Ultrasonidos de potencia para mejorar la estabilidad microbiana de las pinturas
- El deterioro microbiano puede dañar las formulaciones de pintura tanto de base acuosa como de base disolvente.
- La normativa medioambiental restringe el uso de biocidas. La sonicación es un método eficaz y respetuoso con el medio ambiente para conservar las pinturas.
- Los ultrasonidos de potencia permiten incluso reciclar pinturas y recubrimientos deteriorados por microorganismos.
Conservación de pinturas mediante ultrasonidos
La conservación de pinturas consiste en prevenir el crecimiento de bacterias y otros microorganismos. Generalmente, se añaden biocidas a la formulación de pintura para eliminar los microorganismos. Ante la creciente demanda de pinturas sostenibles, no tóxicas y respetuosas con el medio ambiente, las formulaciones actuales se elaboran con niveles más bajos de compuestos orgánicos volátiles (COV) y suelen tener un mayor contenido de agua. Como contrapartida, estas formulaciones sostenibles son considerablemente más susceptibles a la alteración y al deterioro microbianos.
Los ultrasonidos de potencia constituyen un método ecológico de conservación de pinturas y recubrimientos. La destrucción celular y la lisis eficaces de los microorganismos ayudan a producir pinturas con un bajo contenido de COV y biocidas – aun así, con una larga vida útil y una buena estabilidad del producto.
Deterioro microbiano de la pintura
Las pinturas de base acuosa y de base disolvente se utilizan por sus propiedades decorativas y protectoras. Los sistemas de base acuosa son especialmente susceptibles al biodeterioro microbiano.
Dado que la normativa medioambiental es cada vez más estricta, debe reducirse la cantidad de biocidas en las pinturas, ya que estos pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana. Por ello, la normativa medioambiental ha limitado considerablemente el uso de biocidas. Los biocidas se utilizan para prevenir y reducir la alteración microbiana de pinturas y recubrimientos. Permiten prolongar considerablemente la vida útil y la capacidad de almacenamiento de la pintura. Debido a la reducción del uso de biocidas, se requiere un método alternativo de conservación.
Los ultrasonidos de potencia son una técnica bien conocida de ruptura celular y conservación, y se ha demostrado que permiten reducir / sustituir el uso de sustancias químicas antimicrobianas agresivas.
Consecuencias de la alteración microbiana
La contaminación de la pintura se debe al crecimiento y/o a la introducción de células microbianas no deseadas en la formulación y puede provocar las siguientes formas de degradación:
- alteración del color
- formación de gases
- mal olor
- pérdida de viscosidad
- filancia, moho, mucosidad
- separación de fases
La estabilidad microbiana de las pinturas es una característica importante de calidad, ya que se sabe que cualquier crecimiento de este tipo en el producto envasado deteriora sus propiedades funcionales. ¡Los ultrasonidos de potencia le ayudan a mejorar la estabilidad microbiana y cinética de su formulación de pintura!
Reciclaje mediante ultrasonidos de pinturas deterioradas por microorganismos
Si las pinturas ya se han deteriorado debido a una conservación insuficiente, la sonicación le permite reciclar pinturas y recubrimientos en estado húmedo. Cuando las pinturas y los recubrimientos han superado su vida útil, la formulación puede recuperarse mediante sonicación. La inestabilidad y la alteración de la formulación pueden revertirse: la sonicación intensa provoca la ruptura de los microorganismos, conserva y estabiliza la formulación, de modo que la pintura vuelve a ser un producto comercializable. El producto reciclado puede incorporarse al flujo de formulación y envasarse de nuevo para su venta.
Este sencillo proceso permite reciclar formulaciones de pintura deterioradas y evitar pérdidas económicas debidas a la alteración del producto (incluidos los costes de eliminación de residuos).
Ventajas de los ultrasonidos de potencia:
Un solo paso – múltiples efectos
- Los ultrasonidos de potencia conservan su formulación de pintura mediante la ruptura de microorganismos, hongos y algas
- Los ultrasonidos muelen, dispersan y desaglomeran las partículas hasta alcanzar tamaños micrométricos y nanométricos
- La sonicación ayuda a desgasificar la formulación
- Reciclaje de productos deteriorados que han superado su vida útil
¡Obtenga una formulación de pintura homogénea y estable con ultrasonidos de potencia!
Un solo equipo para realizar 3 etapas del proceso
La sonicación es una técnica de procesamiento muy versátil. Un solo homogeneizador ultrasónico instalado puede realizar tres etapas del proceso:
- molienda, desaglomeración y dispersión
- estabilización microbiana y conservación
- desgasificación de la formulación
Ultrasonidos de potencia industriales
Los equipos de Hielscher – equipos ultrasónicos industriales – pueden instalarse e integrarse fácilmente en instalaciones de producción existentes. Para capacidades de procesamiento elevadas, nuestras robustas unidades ultrasónicas se utilizan principalmente como sistemas en línea. La formulación de pintura puede alimentarse mediante una configuración de una sola pasada o de recirculación. El número de pasadas por la zona de máxima actividad cavitacional del reactor ultrasónico puede adaptarse al producto y a los requisitos específicos.
