¿Por qué utilizamos productos con alto contenido de polvo de zinc, conocidos como "Zinc Rich"? |
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Antecedentes
Pinturas Lusol inició el desarrollo de las pinturas ricas en zinc, cuando en los países desarrollados aún se estaba evaluando su desempeño. En la década del 80 por ejemplo, el Estado de Michigan tenía 600 puentes de hierro no pintados, con problemas de corrosión a distinto nivel. Era necesario tomar acciones inmediatas para evitar que la corrosión provocada por la sal y la humedad significara pérdidas adicionales que tuvieran consecuencias en la resistencia estructural. Luego de un exhaustivo trabajo de laboratorio y de campo, se desarrolló un sistema basado en lo que se denomina barrera de sacrificio, en la cual el zinc protege al acero. El sistema de pintura completo consistía en una primera mano de fondo zinc rich, una capa intermedia de pintura epoxi poliamida y una terminación de poliuretano alifático. En 1992 ya se había aplicado, en Estados Unidos, el esquema a 400 puentes con excelentes resultados.
Los fondos ricos en zinc son de diferentes tipos, los ligantes más empleados son el epoxi poliamida (orgánico) o el silicato de etilo (inorgánico).
En las zonas más dañadas, por más intenso que sea el proceso de arenado, no es posible eliminar totalmente puntos de óxido y sales sólidas en la profundidad de los huecos que resultan. Por esa razón, se aplicó zinc rich epoxi como fondo, ya que es más tolerante con respecto a la preparación de la superficie que el zinc silicato, como quedó demostrado al nivel de ensayos de campo.
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En las zonas costeras de Uruguay el clima es muy agresivo, lo que genera una corrosión muy fuerte. Lusol comenzó a recomendar el sistema descrito a mediados de la década del 80, siendo base del desarrollo de las pinturas para los transformadores que actualmente especifica la empresa eléctrica estatal (UTE). La reparación o salida de servicio de un transformador de la red, ocasiona grandes dificultades y pérdidas, por lo que UTE resolvió atacar una de las principales causas de salida de servicio, que es el mantenimiento por corrosión. Para seleccionar el nuevo esquema de pintura, realizamos conjuntamente con UTE y los fabricantes de transformadores un estudio comparativo que incluyó trabajos de laboratorio y de campo, al cabo de los cuales UTE eligió un esquema de pintura de muy de buena performance, para asegurar la máxima protección, inclusive en ambiente marino.
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El esquema de los transformadores implica como tratamiento de la superficie, granallado a grado Sa 2 ½ de la Norma SIS 055900 (Swedish Standard) (1), aplicación de fondo zinc rich epoxi (Lusol EP 3045), una capa intermedia de pintura epoxi a base de óxido de hierro micáceo (Lusol EU 3043) y como terminación poliuretano alifático de la serie Lusol PU 6700 o PU 6900.
El zinc silicato (Lusol Z 3042), fue desarrollado a raíz de los trabajos de pintura realizados en la primer boya de descarga de petróleo que se fabricó en Uruguay, bajo especificaciones originales de un fabricante europeo. Este producto es capaz de tolerar condiciones de trabajo muy exigentes.
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Mecanismo de protección
Independientemente del vehículo, la característica que distingue a los fondos con polvo de zinc es su capacidad de brindar protección catódica al sustrato de acero. Cuando el zinc y el hierro están en contacto directo, el zinc se oxida primero, por lo cual puede decirse que "se sacrifica" evitando la oxidación del hierro. Ello ocurre por las particularidades electroquímicas del hierro y el zinc. Para que este proceso ocurra es imprescindible que las partículas de zinc no sólo estén en contacto con el hierro sino entre sí.
La formulación de un fondo zinc rich que ofrezca protección prolongada a la corrosión es compleja. El resultado depende en mucho del espesor y propiedades eléctricas del vehículo de la pintura. Las condiciones se alcanzan cuando la concentración de pigmento en volumen (PVC) está por encima del valor crítico, en un punto tal que no haya exceso de espacios vacíos que ocasionarían fallas y deslaminación.
Una ventaja adicional es que los productos de la oxidación del zinc tienen más volumen que el propio zinc y "cierran" los posibles daños de la película. Cuando se realiza el ensayo de niebla salina sobre la cruz aparecen los productos blancos y no hay ningún rastro de óxidos rojos de hierro.
Algunos requerimientos para fondos zinc rich
El zinc en polvo debe ser libre de plomo y cromato, excepto al nivel de trazas y cumplir los requerimientos de la norma ASTM D520
La especificación SSPC- SP20 establece ensayos y define requerimientos mínimos para las pinturas ricas en zinc, que se presentan en la tabla siguiente. En dicha tabla se incluyen los valores para el fondo zinc rich epoxi (EP-3045) y para el zinc silicato (Z- 3042) de pinturas Lusol.
