La pintura desempeña un papel fundamental en múltiples industrias. El mercado mundial de pinturas y revestimientos se valoró en $206,56 mil millones en 2023, creciendo a una CAGR de aproximadamente 4,5% prevista para el periodo entre 2021 y 2027. Este crecimiento indica la importancia de las pinturas para sectores como la construcción y el transporte. En la producción de pinturas intervienen distintos componentes, como los pigmentos, que aportan color y cobertura; los aglutinantes, que mantienen unidas las partículas de pigmento y las fijan a las superficies; los líquidos, que transportan los pigmentos y los aglutinantes; y los aditivos, que mejoran propiedades o características específicas de las pinturas. Conocer estas cosas ayuda a entender por qué la fabricación de pinturas es tan intrincada y a la vez tan precisa.
Materias primas e ingredientes
Pigmentos
Tipos de pigmentos
Los pigmentos dan a la pintura su color y opacidad. Existen dos tipos principales de pigmentos: los orgánicos, elaborados a partir de moléculas basadas en el carbono (como los rojos brillantes); y los inorgánicos, derivados de compuestos minerales (como el blanco del dióxido de titanio). Los pigmentos orgánicos ofrecen tonalidades vibrantes, mientras que sus homólogos proporcionan un excelente poder cubriente o durabilidad, especialmente cuando se exponen a la luz a lo largo del tiempo.
Fuentes de pigmentos
Los fabricantes obtienen los pigmentos de muchas fuentes, como minerales, plantas, etcétera, tanto sustancias de origen natural como productos químicos producidos sintéticamente mediante diversos procesos diseñados para conseguir colores particulares deseados por los usuarios finales . Por ejemplo, el pigmento dióxido de titanio, muy utilizado, procede de la ilmenita, que es un mineral entre otros, mientras que el óxido de zinc, otro muy común, se origina a partir de minerales que contienen este metal, mientras que algunos orgánicos pueden obtenerse a partir de materiales derivados del petróleo.
Encuadernadoras
Tipos de encuadernadoras
Los aglutinantes se utilizan para mantener unidas las partículas de pigmento y adherirlas a la superficie sobre la que se pinta. Los acrílicos ofrecen una buena flexibilidad de adhesión; los alquídicos, un brillo duradero; los epoxis, una fuerte resistencia química de adhesión; los poliuretanos, una excelente resistencia a la abrasión, etcétera.
Funciones de las encuadernadoras
Nunca se insistirá lo suficiente en la función de los aglutinantes en el rendimiento de la pintura. Garantizan que el pigmento se pegue o se adhiera a la superficie pintada; también afectan a su dureza, que influye en la duración tras el secado, así como a otros factores como la resistencia al agua, etcétera. Los acrílicos, por ejemplo, tienen flexibilidad cuando se espera que se produzcan grietas, mientras que los alquídicos aumentan el brillo y la dureza de la película de pintura, entre otros.
Disolventes
Tipos de disolventes
Los disolventes disuelven los aglutinantes y ayudan en la aplicación de la pintura. Existen dos tipos principales: disolventes de base acuosa (o pinturas al agua) que utilizan agua como disolvente primario; disolventes de base disolvente (que utilizan compuestos orgánicos como alcoholes minerales o aguarrás). Cada tipo tiene sus propias ventajas dependiendo de lo que uno quiera conseguir con su trabajo de revestimiento.
El papel de los disolventes en la producción de pinturas
El disolvente controla la viscosidad facilitando la aplicación de la pintura; también se evapora tras su aplicación acelerando así el tiempo de secado. Los de base acuosa tienen bajos niveles de COV, por lo que se consideran respetuosos con el medio ambiente, al tiempo que ofrecen buenas propiedades de fluidez y nivelación, necesarias para los revestimientos de alto rendimiento, a diferencia de los de base disolvente.
Aditivos
Tipos de aditivos
- Espesantes: Espesan la consistencia de la pintura.
