CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
BASES TEORICAS

DEFINICIÓN PINTURA

“Es un producto líquido o semilíquido que por procedimientos físicos y/o químicos, se transforma en una película sólida al ser aplicado sobre un sustrato”. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000, Pág. 6)
Este término se emplea para señalar el producto en su estado original o durante su aplicación pero una vez aplicado y luego de obtener el secado se debe denominar “película”. A partir de dos o más películas se obtiene un sistema de protección.
El proceso de fabricación de la pintura consiste en la premezcla del pigmento con una parte del vehículo, en la dispersión o molienda de esta mezcla agregando luego los restantes componentes de la formula, considerando a la vez el ajuste del color, la viscosidad y demás características del producto, para finalmente ser filtrado y envasado. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000)
En función de las propiedades específicas que se deseen obtener de una pintura, se realizará la relación “pigmento-vehículo”.
La pintura esta compuesta por cuatro partes principales: Vehículo, pigmentos, solventes y aditivos.

VEHICULO

Vehículo: es la porción líquida completa de una pintura que incluye el contenido sólido de las resinas, transporta los pigmentos durante su aplicación, es a su vez el formador de película. Dentro de sus propiedades está la de mantener en suspensión homogénea a los pigmentos, impartir adherencia, resistencia, brillo y dureza. Esta compuesto por resinas, disolventes, aceites, plastificantes, etc. Teniendo cada uno de ellos una determinada composición, las cuales son trasmitidas a los diferentes tipos de pinturas con ellas fabricadas.
El vehículo puede clasificarse en volátiles cuando facilitan la aplicación y contribuyen al secamiento de la pintura al evaporarse, y no volátiles cuando contribuyen a formar la película y son básicamente aglomerantes que unen a los pigmentos. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).
Generalmente las propiedades de una pintura están dadas por el tipo de vehículo o resina utilizada en la formulación de la misma. Las resinas más importantes son: emulsiones acrílicas y vinílicas, aceites, alquídicas, fenólicas, caucho clorado, epóxicas, poliuretanos, breas, siliconas, nitrocelulósicas.

PIGMENTOS

Se define como pigmento a las partículas sólidas finamente divididas y empleadas en la fabricación de pinturas e insolubles en el vehículo, se mantienen en dispersión e imparten el color y el cubrimiento a una pintura, además de otras propiedades tales como protección contra la corrosión, de relleno, facilidad para el lijado, resistencia a formación de moho y otros.
Estos pueden ser naturales o sintéticos, orgánicos e inorgánicos. Son activos cuando confieren al producto color, cuerpo y poder de cubrimiento, o inertes si solo confieren cuerpos.
Según manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000, los pigmentos se clasifican en:
Pigmentos cubrientes: son aquellos productos químicos opacos dispersos en un vehículo, que debido a su opacidad u ocultamiento son capaces de cubrir una determinada superficie.
Pigmentos anticorrosivos: “todos aquellos compuestos químico en forma de polvos o escamas que dispersos en un vehículo, son capaces de controlar e inhibir la corrosión de los metales ferrosos.

Esta protección anticorrosiva se basa en dos principios fundamentales:
a) mediante la pasivación anódica o catódica. Dentro de este grupo se encuentran los pigmentos anticorrosivos como minio de plomo, cromato de zinc, cromato de magnesio, óxidos de hierro rojo, etc., que por su carácter oxidante pueden pasivar el hierro, por formación de compuestos férricos, o por formación de compuestos inorgánicos insolubles
b) mediante la protección catódica del acero con un elemento más noble que el hierro, tales como el polvo de zinc o aluminio que por su carácter electroquímico, ejercen una protección de sacrificio preservándose el hierro.
Pigmentos de acción especificas: son productos químicos que se utilizan en la formulación de pinturas para conferir una acción específica contra determinado agente, como por ejemplo los pigmentos de acción funguicida, para contrarrestar la acción de hongos o bacterias.
Pigmento de carga o de relleno: son pigmentos utilizados como refuerzo de los pigmentos anticorrosivos en los fondos y para darle propiedades de relleno y aumentar el porcentaje de sólidos