Basándose en nuestras experiencias a lo largo de 20 años, podemos afirmar que la mejor protección catódica se obtiene cuando el contenido de zinc en la película seca es superior al 87%.
Ventajas de los fondos zinc rich frente a otros fondos anticorrosivos de alto desempeño
La máxima protección anticorrosiva se obtiene con pinturas basadas en polvo de zinc, pues este metal actúa por el mecanismo de protección catódica, que significa su sacrificio frente al hierro.
El tiempo para la aplicación de la mano siguiente es muy flexible, ya que estas pinturas mantienen la rugosidad en el tiempo, lo que asegura la adherencia de la capa siguiente sin necesidad de lijar como es el caso de otros fondos. Esto es muy importante en grandes obras, que en parte se hacen en el taller, porque el metal siempre queda protegido con el fondo y el cronograma de trabajo no exige la aplicación inmediata de las siguientes capas. De todas maneras si el fondo queda demasiado tiempo sin recubrir es necesario eliminar polvo y sales de la superficie por cepillado y lavar con agua dulce a presión.
Dado que la película es muy pobre en materia orgánica y muy rica en metal conductor, las piezas revestidas con estos fondos, resultan soldables sin destrucción de la protección anticorrosiva.
Evaluación de desempeño de los fondos zinc rich
Los dos tipos de fondo zinc rich más comercializados tienen excelente desempeño frente a la corrosión. ¿Cuándo usar uno y cuando usar el otro? Para facilitar su elección, en el siguiente cuadro se resume la evaluación comparativa de las propiedades.
El fondo zinc rich epoxi poliamida se destaca por ser menos exigente en cuanto a la preparación de la superficie y aplicación. Con el zinc rich epoxi no es necesario llegar a metal blanco, ni a las rugosidades requeridas por el zinc silicato para asegurar la adherencia adecuada.
La menor porosidad que se logra en el caso de la superficie con epoxi zinc rich, hace que sea menos frecuente que se presenten problemas de burbujas o requiera una mano extremadamente diluida de la capa siguiente.
La película de zinc rich epoxi, al ser más elástica, no presenta problemas de cuarteo.
En cuanto a la temperatura que soporta la película aplicada, el zinc rich epoxi tolera como máximo una temperatura de 80 ºC, mientras que el zinc silicato puede resistir en régimen continuo temperaturas de 400 ºC. La resistencia del sistema completo, también depende de resistencia de la pintura de terminación. Si se pretende que resista 400ºC en régimen continuo, es necesario utilizar una pintura silicónica como capa de terminación.
En el cuadro siguiente se brinda información de los fondos zinc rich de la línea Alto Desempeño de pinturas Lusol.
Previo a la aplicación de estos fondos, lea atentamente las recomendaciones incluidas en nuestra información técnica específica.
Notas
(1) La Norma SIS 055900 es la especificación de preparación de superficies creada por Swedish Standard.
Otras alternativas de normas a consultar para la preparación de superficies son:
SSPC-SP 10 de Steel Structures Painting Council.
NACE 2 de National Association of Corrosion Engineers
ISO 8501-1-1988 de la Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
Ing. Quím. Adriana Gambogi
 
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Sabía Ud... ¿Que el MDF se puede pintar con pintura en polvo? |
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Las pinturas en polvo se utilizan preferentemente para pintar superficies metálicas, pues estas son conductoras de electricidad. Recientemente se ha desarrollado una tecnología para pintar materiales no conductores y que respeta la cantidad de calor que puede soportar el MDF sin alterarse.
En nuestro mercado hay experiencias exitosas de aplicación de la pintura en polvo convencional sobre este material (MDF), para lo cual es necesario tener en cuenta las siguientes pautas:
Aplicar en piezas de diseño simple.
Realizar un diseño de sujeción (gancho) de la pieza a pintar que evite que en las zonas cercanas al gancho quede un halo con poca pintura.
Precalentar fuera del horno sólo hasta 80 ºC para que el material conserve la humedad necesaria para tener conductividad.
Aplicar la pintura a voltaje bajo de 40-50 Kv.
Hornear el mínimo de tiempo que exija la pintura.
La mejor terminación se obtiene cuando se utilizan pinturas de efecto, esto es texturados y micro texturados, pues en el caso de estos materiales poco conductores, es más difícil obtener los espesores recomendados (60, 70 micras). Este acabado disimula mejor las imperfecciones de la superficie pintada.
Es necesario recalcar que este tipo de aplicación es sumamente artesanal y el ajuste de las condiciones depende de la instalación y las características de la pieza.
En algunos países se utilizan pinturas en polvo de curado con UV y sólo se aplica calor con infrarrojo para fundir el polvo para que luego reaccione. Esta tecnología requiere una inversión importante en una instalación específica, que sólo se justifica para líneas de producción en serie de volumen elevado.