- Dispersantes: Ayudan a distribuir uniformemente los pigmentos.
- Antiespumantes: Reducen la espuma durante la mezcla.
- Biocidas: Impiden el crecimiento microbiano.
- Estabilizadores UV: Protegen de los daños causados por la luz ultravioleta.
Finalidad de los aditivos
Los espesantes mejoran la consistencia, garantizando así la suavidad durante la aplicación; los dispersantes evitan la formación de grumos, dando lugar a una coloración uniforme; los antiespumantes eliminan las burbujas, proporcionando un acabado impecable; los biocidas prolongan la vida útil al inhibir el crecimiento de bacterias del moho; los estabilizadores UV mejoran la durabilidad frente a los rayos nocivos del sol.
Los aditivos son necesarios para hacer una buena pintura. Cada tipo de aditivo aborda un aspecto diferente del rendimiento de la pintura.
Proceso de fabricación de la pintura
Equipo de premezclado utilizado
En la premezcla se utilizan diversos equipos. Los dispersores de alta velocidad mezclan los pigmentos con los aglutinantes y los disolventes. Las mezcladoras garantizan una distribución uniforme de todos los ingredientes. Los depósitos almacenan el material premezclado antes de proceder a la molienda. Las bombas transfieren la mezcla entre las distintas etapas.
Pasos de la premezcla
El proceso de premezclado comienza con la medición de las materias primas. Los operarios añaden a la mezcladora los pigmentos, los aglutinantes y los disolventes. El dispersor de alta velocidad mezcla estos componentes hasta que se vuelven homogéneos. Tras este paso, el material premezclado se traslada a tanques de almacenamiento donde permanece algún tiempo antes de pasar por la fase de molienda si es necesario para no perder su calidad durante el transporte o por cualquier otro motivo.
Rectificado
Finalidad de la molienda
La molienda se realiza para reducir el tamaño de las partículas de pigmento, lo que proporciona una mayor intensidad y cobertura del color, así como suavidad a la superficie de la pintura. Una molienda adecuada garantiza la dispersión uniforme de los pigmentos dentro de un medio como el sistema aglutinante de emulsión de base oleosa o acuosa utilizado para la fabricación de pinturas.
Técnicas de rectificado
Los molinos de bolas utilizan cilindros giratorios llenos de bolas (bolas de acero) que trituran las partículas grandes por las fuerzas de impacto debidas a su peso cuando caen desde lo alto sobre las más pequeñas que yacen en la parte inferior dentro de la carcasa del tambor del molino). Los molinos de bolas emplean pequeñas bolas (bolas) hechas de vidrio o materiales cerámicos en lugar de bolas de acero porque estos materiales tienen menor densidad que los metales y, por tanto, requieren menos energía durante la molienda, ya que las partículas más ligeras se elevan por encima de las más pesadas, que son empujadas hacia abajo unas contra otras por la fuerza de la gravedad, con lo que se consigue una tasa de reducción más rápida, pero con una distribución granulométrica igual a la del proceso de molienda por bolas. Los molinos Attritor utilizan una acción de agitación de alta velocidad proporcionada por brazos agitadores verticales instalados horizontalmente en la parte superior dentro de una cámara cilíndrica cerrada que contiene sólidos húmedos mezclados con un medio líquido como agua o disolvente orgánico. Esto se consigue haciendo girar los impulsores (palas) a altas revoluciones por minuto, lo que crea un intenso patrón de flujo turbulento cerca de la región de la punta, donde tiene lugar la mayor parte de la acción de molienda entre las propias partículas del medio y contra las paredes del recipiente durante cada ciclo de revolución.
