Soluciones de alta eficiencia para procesos de pintura: tipos de pintura

La pintura y el recubrimiento de superficies son procesos ampliamente utilizados en el sector de la fabricación industrial, aportando un acabado decorativo y protección a los productos, desde bienes de consumo como smartphones y coches, hasta industria pesada e infraestructura. Dependiendo de las características requeridas del producto terminado, las pinturas utilizadas y las tecnologías de aplicación pueden variar; sin embargo, la necesidad de un control estricto de las condiciones ambientales no cambia.

Por motivos de seguridad, las cabinas de pintura requieren que el aire interior se reemplace continuamente con aire fresco, con una tasa de cambio de aire de hasta 300-400 cambios de aire por hora. Este cambio de aire garantiza la salud de los trabajadores, eliminando los disolventes liberados por las pinturas y evitando la formación de atmósferas potencialmente inflamables y explosivas.

Para garantizar revestimientos de alta calidad, es fundamental tratar adecuadamente el aire que entra en la cabina, filtrando el polvo y controlando cuidadosamente la humedad y la temperatura. De hecho, no mantener los parámetros correctos del aire puede provocar defectos en la superficie, tanto estéticos como estructurales, como ampollas, grietas, pequeñas burbujas o erupciones. Manejar los altos caudales de aire necesarios requiere grandes cantidades de energía, que pueden representar entre el 25% y el 50% del consumo energético total del proceso de pintado, desde la preparación de la superficie hasta el curado de la pintura.

Por tanto, es fundamental adoptar sistemas eficientes para el control de la temperatura y la humedad, como sistemas de recuperación de calor de alta eficiencia, humidificación adiabática o enfriamiento evaporativo, así como avanzadas lógicas de control para la gestión integrada de todos estos componentes.

Las pinturas son mezclas de productos químicos que, cuando se aplican en una o más capas en una secuencia bien definida de operaciones, forman una película sólida con suficiente resistencia mecánica y química para proteger el sustrato subyacente contra agentes corrosivos.

Las pinturas suelen constar de diferentes componentes:

• Pigmentos: mezclas de partículas sólidas suspendidas en una matriz solvente o resinosa que aportan a la superficie el grado deseado de protección contra agentes externos, como sustancias corrosivas, radiación UV, agua y fuego, pero también resistencia al impacto y propiedades estéticas, dependiendo de los requisitos.
• Resinas: sustancias que unen pigmentos y otros componentes y que al mismo tiempo permiten que el recubrimiento se adhiera a la superficie subyacente. La elección de la resina influye de manera importante en el resultado del proceso de pintura y en las condiciones en las que se realiza: por eso las pinturas suelen clasificarse en función del tipo de resina que contienen (poliuretano, vinilo, poliéster, epoxi, etc.).
• Disolventes: están presentes en las pinturas líquidas y son el componente volátil que se evapora durante la fase de endurecimiento. El disolvente puede ser un líquido orgánico o simplemente agua.
• Aditivos: sustancias que se añaden a las pinturas líquidas para mejorar sus propiedades, como textura, extensión y tiempos de secado en función de las condiciones ambientales variables, para compensar la falta de control de humedad y temperatura.

Dependiendo del grado de protección y resistencia que se requiera del revestimiento se utilizan diferentes tipos de pinturas:

• A base de disolventes orgánicos: estas pinturas líquidas utilizan disolventes orgánicos sintéticos que se evaporan rápidamente en el aire durante el endurecimiento. Generalmente, el porcentaje de componentes volátiles varía del 50% al 80%, dependiendo de las necesidades específicas. El problema de las pinturas con base disolvente es su considerable impacto ambiental debido a la liberación a la atmósfera de componentes orgánicos volátiles (COV), sustancias nocivas tanto para la salud como para el medio ambiente. De hecho, en presencia de luz solar, estos se unen a otros compuestos de la atmósfera, como los óxidos de nitrógeno y el monóxido de carbono (otros contaminantes de escape de procesos industriales) para formar ozono. Una concentración excesiva de ozono en la atmósfera causa problemas respiratorios a los humanos, daños a la vida vegetal y aumenta la formación de smog. En consecuencia, debido a los requisitos de las regulaciones internacionales, las pinturas a base de disolventes orgánicos están siendo reemplazadas paulatinamente por alternativas más sostenibles, como pinturas a base de agua, pinturas en polvo y pinturas con alto contenido de sólidos.
• A base de agua: en estas pinturas líquidas, el disolvente orgánico se sustituye mayoritariamente por agua simple (alrededor del 80%). Tanto en principio de funcionamiento como en uso, son similares a las pinturas a base de disolventes orgánicos, aunque el impacto medioambiental es mucho menor, con hasta un 90% menos de emisiones de COV en comparación con las pinturas tradicionales. Hoy en día, debido a una mayor conciencia medioambiental y a unas normativas de sostenibilidad más estrictas, se está acelerando la transición de pinturas con base disolvente a pinturas con base de agua en el sector industrial, también por la mayor calidad que ofrece este tipo de pinturas en términos de facilidad de trabajo.
• Recubrimientos en polvo: estas pinturas se elaboran a partir de productos orgánicos (resinas, pigmentos y otros aditivos) en forma de polvo. Los recubrimientos en polvo se aplican mediante un sistema de pulverización que utiliza un campo electrostático para distribuir el polvo y hacer que se adhiera a la superficie que se está recubriendo. El polvo se carga electrostáticamente para depositarse sobre el sustrato, que está conectado a tierra; posteriormente, la capa de polvo que se forma se cura con calor. Dada la ausencia de disolventes, los recubrimientos en polvo responden perfectamente a los requisitos medioambientales y a las normativas sobre COV.
• Pinturas de alto contenido en sólidos: estas pinturas tienen un menor contenido en compuestos orgánicos volátiles que los productos tradicionales. Las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles suelen rondar el 40%-50% para las pinturas a base de disolventes con alto contenido de sólidos, mientras que los valores son más bajos (alrededor del 30%) en las pinturas a base de agua con alto contenido de sólidos.

Gama de soluciones de Carel para el tratamiento del aire en las cabinas de pintura.

Las innovaciones, sin embargo, no terminan aquí: reducir el impacto ambiental requiere también limitar el consumo energético de los procesos de pintura. Existen en el mercado pinturas que pueden secarse a bajas temperaturas y que endurecen más rápidamente cuanto mayor es la humedad relativa del aire (recubrimientos de curado por humedad), permitiendo reducciones en el consumo de energía durante la fase de curado de hasta un 30%.