Ing. Quím. Jorge Brasó
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¿Quiere saber de pinturas especiales? |
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Corría el año 1983, la empresa había crecido, se había mudado a un nuevo local, y teníamos presencia en muchas industrias a través de nuestros productos alto desempeño.
También habíamos integrado el consorcio que pintó la totalidad de la represa de Salto Grande, proveyendo la pintura para la misma (conjuntamente con Lusol Argentina), lo cual era una muestra y un aval de nuestra calidad.
En ese momento, ANCAP realiza un llamado abierto a fabricantes nacionales e internacionales para licitar la pintura a aplicar en su parque de tanques de almacenamiento de crudo en José Ignacio.
La licitación era por pinturas de alta resistencia química y a la intemperie, impermeabilidad, y en difíciles condiciones de aplicación.
Implicaba producir y asegurar la calidad de productos de alta tecnología, tales como: zinc rich epoxi de dos componentes, pintura a base de caucho clorado de alto espesor, otros fondos anticorrosivos y esmaltes de terminación.
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Era una oportunidad muy grande en términos comerciales y un desafío enorme en aspectos técnicos y de producción.
Sin dudar encaramos el desafío. ANCAP era la única empresa del Uruguay que tenía un laboratorio específico para pinturas, y por lo tanto los controles iban a ser muy estrictos. Era una oportunidad de medirnos y jugar el partido en las ligas internacionales.
Luego de consultar con el laboratorio de ANCAP el uso a dar a las pinturas, las características exigidas, y de visitar el lugar para ver in situ las condiciones de exposición y las dificultades de aplicabilidad, identificamos dos estrategias posibles.
1. Proponer pinturas de línea, es decir de uso comercial, lo cual conduciría a un precio menor; o
2. No conformarnos con una solución solamente buena y apuntar a una excelente, satisfaciendo la totalidad de los requerimientos que la situación imponía, aun sabiendo que el costo sería mayor.
El equipo que tomó la decisión optó unánimemente por la segunda. Fue una decisión fácil, respondía a la filosofía de la empresa "sólo lo mejor para el cliente es aceptable".
Claro que lo que no fue fácil fue la implementación, implicó mucho tiempo de las cabezas de la empresa dedicadas a este tema, inversión en capacidad técnica, investigación de normas y ensayos acreditados internacionalmente, inversión en equipos de desarrollo y control, elaboración de muestras hasta alcanzar el comportamiento esperado, investigación de aplicación en el campo, etc. Contábamos con el apoyo técnico de Lusol Argentina, con quienes trabajamos codo con codo en la preparación de los productos especiales.
Llegó al fin el momento esperado y teníamos todo pronto. Presentamos la propuesta técnica con las muestras y la oferta comercial. Allí estaban presentes todos los grandes de la pintura internacional y del Uruguay. Cuatro empresas europeas, tres de ellas muy conocidas: Hempel de Dinamarca, Sigma de Holanda, Jotun de Noruega, y Camrex de Inglaterra. De la región: Pinturas Renner de Brasil y Pan Namel de Argentina. Por último tres empresas uruguayas: Pinturas Inca, Behar y Cía y Pinturas Industriales S.A. Nuestro precio fue el tercero, pero nos quedaba la esperanza de distinguirnos por la calidad.
Pasado un tiempo de análisis, ANCAP tomó la decisión y optó por nosotros. Nuestra propuesta técnica cumplía con lo que ellos necesitaban. Y aun cuando el costo de compra de nuestra pintura era mayor, su duración iba a ser mucho más larga, dilatando por lo tanto los costos de repintado que siempre son altos.
Una de las empresas uruguayas impugnó la licitación, con el argumento de que ellos también podrían haber ofrecido productos similares a los propuestos por nosotros a un precio mayor. Con el diario del lunes todos acertamos las carreras del hipódromo del domingo. Obviamente, ANCAP mantuvo la decisión de comprarnos a nosotros.
Con la felicidad de haber ganado la licitación en "la cancha" y en "la Liga", le pedimos a nuestra agencia publicitaria (Grey), que nos propusiera como comunicar al público esta confianza que depositaba ANCAP en nosotros. La propuesta fue una página en la prensa donde decía únicamente: "¿Necesita pinturas especiales? …… Pregúntele a ANCAP". El aviso fue publicado a página completa en los periódicos. Su repercusión fue un premio para cada uno de los que trabajamos para este éxito.
Al día siguiente y ya embarcados en otro negocio y en un nuevo desarrollo para otro cliente, otra vez acudí al apoyo de Lusol Argentina. Llamé por teléfono al Dr. Haas (principal de Lusol Argentina) y le pregunté por una formulación. A lo que él me contestó:
"¿Quiere saber de pinturas especiales? ….. Pregúntele a ANCAP"
Carcajadas de ambos lados y felicitaciones recíprocas.
Ing. Quím. Jacinto Muxi Muñoz
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