Mezcla
Mezclado de alta velocidad
La homogeneización posterior de la pintura se lleva a cabo mediante una mezcla de alta velocidad. Esto garantiza que cada componente de la misma se distribuya uniformemente por todo su volumen, así como por toda la superficie disponible para el contacto con el aire durante el proceso de secado. Las mezcladoras de alta velocidad funcionan a velocidades elevadas al tiempo que crean una mezcla uniforme y estable.
Agentes dispersantes
Importancia en la mezcla
Se trata de productos químicos utilizados para evitar que los pigmentos se aglutinen durante la fase de mezcla, de modo que puedan dispersarse uniformemente por todo el sistema aglutinante, proporcionando así un buen desarrollo del color y brillo cuando se forma la película seca tras la aplicación sobre la superficie del sustrato. También ayudan a conseguir un acabado liso sin rayas visibles ni manchas dejadas por la sedimentación desigual de partículas sólidas en el medio líquido utilizado para fabricar pinturas.
Adelgazamiento y ajuste
Control de la viscosidad
Es importante controlar la viscosidad de la pintura para que pueda fluir suavemente durante su aplicación sobre diferentes superficies. Los fabricantes añaden disolventes para ajustar este parámetro en función de las características de rendimiento que deseen para el producto final, como la facilidad de aplicación con brocha, rodillo, pulverizador, etcétera. Por ejemplo, las pinturas de alta viscosidad pueden necesitar agentes diluyentes, mientras que las de baja viscosidad pueden requerir agentes espesantes, pero todo esto debe hacerse correctamente, ya que, de lo contrario, pueden producirse malos resultados, como arrastre, descolgamiento, corridas, goteos, etcétera, que afectan al aspecto general de calidad de los objetos recubiertos y, por tanto, provocan la insatisfacción del cliente con el artículo adquirido o el servicio prestado por el proveedor.
Coherencia entre lotes
Control de la temperatura
La pintura de calidad se conserva regulando la temperatura. Los fabricantes sugieren que las pinturas se conserven a temperaturas entre 50°F y 80°F. Las temperaturas demasiado altas o demasiado bajas pueden afectar a su grosor y estabilidad, respectivamente, así como hacer que se separen los componentes cuando hace calor, mientras que pueden espesarse cuando hace frío, lo que daría lugar a una vida útil de almacenamiento deficiente.
Consideraciones sobre la vida útil
Varios factores determinan cuánto tiempo durará un producto en los estantes antes de estropearse; entre ellos se encuentran las fechas de caducidad dadas por los propios productores o indicadas a través de las etiquetas adheridas a los envases en el punto de compra, lo que indica una vida útil de hasta cinco años si se almacena adecuadamente, pero la exposición al aire más la humedad acorta enormemente este periodo, de ahí que siempre se deba olfatear en busca de malos olores o palpar en busca de grumos durante la inspección para no encontrar signos como éstos que indiquen lo contrario; por lo tanto, seguir las instrucciones sobre dónde guardar los artículos garantiza siempre el mejor resultado.
Consideraciones medioambientales y de seguridad
Gestión de residuos
Eliminación de materiales peligrosos
La fabricación de pintura produce residuos peligrosos. Esto hace necesario observar métodos correctos de eliminación para no dañar el medio ambiente que nos rodea a todos. Las instalaciones deben ser conscientes de que existen varias normas que regulan cómo deben deshacerse de este tipo de sustancias en función del tipo con el que estén tratando; algunas empresas están especializadas en recoger y tratar este tipo de material mientras que otras lo queman utilizando fuego o aplican productos químicos que neutralizan sus efectos nocivos, en cualquier caso, el cumplimiento de unas prácticas de eliminación seguras garantiza el respeto por el medio ambiente.