SOLVENTES - DILUYENTES

Los solventes son la parte volátil de una pintura que permiten la fabricación y aplicación de las mismas. Se clasifican como solventes y diluyentes.
Los solventes son utilizados en la fabricación de la pintura y los diluyentes permiten balancear convenientemente la aplicación de esta, controlando la evaporación de la película en el proceso de secado.
Estos pueden ser de Hidrocarburos (alifáticos y aromáticos) u oxigenados, los primeros son los más consumidos y se usan como disolventes de aceites, resinas alquídicas y otras. Los oxigenados tienen como característica fundamental una estructura molecular de polaridad, es decir cargas eléctricas en distintos puntos de sus moléculas por lo que son fuertes disolventes-diluyentes, los más importantes son: los alcoholes como el metanol, etanol, isopropanol, butanol, etc, los esteres como el acetato de etilo, butilo, amilo, etc, las cetonas como el metil, etil, isobutil, acetona, isoforona, etc, y por último los esteres como el acetato de cellosolve, butil cellosolve, est. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).
El agua se utiliza solamente como solvente diluyente en pinturas emulsionadas en particular.

ADITIVOS

Los aditivos incluidos en la fabricación de la pintura en cantidades relativamente pequeñas para impartir propiedades muy específicas. Pueden ser espesantes, dispersantes, plastificantes, secantes, humectantes, antioxidantes, antisedimectantes, aromáticos, antiespumantes y otros.

FUNCIONES DE LA PINTURA

Todos los objetos se encuentran bajo la acción de factores del medio ambiente y de condiciones propias de uso lo que ocasiona el desgaste de los mismos, tomando en cuenta a la vez que algunos de estos pueden carecer de una apariencia exterior atractiva y en armonía con respecto a otros objetos, por lo que para satisfacer las necesidades de protección y de mejoramiento del aspecto físico existen métodos de limpieza y recubrimiento, como las pinturas, plásticos, anodinado, galvanizado, entre otros. De estos métodos el que comúnmente se usa es el recubrimiento con pintura por su versatilidad, fácil aplicación, calidad de protección y economía.
Tomando en cuenta lo anteriormente expuesto según el Manual de formación de pinturas arquitectónicas de Montana las pinturas cumplen tres funciones principales:
Proteger. Permite evitar el deterioro producido por las condiciones ambientales y utilización en obras arquitecturales, industriales, marinas y otras, a través del uso de diversas pinturas como esmalte, emulsionadas, anticorrosivos, etc.
Decorar. En diseños de ambientes a través de la pintura se puede lograr combinar características como brillo, colores y textura de acabados.
Identificar. Los códigos internacionales de identificación utilizan diversos símbolos y colores, por lo que a través de la pintura se realizan distintos tipos de señalización de tuberías, máquinas industriales, bomberos, seguridad industrial, calles, autopistas, entre otros.


CLASIFICACION DE LA PINTURA

Según el Manual de formación de pinturas arquitectónicas de Montana las pinturas pueden clasificarse de diversas formas, dependiendo de los factores que se consideren, ya que estos pueden ser, el campo de aplicación, el solvente usado, las resinas que utilicen, el tipo de secamiento, etc. Por lo que generalmente los fabricantes consideran la siguiente clasificación:
a-) Según el campo de aplicación pueden ser; domésticas, arquitectónicas, de protección industrial, de mantenimiento industrial, entre otros.
b-) Según el tipo de resinas utilizadas.
c-) Según el tipo de secamiento (solventes) pueden ser; acuosas como las emulsionadas y las reducibles en agua, o no acuosas como los esmaltes, los fondos y las reducibles con solventes-diluyentes.
El tipo de secamiento o curado de la pintura es una de las propiedades que caracteriza a cada una de ellas, por ello juega un papel importante para la clasificación, ya que, es consecuencia del vehículo utilizado en su fabricación, el cual determina también la propiedad de resistencia de dicho recubrimiento. Según este aspecto, se clasifican en los siguientes grupos:

