La pintura desempeña un papel fundamental en múltiples industrias. El mercado mundial de pinturas y revestimientos se valoró en $206.560 millones en 2023, con un crecimiento interanual anual de aproximadamente 4,5% previsto para el periodo comprendido 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 estos aspectos ayuda a comprender por qué la fabricación de pinturas es tan compleja y precisa.
Materias primas e ingredientes
Pigmentos
Tipos de pigmentos
Los pigmentos dan color y opacidad a la pintura. Hay dos tipos principales de pigmentos: los orgánicos, hechos 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, etc., tanto de sustancias naturales como de sustancias químicas producidas sintéticamente mediante diversos procesos para conseguir los colores que desean los usuarios finales. Por ejemplo, el pigmento dióxido de titanio, muy utilizado, procede de la ilmenita, 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.
Carpetas
Tipos de carpetas
Los aglutinantes se utilizan para mantener unidas las partículas de pigmento y fijarlas a la superficie sobre la que se pinta. Los acrílicos ofrecen una buena flexibilidad de adhesión; los alquídicos, un brillo duradero; los epoxis, una gran resistencia química; los poliuretanos, una excelente resistencia a la abrasión, etc.
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 adhiera a la superficie pintada; también afectan a su dureza, que influye en su duración tras el secado, así como a otros factores como la resistencia al agua, etcétera. Los acrílicos, por ejemplo, son flexibles cuando se espera que se agrieten, 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 facilitan la aplicación de la pintura. Hay 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, en función de lo que se quiera conseguir con el revestimiento.
Papel de los disolventes en la producción de pinturas
El disolvente controla la viscosidad, lo que facilita la aplicación de la pintura; también se evapora tras la aplicación, lo que acelera 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 de 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, lo que da uniformidad a la coloración; los antiespumantes eliminan las burbujas, proporcionando un acabado impecable; los biocidas prolongan la vida útil al inhibir el crecimiento de bacterias de 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 pinturas
Premezcla Equipo utilizado
En la premezcla se utilizan diversos equipos. Los dispersores de alta velocidad mezclan pigmentos con aglutinantes y disolventes. Los mezcladores garantizan una distribución uniforme de todos los ingredientes. Los depósitos almacenan el material premezclado antes de la molienda. Las bombas transfieren la mezcla entre las distintas etapas.
Pasos de la premezcla
El proceso de premezcla 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 mejora la intensidad del color y la cobertura, así como la suavidad de la superficie de la pintura. Una molienda adecuada garantiza la dispersión uniforme de los pigmentos en un medio como el aceite o el sistema aglutinante de emulsión a base de agua utilizado para la fabricación de pinturas.
Técnicas de rectificado
Los molinos de bolas utilizan cilindros giratorios llenos de bolas de acero que aplastan las partículas grandes por las fuerzas de impacto debidas a su peso cuando caen desde lo alto sobre las más pequeñas que se encuentran en la parte inferior del tambor del molino. Los molinos de bolas emplean pequeñas bolas (bolas) de vidrio o materiales cerámicos en lugar de bolas de acero, ya que estos materiales tienen menor densidad que los metales y, por tanto, requieren menos energía durante la molienda, puesto 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 mezclado a alta velocidad. Esto garantiza que todos los componentes se distribuyan uniformemente en todo su volumen y en 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 de 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 ni manchas visibles debidas a 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 sin problemas durante su aplicación sobre distintas superficies. Los fabricantes añaden disolventes para ajustar este parámetro en función de las características del 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, etc., 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 espesor 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 caducidad
Son varios los factores que determinan cuánto tiempo durará un producto en las estanterías antes de estropearse; entre ellos, las fechas de caducidad que dan los propios productores o que se indican en las etiquetas de los envases en el punto de venta, lo que indica una vida útil de hasta cinco años si se almacena correctamente, pero la exposición al aire y la humedad acorta mucho este periodo, por lo que siempre hay que olfatear si huele mal o buscar grumos durante la inspección, para no encontrar señales que indiquen lo contrario; por tanto, seguir las instrucciones sobre dónde guardar los productos garantiza siempre el mejor resultado.
Consideraciones medioambientales y de seguridad
Gestión de residuos
Eliminación de materiales peligrosos
La fabricación de pintura genera 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 rigen la forma de deshacerse de estas sustancias en función del tipo con el que estén tratando; algunas empresas están especializadas en la recogida y el tratamiento de 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
En la actualidad, muchas industrias intentan reducir la producción de basura y conservar los recursos naturales a través de programas de reciclaje propuestos por las empresas que fabrican pinturas, entre otras cosas, materiales de envasado, etc. Incluso las partes no utilizadas podrían servir para otro propósito si se reprocesan de nuevo en nuevos artículos. Del mismo modo, 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 se fabricaron, lo que lleva a verter 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
Equipos de protección individual (EPI)
Los trabajadores que se dedican a la pintura deben llevar los EPI adecuados por 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 manipulan 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 interesadas; de lo contrario, la inobservancia de las directrices puede dar lugar a 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 fábricas siempre han sido muy estrictas a la hora de respetar las normas de seguridad en sus instalaciones. Por ejemplo, se realizan comprobaciones periódicas para detectar posibles peligros, mientras que los sistemas de ventilación ayudan a controlar las partículas suspendidas 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 disponer de equipos estándar de extinción de incendios, como camiones de bomberos que puedan responder rápidamente a las llamadas realizadas desde distintas partes de una organización; Una vez más, el cumplimiento de las normas del sector y de 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 protege a los empleados frente a lesiones y al medio ambiente que nos rodea frente a la contaminación causada por los procesos de producción de pintura.
El proceso de producción de pintura implica varios pasos críticos, como la selección de materias primas, 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 ensayo que se ajustan a las directrices estipuladas para determinar su respeto por el medio ambiente y su capacidad para soportar diferentes condiciones; asimismo, el uso de equipos de protección individual (EPI) y 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 y técnicas de reciclado para reducir el impacto de estas actividades en nuestro entorno; también se han introducido mejoras para aumentar la eficiencia en las distintas fases de fabricación, lo que se traduce en mayores niveles de productividad y en el cumplimiento de normas de calidad superiores en todo momento.