2, cualquiera (an los complicados silicatos de cinc)Acero con picaduras, terminacin Sa 1, aplicar productos con buena humectacin (nada de pinturas de muy alto contenido de slidos y poca fluidez)

StAcero muy oxidado, usar una pelcula de imprimacin con buena humectacin y no utilizar pelculas gruesasPreparacin de superficiesMs comunes:Medios manuales o mecnicos (St 2-3)Chorreado abrasivo (Sa 1-3)

Preparacin de superficiesSi no se pinta inmediatamente despus de la limpieza mecnica, utilizar inhibidores temporarios de corrosin o un shop primer (o una primera capa de imprimacin)

Qu es un shop primer?Se conocen como imprimaciones despus del chorreadoNo son caros, en general estn compuestos por resinas epoxi, con pigmentos inhibidores.

Pretratamiento de superficies metlicasLibres de xidos:FosfatizadoWash primer (pelculas muy delgadas 7-10 micras, en general son vinlicos disueltos en alcohol, catalizados con cido fosfrico)

Superficies oxidadas:Productos modificadores de herrumbre (compuestos por cido ortofosfrico,tanino y otros aditivos,convierten los hidrxidos de hierro en hematita y magnetita)

Qu es un primer o primario?Pintura de imprimacin:constituye la primera aplicacin (una o ms capas) del esquema de pintura seleccionado, sobre la superficie metlica desnuda y previamente acondicionada.

Debe suministrar la recubrmiento alta adherencia a la superficie a proteger (por su matriz de resina) y tener alta resistencia a la corrosin.

Bsicamente existen 5 primers: pasivadores, aislantes, proteccin catodica, fosfatizado y modificadores de herrumbre.

Mtodos de aplicacin de pinturasConvencional (pincel,rodillo,pistola)

Electroasistida

Inmersin

Mtodos de aplicacinInmersin: por el escurrido, el espesor es heterogneoLecho fluidizadoCataforesis (industria automotriz)Pincel: en reas pequeasRodillo: superficies planas y grandesSpray: se logra una aplicacin uniformeSoplete convencionalSoplete sin aire (air less) Soplete electrosttico

ConvencionalVentajasFcil ajuste parmetrosAlta calidad finalVersatilidadDesventajasOverspray o Spray secoGran abanicoAtrapamiento de aire en la pelculaDifcil aplicar altos slidosSin aireVentajasReduce overspray y reboteAlta velocidad de pintadoNo requiere recipiente presurizadoMejor eficienciaAprovecha toda la pinturaDesventajasDifcil control de espesorExtremas condiciones de seguridadMantenimiento intensivoAplicacin con soplete

Pinturas Formas de curadoAireHorno (calor)Radiacin (UV, electrones)

Pinturas Mecanismo de curadoCurado fsico:evaporacin de solvente

Curado qumico:reaccin con el oxgeno del airereaccin entre componentes del vehculootras reacciones: con la humedad del aire, con dixido de carbono, entre molculas de un compuesto

Propiedades de las pelculasSecado fsico Reversibilidad (buen anclaje entre capas aunque pasen aos)Muy sensibles a disolventesTermoplsticas (se ablandan a temperatura alta)Secado qumico Irreversibilidad (no hay buena adherencia si transcurre un tiempo)Resistencia alos disolventesNo son termoplsticasEl proceso de formacin de pelcula es dependiente de la temperaturaPueden desempearse bien en condiciones muy agresivas (inmersin, fuerte abrasin)

Oxidacin RECUBRIMIENTOS Co - reaccinCONVERTIBLES Condensacin (termorgidos) Hidratacin

RECUBRIMIENTOS Evaporacin de solventesNO CONVERTIBLES (termoplsticos) Coalescencia Mecanismos de curado

Recubrimientos convertiblesCurado por oxidacin Polimerizacin (interviene el oxgeno del aire)Aceite vegetal o de pescadoEspesores bajosTiempos de curado variablesSaponifican con lcalisUsualmente no se repintan

Recubrimientos convertiblesCurado por oxidacinVENTAJAS Mnima preparacin superficialFcil aplicacin y mantenimientoExcelente desempeo en exteriores Excelente flexibilidadBajo costoBuena retencin de brilloDESVENTAJAS Variaciones de color entre partidasPobre resistencia a lcalis y solventes aromticosPobre resistencia al aguaResiste hasta 85CSaponifican con lcaliALQUIDICOS: oleorresinas modificadas con aceites (alta temperatura siliconadas)

Recubrimientos convertibles Curado por co-reaccin

Se produce la polimerizacin por agregado de un agente de curado a una resina base

Cuidados en la aplicacinAgregar el agente de curado (chorreo)Mezclar en la proporcin correcta (baja resistencia qumica o a la corrosin)Respetar el tiempo de induccin y de vida til ( ojos de pescado, crteres y aumento de viscosidad)