- Secamiento físico
Es también llamado secamiento por evaporación de solventes, debido a que el vehículo empleado en la fabricación forma una película o cura sólo por evaporación de solventes, produciéndose tan solo un cambio físico en el producto, ya que al secar su composición es igual que cuando estuvo envasado.
Entre estas pinturas se tienen las lacas acrílicas, pinturas emulsionadas, fondo y acabados nitrocelulósicos, selladores para madera, o fondo y acabado caucho clorado. Se caracterizan por tener excelente adherencia entre capas.

- Secamiento oxidativo.
El secamiento consiste en dos procesos consecutivos, la evaporación del solvente y luego la reacción de oxidación. En esta clasificación, la película asimila el oxígeno del aire a la vez que seca químicamente (polimerización). Estas pinturas contienen resinas alquídicas, como óleos, esmaltes, fondos, barnices, aluminios, entre otros.
Es necesario tener presente que en estas pinturas se forma una capa de “nata” superior, al dejar mal cerrado el envase, debido al contacto del producto y el oxígeno del aire y los aceites, una vez removida cuidadosamente esta capa, la pintura podrá ser utilizada en perfectas condiciones.

- Secamiento químico

Polimerización (enlaces de moléculas)
“Pertenecen a esta clasificación, todos aquellos recubrimientos cuyo vehículo está formado por una resina orgánica sintética, capaz de reaccionar como un producto químico llamado catalizador a temperatura ambiente.” (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).
Las pinturas de este grupo contienen resinas epóxicas y de poliuretano, de excelente resistencia química a la abrasión y los agentes ambientales mas agresivos (humedad, agua dulce o salada, disolventes). Y los agentes catalizadores o de curado son resinas poliamidas, minas o aductos de aminas, ácidos (fosfóricos, paratolueno, sulfónico, etc.).
Se incluyen también en esta clasificación todos los fondos y acabados horneables, debido a que una vez aplicados, requieren de altas temperaturas que oscilan entre 130º y 200º, para su secamiento o curado. Estas pinturas son usadas en los acabados para la industria metalmecánica, automotriz, etc. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).


PROPIEDADES DE LAS PINTURAS

Según el manual de formación de pinturas arquitectónicas de Montana las pinturas tienen las siguientes propiedades:
- Color: estos pueden ser básicas, de contraste o de combinaciones, a la vez son claras, oscuras, brillantes u opacas.
- Dureza: es la característica de la resistencia que ofrecen ante los efectos del impacto, rasgado y/o rayado, el roce, entre otros.
- Flexibilidad: es la capacidad que poseen de dilatarse o contraerse.
- Adhesión: es la capacidad que tienen de anclarse al sustrato. Existen varios tipos de adhesión:
a.-) Adhesión mecánica, referida a los aspectos de rugosidad y porosidad de la superficie.
b.-) Adhesión polar, viene dado por el grado de atracción que la superficie ejerce sobre una resina determinada.
c.-) Adhesión química, está basado en la relación entre el sustrato y la resina o la adhesión entre capas de pintura con resinas compatibles.
- Rendimiento: “es el resultado del porcentaje de los sólidos por volumen y el espesor de película de pintura aplicada (húmeda o seca).” (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, Pág. 13-A).
- Cubrimiento, es la propiedad de ocultación.
- Viscosidad: está basado en el grado de fluidez del producto, su consistencia, la cual varía según el tipo de pintura y medio de aplicación.
- Nivelación: es la capacidad de formar una capa uniforme al ser aplicada una película de pintura. Es ventajosa porque permite una mayor protección del sustrato.
- Tipo de secamiento: ya sea un físico, químico u oxidativo.
- Resistencia: es la capacidad de soportar los efectos dañinos a los que son sometidas, al exponerlas al medio ambiente, tales como los rayos solares, la erosión, las lluvias, el viento, ácidos, álcalis, humo, gases y otros agentes.

