Investigadores argentinos desarrollan nuevos aditivos bioactivos basados en nanopartículas

El biodeterioro es uno de los grandes problemas a los que se enfrenta la industria de las pinturas, afectando tanto a los edificios como a la integridad de los recubrimientos aplicados. Este fenómeno, originado por microorganismos como algas, hongos y bacterias, no solo afecta estéticamente las superficies, sino que compromete la durabilidad y calidad estructural de los materiales sobre los que se aplica la pintura. Los recientes estudios realizados por un equipo de científicos del Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Pinturas y Recubrimientos (CIDEPINT) de Argentina han abierto nuevas perspectivas en la evaluación y control de este problema, con un enfoque innovador en el uso de biocidas eficientes y respetuosos con el entorno.

El biodeterioro puede observarse de diversas formas: manchas, pérdida de color o grietas en las superficies pintadas. Estas manifestaciones son solo los primeros signos de un proceso más profundo que afecta tanto a la estructura física de los materiales como a su funcionalidad. Los hongos filamentosos y otros microorganismos encuentran en las pinturas acrílicas un medio idóneo para desarrollarse debido a la presencia de componentes orgánicos y agua como solvente en la formulación de muchas pinturas.

Ante esta situación, el trabajo de CIDEPINT analiza cómo los microorganismos, al formar biopelículas sobre las superficies pintadas, logran invadir los materiales, aumentando su porosidad y facilitando la retención de humedad, lo que acelera aún más su degradación. Esta investigación pone de relieve la capacidad de algunos hongos, como los pertenecientes a los géneros Aspergillus y Penicillium, para secretar ácidos y enzimas que descomponen los componentes de las pinturas, afectando tanto a los recubrimientos como a los materiales estructurales subyacentes.

Para contrarrestar este fenómeno, la investigación ha centrado sus esfuerzos en el desarrollo de aditivos antimicrobianos, comúnmente conocidos como biocidas, capaces de inhibir o retardar el crecimiento microbiano en las superficies pintadas. Sin embargo, no todos los biocidas son igualmente efectivos a lo largo del tiempo. Los productos comerciales más comunes, derivados halogenados de carbamatos e isotiazolinonas, aunque eficientes en un inicio, tienden a perder efectividad rápidamente, lo que reduce su capacidad para proteger la superficie durante toda la vida útil de la pintura.

En respuesta a esta limitación, los autores del artículo proponen explorar el uso de nanopartículas (NPs) como agentes antimicrobianos de larga duración. La nanotecnología ofrece la posibilidad de integrar nanopartículas de plata (Ag), cobre (Cu), óxido de zinc (ZnO) y dióxido de titanio (TiO₂) en las formulaciones de las pinturas, aumentando así su capacidad para prevenir la colonización microbiana y alargando su eficacia.

El estudio investiga, además, la posibilidad de utilizar materiales de desecho como fuente para el desarrollo de biocidas, en un esfuerzo por promover la economía circular. Este enfoque no solo busca reducir la dependencia de compuestos químicos sintéticos, sino que también aprovecha residuos industriales, como pilas agotadas, para extraer metales como el zinc o la plata, que son luego utilizados en la síntesis de biocidas eficientes para pinturas.

Uno de los aspectos más destacados de este estudio es el riguroso proceso de evaluación de la actividad alguicida y antifúngica de las pinturas tratadas con los nuevos biocidas. Utilizando técnicas microbiológicas convencionales como los ensayos de difusión en agar y los ensayos de micro y macrodilución, los investigadores evaluaron la capacidad de las nanopartículas y los aditivos bioactivos para inhibir el crecimiento de microorganismos dañinos.

Los resultados preliminares son prometedores: pinturas formuladas con nanopartículas de plata obtenidas mediante síntesis verde (usando extractos de plantas) demostraron una elevada resistencia frente a hongos como Chaetomium globosum y Aspergillus fumigatus, organismos conocidos por su capacidad para degradar rápidamente las películas de pintura.

Pinturas formuladas con nanopartículas de plata obtenidas mediante síntesis de extractos de plantas demostraron una elevada resistencia frente a hongos como Chaetomium globosum y Aspergillus fumigatus.

La investigación es solo el comienzo de una nueva era en el desarrollo de recubrimientos bioactivos. La integración de nanotecnología con biocidas de origen sostenible y la utilización de materiales reciclados representa un avance significativo en la creación de pinturas más duraderas y menos perjudiciales para el medio ambiente.

El reto para la industria de la pintura radica en la creación de productos que no solo sean efectivos contra el biodeterioro, sino que además sean respetuosos con el entorno y la salud humana. El uso de biocidas menos tóxicos y la incorporación de técnicas de producción sostenibles marcan el camino hacia un futuro donde las pinturas no solo embellecen y protegen las superficies, sino que también contribuyen a un mundo más limpio y saludable.

El artículo 'Biodeterioro en los entornos edilicios. Impacto en pinturas aplicadas y en el envase, estrategias de control y prevención' ha sido publicado en REC (revista editada por la Asociación Tecnológica Iberoamericana
de Pinturas, Adhesivos y Tintas) en marzo de 2024 y ha sido elaborado por Erasmo Junior Gámez Espinosa, Leyanet Barberia Roque, Guillermo Pablo López, Katerine Igal y Natalia Bellotti, quienes pertenecen al Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Pinturas y Recubrimientos (CIDEPINT), una institución asociada al CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina), la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA) y la Universidad Nacional de La Plata (UNLP).