Recubrimientos convertibles Curado por co-reaccinEpoxi dos componentes poliamina: buena resistencia qumica, sangrado, aminas libres poliamida: buena mojabilidad, menor sangrado Isocianato: curado a 10C. vida til corta

Ricas en cinc (zinc rich epoxy): contiene 80 a 86 % de cinc metlico en pelcula seca Epoxi modificados (con otras resinas)Incorporar las propiedades de las resinas que lo modificanRecubrimientos de alta performance.Ej: epoxi-polister; epoxi-acrlico

Recubrimientos convertibles Curado por co-reaccinPOLIURETANOS Reaccin entre isocianatos (agente de curado) con: alcoholes, polisteres o acrlicos Aliftico: dos componentes, vida til corta Excelente resistencia a la abrasin, duros. Se usan en industria pesada Aromtico: se usan en inmersin

POLIESTER Producen pelculas gruesas, excelentes resistencias qumicas, a solventes y agua, buena resistencia a la abrasin, mayor estabilidad del color que epoxi, tizan menos, mala resistencia a lcalis.

Poliuretanos de dos componentes

PropiedadesCuran a menor temperatura que los epoxiMayor resistencia a la intemperieMayor resistencia mecnica y qumicaAlifticos: buena resistencia a UVMuy compatible con epoxi: a menudo se usan esquemas combinados con poliuretano de tope.LimitacionesNecesitan buena preparacin de superficieTienen intervalo mximo de pintadoMuy sensible a la humedad durante el curado

Recubrimientos convertibles Curado por co-reaccinZINC INORGANICO: solvente orgnico o aguaExcelente proteccin catdicaExcelente resistencia al exteriorReacciona qumicamente con el sustratoPoco retraimiento durante el curadoResistente a temperatura, solvente, abrasinMala resistencia a la abrasinLimitada resistencia qumica

Wash primer vinlico: vinlico con pigmento anticorrosivoBajo tiempo de secado y curadoSe deben cubrir inmediatamente (mximo 4 horas para aplicar la otra mano)Espesor crtico (10 mm 15 mm)Se usa como anclaje sobre el galvanizado Problemas de contaminacinEpoxi fenlico: un componente, cura por horneado. Usos:Interior de tubos (Industria petrolera)Tanques de procesamientoEnvases, tamboresComponente epoxi brinda flexibilidadCada capa se hornea por separado (95C y 165C)Recubrimientos convertibles Curado por condensacin

RECUBRIMIENTOS ASFALTICOSESMALTES: slidos a temperatura ambiente. Se deben calentar. Sellado. Se aplican por chorreado.CAUCHO CLORADO: caucho natural y cloroResistente a cidos y lcalis, qumicos y agua.Pobre resistencia a solventes, aceites vegetales y animales, calor (degrada a 150F)VINILICOSForman pelculas densas, continuas.Inerte a cidos, lcalis, sales, agua , aceite y alcoholes.Resistente al aguaResistente a la exposicin a la intemperieRecubrimientos no convertibles Curado por evaporacin

Acrlicos

LATEX: partculas de resina dispersas en agua. El agua acta como diluyente, luego se evapora.

Cuidados en condiciones ambientales durante la aplicacin ya que la lluvia o roco, lo lavanNo exponer a bajas temperaturas (- 1 C)Fcil de aplicar y repintar, libre de olor, secado rpido. Recubrimientos no convertibles Curado por evaporacin

Siliconas Primero evaporan el solvente y luego necesitan temperaturas mayores a 200C para curar.

PropiedadesResisten hasta 600 C (con Al como pigmento)Buena resistencia al agua y a la intemperieBuena resistencia qumicaBuen brillo y colorPobre resistencia mecnicaPobre resistencia a los disolventesOtros recubrimientos Curado por evaporacin y luego alta temperatura

Algunos esquemas tpicosTanques. Exterior: epoxi rico en cinc + acrlicaSuperficie de inmersin en agua dulce o marina. Esquemas anticorrosivos: pinturas bituminosas, caucho clorado, vinlicas y epoxi + proteccin catdica (cinc o corriente impresa, esta ltima slo para epoxi). Base: vinlica o epoxi bituminosoSuperficie en inmersin con alta abrasin: epoxi de muy alto espesor (300-1200m), fenlicos, epoxi fenlicos, epoxi poliuretanos, revestimientos plsticos o caucho.Superficies enterradas. Similar a superficies sumergidas

Algunos esquemas tpicosSuperficies a alta temperatura constante:

Hasta 70 C: acrlicas, vinlicas, caucho cloradoHasta 100 C:alqudicas, epoxisterHasta 125 C:epoxi, poliuretanoHasta 200 C:resinas con pigmentos de aluminio -con la temperatura se va la resina-, sin imprimacin anticorrosiva (baja resistencia a la corrosin)Hasta 400 C: dem anterior o silicato de cinc + acabado superficial (buena resistencia a la corrosin)Hasta 600 C: resinas de siliconas pigmentadas con aluminio y otro pigmente trmicamente estable. Puede imprimarse con silicato de cinc.