FONDOS

El fondo es la primera capa de pintura aplicada sobre una superficie con la finalidad de penetrar y sellar los poros existentes sobre la misma para luego facilitar la adherencia del acabado posterior. El fondo puede actuar de dos formas, rellenando por completo los poros de la superficie o impartiendo propiedades anticorrosivas a las superficies metálicas, por su contenido de pigmentos que inhiben y controlan la corrosión, ofreciendo mayor protección y durabilidad a la superficie trabajada. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).
Los fondos deben poseer además de propiedades anticorrosivas o de relleno, alta capacidad de fluidez y humectación, para facilitar la penetración en la porosidad de la superficie y poder desplazar el oxígeno del aire, dejando preparada la superficie para la aplicación del acabado final.
Algunos tipos de fondos son los siguientes:
- Anticorrosivo, son utilizados en estructuras metálicas por su contenido de pigmentos inhibidores de la corrosión como lo son el minio de plomo, cromato de zinc, óxidos de hierro, etc.
- Antialcalinos, sirven para protección de superficies contaminadas con álcalis o superficies alcalinas de concreto.
- Especiales, se usan en aquellas superficies que rechazan cualquier tipo de recubrimiento, como por ejemplo las de aluminio y hierro. Un fondo de este tipo es el Wash Primer que actúa sobre la superficie, pasivándola y dándole rugosidad para facilitar la adherencia de la pintura.


CORROSION

La corrosión es “la destrucción o deterioro de un material y sus propiedades mecánicas-físicas, por interacción química o electroquímica con el medio ambiente.”(Pág. 6, Curso sobre pintura industrial, 2.002).
Este fenómeno está basado en la unión de tres elementos:
- El ánodo, que viene siendo la parte débil del metal que se oxida.
- El cátodo, que es la parte estable del metal.
- Electrolito, es la sustancia conductora donde están inmersos.
- Pasaje metálico.

La corrosión es dañina porque conlleva a un deterioro del material, lo cual genera principalmente un problema de seguridad, porque el material está perdiendo parte de sus propiedades resistentes, también ocasiona una mala apariencia del material e incrementa los costos de reparación del problema. (Curso sobre pintura industrial, 2.002).
Tipos de corrosión:
- Atmosférica; se basa en el ataque que sufren los materiales al ser expuesto a la intemperie, a temperatura ambiente. Es el tipo de corrosión mas común, aproximadamente el 80% de las estructuras metálicas están bajo la acción de estas condiciones.
- Uniforme.
- Por picadura.
- Por esfuerzo.
- Por la temperatura.
- Por el impacto.
- Por la vibración.
- Por las bacterias.
Para prevenir la corrosión de las estructuras metálicas es imprescindible evitar que se inicie el proceso, lo cual se lograr a través de la protección del mismo, mediante un recubrimiento que permita aislar el acero, para que no lo afecten los factores ambientales, en especial el aire y la humedad.
Por lo tanto la corrosión se puede atacar a mediante el uso de inhibidores, protección catódica, aplicación de barreras impermeables, etc. Los materiales mas usados para combatir la corrosión, pueden ser las pinturas o recubrimientos, inhibidores, productos especiales que permitan controlar la corrosión o hacer un estudio de materiales para crear aleaciones resistentes a los agentes causantes del problema. (Curso sobre pintura industrial, 2.002).
“Todas las pinturas y sistemas de las mismas, actúan como una barrera entre el metal, el aire y la humedad exterior. La eficacia de esta barrera depende fundamentalmente de la apropiada y esmerada preparación de las superficies, la calidad de la pintura o recubrimiento y expertas aplicaciones.” (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000, Pág. CB-20).