Prácticas de reciclaje
Hoy en día muchas industrias intentan reducir la producción de basura al tiempo que conservan los recursos naturales a través de programas de reciclaje puestos en marcha por empresas que fabrican pinturas entre otras cosas como materiales de envasado, etc., incluso aquellas porciones no utilizadas aún podrían servir para otro propósito si se reprocesan de nuevo en artículos frescos del mismo modo que los disolventes junto con los envases utilizados durante los procesos de producción pueden someterse a ciertos tratamientos seguidos de procedimientos de limpieza de separación dentro de las instalaciones en las que fueron fabricados lo que conduce a que se vierta menos basura en los vertederos además de reducir los costes de producción y promover el desarrollo sostenible a través de sistemas eficientes de conversión de residuos en productos útiles.
Medidas de seguridad
Equipo de protección individual (EPI)
Los trabajadores que se dedican a la pintura deben llevar puestos los EPI adecuados para su propia seguridad. Esto incluye guantes, máscaras y gafas que les protejan de los productos químicos, así como de las lesiones físicas que puedan producirse durante las horas de trabajo; algunos trabajos requieren que los empleados lleven mascarillas cuando tratan con sustancias volátiles, mientras que otros exigen el uso de ropa especial para no entrar en contacto directo con materiales peligrosos, por lo que es importante formar continuamente al personal sobre estas cuestiones hasta que se conviertan en una práctica rutinaria seguida estrictamente por todas las partes implicadas; de lo contrario, la inobservancia de las directrices puede provocar accidentes en el lugar de trabajo, poniendo en peligro vidas o causando daños incluso una vez finalizadas las horas de trabajo.
Protocolos de seguridad en las instalaciones de producción
Las unidades de fabricación siempre han sido muy estrictas a la hora de observar las normas de seguridad dentro de sus instalaciones. Por ejemplo, se realizan comprobaciones periódicas para detectar posibles peligros, mientras que los sistemas de ventilación ayudan a controlar las partículas en suspensión en el aire que pueden causar problemas de salud a los trabajadores que respiran aire contaminado; deben establecerse procedimientos de emergencia adecuados en caso de que se produzcan derrames en cualquier lugar de la fábrica, incluidos los incendios, para los que los extintores y las alarmas deben colocarse estratégicamente en puntos fácilmente accesibles de los edificios, además de contar con equipos estándar de extinción de incendios fácilmente disponibles, como camiones de bomberos que puedan responder rápidamente a las llamadas realizadas desde diferentes partes de una organización; una vez más, el cumplimiento de las normas de la industria junto con las leyes pertinentes garantiza que los establecimientos sigan siendo seguros para todos los implicados, por lo que debe llevarse a cabo una supervisión continua por si acaso alguien se olvida de seguir uno o dos aspectos relacionados con lo que se debe o no se debe hacer, ya que la aplicación de todas estas medidas salvaguarda a los empleados contra lesiones al tiempo que protege el medio ambiente que nos rodea contra la contaminación causada por los procesos de producción de pintura.
El proceso de producción de pintura implica varios pasos críticos, como la selección de la materia prima, la premezcla, el triturado, la mezcla, el diluido y el control de calidad. Cada paso garantiza que el producto final cumpla las normas industriales de rendimiento y seguridad.
La garantía de calidad y las precauciones de seguridad son componentes esenciales para mantener pinturas de alta calidad. Estas medidas garantizan la durabilidad de la pintura mediante rigurosos procedimientos de prueba que se ajustan a las directrices estipuladas para comprobar su respeto por el medio ambiente y su capacidad para soportar diferentes condiciones; también el uso de equipos de protección individual (EPI), así como el seguimiento de prácticas laborales seguras, protegen a los trabajadores de los peligros asociados a la manipulación de pinturas.
Las tendencias futuras en la producción de pinturas se centran en la sostenibilidad y la innovación. Se están desarrollando materiales respetuosos con el medio ambiente junto con técnicas de reciclaje para reducir el impacto causado por estas actividades en nuestro entorno; se han introducido nuevas mejoras para aumentar la eficacia durante las distintas fases de fabricación, lo que se traduce en mayores niveles de productividad junto con unos estándares de calidad superiores que se alcanzan en todo momento.