Reducen la capacidad de la pintura para proteger el sustratoFacilitan la corrosinFallas prematuras en condiciones de servicio (intemperie, inmersin)Afean el aspecto superficial Muchos, la mayora, pueden ser evitados ###

Defectos en recubrimientos

Por desempeoEnsayos de aceptacin que se deben realizar y resultados a alcanzarPor composicin Indican el tipo de pintura a utilizarDeben incluir tambinParmetros de preparacin de superficie Parmetros de aplicacin, equipamientoCondiciones ambientalesControles Condiciones de seguridadEspecificacin de pinturas

Inspeccin en obra Si:Especificacin bien hecha,Aplicable en la prctica, entonces:La calidad final depende de seguir correctamente las especificacionesA >exigencia en la proteccin >sofisticacin en el esquema >sofisticacin enla especificacin >exigencia en la ejecucin >mayor control en la inspeccin

Niveles de inspeccinCompleta **

Intermitente

Ocasional

Revisin de las instalaciones e instrumental de controlControl de almacenamiento de materiales (abrasivos, pinturas, limpieza)Verificacin de los controles de calidad de pinturasVerificacin de condiciones ambientales (punto de roco, temperatura superficial y ambiental)Equipos y condiciones de trabajo del contratistaCalificacin mano de obraEstado de la superficie del aceroVerificacin del estado estructura (drenajes, cordones de soldadura)1 Etapa de inspeccinPrevio al inicio del trabajo

Control grado limpieza y rugosidadControl mezclas pintura y agregados solventeControl condiciones ambientalesControl espesores: hmedo y seco Control tiempo entre limpieza y 1 mano y entre manosControl de porosidadVerificacin de preparacin probetas (ensayos destructivos)Control de tareas de operarios2 Etapa de inspeccinDurante los procesos

Verificacin terminacin superficialControl existencia de fallas y de continuidadMedicin de porosidad, espesor, adherenciaDecisin sobre reparaciones y comprobacin de su efectivizacinVerificacin tiempos y condiciones de curadoLiberacin de la estructura al uso3 Etapa de inspeccinPosterior a la aplicacin

Mantenimiento preventivoObjetivo Conservacin de las estructuras y equipamientoInspeccinObservacin Estudio de materialesREPARACIONREACONDICIONAMIENTORECONSTRUCCINMantenimientoIntervencin ante fallas!!!!!

Funcin de: Tipo de fallaExtensin de la fallaAdherencia del recubrimiento existenteTipo de recubrimientoTipo de sustrato MantenimientoObjetivo Prevenir el deterioro del sustrato al mnimo costo/m2/aoMantenimiento preventivoInspeccin de las estructuras e historia de la proteccinReparar o repintar?

Preparacin de superficieAplicacin de pinturasLimpieza en generalProductos auxiliaresCostos de las pinturas15 40 30 50 5 10 2 5 15 - 20 % Operacin sobre el totalCostos del pintado

Protecin por recubrimientos inorgnicosElectrodeposicin: cromado, cromo duro, electrocincado, plateado

Metalizados: cromados, niquelados, galvanizados, recubrimientos cermicosPulverizado a la llamaplacadoInmersin en calienteDeposicin fase vaporDifusin o aleacin superficialAnodizadoEsmaltes vtreos: recubrimientos de vidrio fundido sobre el metal.

Pelculas de conversin qumicaFormacin de una pelcula continua superficial de espesor de pocos micrones: el sustrato reacciona con soluciones de compuestos inorgnicos

Aumentan la resistencia a la corrosinAumentan la adherencia de pinturas

Ms importantes: FosfatizadoCromatizado

Pelculas de conversin qumica Fosfatizado

Pelcula consistente, dura y continua compuesta por depsitos salinos en forma amorfa o cristalinaSe forma con:

Aplicaciones: anticorrosivo, adherencia de pinturas, antigripante (adsorben gran cantidad de aceite), aislante elctricoFosfatos alcalinos (o fosfato de hierro)Fosfato de cincFosfato de cinc y calcioFosfato de nquel, cinc y manganeso

ReferenciasNormas para control y determinacin de grado de limpieza:ISO 8501-1:preparacin de superficie de aceroNorma sueca SIS 055900British Standard BS 4232Norma Americana SSPC SPMunger, Ch.G. Corrosion Prevention by Protective Coatings, NACEWeismantel, G.E.Paint Handbook, Mc Graw HillCursos de Inspeccin, NACE