BASES LEGALES
PREPARACION DE SUPERFICIES METÁLICAS

Para la preparación de superficies metálicas ferrosas existen normas internacionales en cuanto al método de limpieza, de dichas normas la más completa son las que presenta la Steel Structura Painting Council (S.S.P.C.), que sirven de guía para la ejecución de estos trabajos y se describen a continuación:
Cobre-Bronce Limpiar, pulir, barnizar
Aluminio Wash Primer
Cromato de Zinc
Hierro galvanizado Limpieza con solución cáustica
METAL Hierro – limpieza Técnica Chorro arena
Química Chorro viruta
Mecánica Chorro de agua
Manual
Acero Inoxidable y metales procesados

- SSPC-SP1- LIMPIEZA CON SOLVENTES
La limpieza con solventes consiste en remover los materiales extraños sobre una superficie como aceite, grasa, manchas u otros, con el uso de solventes, emulsiones, compuestos limpiadores, limpieza de vapor o materiales, es decir, métodos que involucren una acción solvente o limpiadora (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).

- SSPC-SP2- LIMPIEZA MANUAL
La limpieza manual es un método de preparación de superficies metálicas para pintarlas, consiste en remover la cascarilla de laminado suelta, herrumbre suelta y pintura suelta con el uso de herramientas como cepillos eléctricos o neumáticos, impacto eléctrico o neumático, esmeril eléctrico o neumático, o combinación de estas (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).

- SSPC-SP5- LIMPIEZA POR CHORRO ABRASIVO AL METAL BLANCO.
La limpieza por chorro es un método a través del cual se preparan las superficies metálicas para pintarlas, basado en la remoción de toda la capa o cascarilla de laminado, óxido, pintura o materias extrañas mediante el uso abrasivo impulsado por medio de una tobera o ruedas centrífugas. Las superficies quedan libres de aceite, grasa, suciedad, óxido, cascarilla de laminado, productos de corrosión, pintura o cualquier otra materia extraña. La superficie preparada con limpieza al grado metal blanco a chorro es definida como una superficie con color uniforme gris blanco metálico, ligeramente rugosa lo cual es favorable porque crea un perfil de anclaje que permite una mejor adherencia de la pintura. La superficie limpia puede tener un color influenciado por la clase de medio abrasivo usado (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).


- SSPC-SP6- LIMPIEZA POR CHORRO ABRASIVO AL GRADO GRIS COMERCIAL.
La limpieza por chorro abrasivo al grado gris comercial consiste en el método de preparación de superficies de metal para pintarlas a través de la remoción de cascarilla de laminado, el óxido o materias extrañas con el uso de abrasivos impulsados por toberas con aire comprimido o por rueda centrífuga hasta el grado especificado. El acabado final obtenido de la superficie limpiada por medio de este método queda totalmente libre de grasa, aceite, suciedad, cascarilla de laminado y materias extrañas, y removido toda la herrumbre, la cascarilla de laminado, pintura vieja; excepto la ligeras sombreas, rayas o decoloraciones causadas por las manchas de herrumbre y pintura. En el caso de que la superficie tenga picadura estas pueden tener en el fondo restos de herrumbre o pintura, por lo que menos de 2/3 de cada pulgada de la superficie estará libre de visibles residuos quedando el resto limitado a ligeras decoloraciones, sombras o residuos. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).

- SSPC-SP7- LIMPIEZA POR CHORRO ABRASIVO AL GRADO SUPERFICIAL.
La limpieza por chorro abrasivo al grado superficial consiste en el método de preparación de superficies de metal para pintarlas a través de la rápida remoción de la cascarilla de laminado suelta, herrumbre y pintura suelta, hasta el grado especificado, por medio del impacto con abrasivos impulsados por una tobera por aire comprimido o por rueda centrifuga. La superficie final obtenida por este método de limpieza, queda totalmente libre de aceite, grasa, suciedad, y quedan removidos la herrumbre suelta, la cascarilla de laminado y la pintura pero no completamente eliminados los que están firmemente adheridos, también debe presentar cierta rugosidad para suministrar una buena adhesión y unión de la pintura. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).

- SSPC-SP8- LIMPIEZA QUIMICA PICKLING
La limpieza química consiste en el método de preparación de superficies de metal para pintarlas a través de la remoción total de la cascarilla de laminado, el óxido por reacción química o electrólisis o por los dos métodos. La superficie final obtenida por este método de limpieza, queda totalmente libre cascarilla de laminado, óxido y otras materias extrañas. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).

- SSPC-SP10- LIMPIEZA POR CHORRO ABRASIVO AL GRADO CASI BLANCO
La limpieza por chorro abrasivo al grado casi blanco consiste en el método de preparación de superficies de metal para pintarlas a través de la remoción de cascarilla de laminado, herrumbre, pinturas y materias extrañas con el uso de abrasivos impulsados por toberas con aire comprimido o por rueda centrífuga hasta el grado especificado. El acabado final obtenido de la superficie limpiada por medio de este método queda totalmente libre de grasa, aceite, suciedad, cascarilla de laminado, herrumbre, productos de corrosión, pinturas y otras materias extrañas, excepto ligeras sombras, rayas, manchas de herrumbre. (Manual de formación de pinturas arquitectónicas, 2000).

Métodos de ensayo que más se usan para determinar las características generales de los recubrimientos de superficies, según Dean H, Parker. (1.970). Se consideran dentro de estos ensayos las normas ASTM (American Society for Testing Materials), sin embargo algunos de los ensayos aun no han sido registrados dentro de estas normas. Muchos de los ensayos se basa en solamente observación visual por lo difícil de transformarlo en métodos de ensayos cuantitativos y objetivos. Estos métodos son los siguientes:

- Peso por litro.
Uno de los métodos mas común y conveniente para obtener el peso por litro de una pintura, barniz, aceite o una solución de laca, es determinar el peso del material que se requiere para llenar un recipiente patrón que tiene capacidad para exactamente 100,0 +- 0.1ML de agua a 25 +- 0,5 º C o 100,2 g de agua. Este recipiente se pesa vacío y después se llena con la muestra a 25 º C. El peso en gramos de la muestra dividido por 10 da el peso en kilos por litro. El peso específico de la muestra se obtiene multiplicando el peso de la muestra del recipiente expresado en gramos por el factor 0,012.
También existen recipientes graduados especiales para pastas que tienen un volumen de 83,3ml. Estos tienen un diámetro interior más grande y no son tan profundos como los recipientes medidores de peso por litro para líquidos, facilitando de este modo su llenado y vaciado.

- Dispersión del pigmento
Está registrada en FSPT, Lm-2-48 o ASTM D1210-54, Finura de la dispersión de los sistemas pigmento-vehículo.
Estos ensayos se realizan con el medidor Herman que consiste en un bloque plano de acero con un surco en una cara de 14,6 cm. de largo por 1,27 cm. de ancho, con una inclinación uniforme en su profundidad de 0,12MM en uno de los extremos y cero en el otro. La superficie del surco está marcada con una escala de lecturas.
Se coloca una pequeña cantidad del material líquido de recubrimiento en el extremo profundo del surco y se raspa hasta el extremo cero con una espátula. La superficie del líquido estará perfectamente lisa en el lado profundo, ya que las partículas del pigmento no se podrán apreciar. Cuanto más pequeña sean las partículas del pigmento mas lisa será la superficie en el extremo cero.
La clasificación de la dispersión del producto está en el punto de la escala en que las partículas del pigmento empiezan aparecer encima de la superficie.
Generalmente se usan dos escalas de clasificación de la dispersión. La escala Herman da una evaluación de 8 a un producto de excelente dispersión que no muestra partículas de pigmento visibles aun con un espesor de película de cero: Las lecturas Herman bajan hasta el cero para una dispersión deficiente en las que las partículas del pigmento se puedan ver en la superficie a una profundidad de 0,12mm. La evaluación por la escala FSPT oscila desde 10 para una excelente dispersión hasta cero para una mala.