Los sistemas ultrasónicos de Hielscher, como el UIP2000hdT, UIP4000, UIP10000 o el UIP16000 pueden agruparse, de modo que prácticamente no hay límites en la capacidad de producción.
Todos los sonicadores están diseñados para funcionar 24/7 y requieren muy poco mantenimiento. Las cámaras de los reactores son fáciles de limpiar gracias a su geometría sencilla y al equipo de limpieza ultrasónica instalado (CIP).
Sonicador para trabajo intensivo UIP16000 (16 kW)
Ultrasonidos de potencia para la conservación de pinturas: UIP1500hd
Bibliografía y referencias
- Downey, A. (2012): El uso de biocidas en la conservación de pinturas. En: H.W. Rossmoore: Manual de uso de biocidas y conservantes. Springer Sci 2012.
- Ishfaq, S.; Ali, N., Tauseef, I., Khan Khattak, M.N.; Khan Shinwari, Z.; Ali; I.M. (2015): Análisis de la degradación de pinturas por especies fúngicas y bacterianas. Pak. J. of Bot., 47/2, 2015. 753-760.
- Obidi, O.F.; Aboaba, O.O.; Makanjuola, M.S.; Nwachukwu, S.C.U. (2009): Microbial evaluation and deterioration of paints and paint-products. J. Environ. Biol. 30(5), 835-840 (2009).
- Ravikumar, H.R.; Rao, S.S.; Karigar, C.S. (2012): Biodegradación de pinturas: estado actual. Indian J. Sci. Technol. 5/1, 2012. 1977-1987.
Información de interés
Dispersión de pigmentos
- Humectación: el pigmento en polvo seco debe humectarse. Durante la humectación, el líquido recubre la superficie de las partículas y los aglomerados del pigmento.
- Desaglomeración / separación: los agregados y aglomerados deben romperse para que el líquido recubra la superficie de cada partícula individual. Los ultrasonidos de potencia son una herramienta muy eficaz para moler, dispersar y desaglomerar partículas y obtener una formulación homogénea. Además, la sonicación favorece la desgasificación de la formulación.
- Estabilización: la formulación se estabiliza para mantener el tamaño de las partículas. Un método eficaz de molienda y dispersión favorece una distribución estable del tamaño de las partículas y la estabilización durante el almacenamiento.
Alteración microbiana
Entre los organismos gramnegativos que se encuentran habitualmente en pinturas de base acuosa contaminadas figuran Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Proteus sp., Micrococcus sp. y Aerobacter sp.
También pueden encontrarse organismos grampositivos de Bacillus sp. en pinturas contaminadas. Las especies de hongos más comunes en las películas secas de pintura contaminadas son Aureobasidium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium y Penicillium.
Ante la creciente demanda de pinturas sostenibles, no tóxicas y respetuosas con el medio ambiente, las pinturas se formulan con niveles más bajos de COV y suelen tener un mayor contenido de agua.
Las pinturas menos tóxicas y aceptables desde el punto de vista medioambiental tienden a tener una vida útil más corta y presentan una mayor incidencia de contaminación microbiana.
La alteración microbiológica de los recubrimientos superficiales de base acuosa puede ocasionar graves pérdidas económicas al fabricante.
Los efectos de la actividad bacteriana y fúngica son la pérdida de viscosidad, la formación de gases, el mal olor y la degradación visible. Además, la alteración del color causada por enzimas producidas por microorganismos puede provocar cambios en el producto mucho después del proceso de formulación. La pérdida de viscosidad de la formulación de pintura suele observarse como resultado de la degradación de los agentes espesantes celulósicos.
Formulaciones de pintura
Las pinturas de base acuosa y de base disolvente se utilizan, por ejemplo, en las paredes exteriores o interiores de complejos residenciales. Estas pinturas tienen dos funciones básicas: protección y decoración. La contaminación microbiana de la pintura en estado húmedo y de las películas secas puede destruir estas funciones, lo que provoca degradación, fallos funcionales y deficiencias visuales / estéticas. Los conservantes de pintura son una opción química para prevenir la alteración microbiana o mantenerla en un nivel bajo. Entre los conservantes habituales para pinturas y recubrimientos envasados (biocidas / fungicidas / microbicidas) figuran los O-formales, los N-formales, la 5-cloro-N-metilisotiazolin-3-ona (CIT), la benzisotiazolina (BIT) y el cloruro de cloroalil-3,5,7-azoniaadamantano (adamantina). Por razones medioambientales y de salud, conviene reducir o evitar el uso de estas sustancias químicas.
Los ultrasonidos de potencia son una alternativa ecológica que puede sustituir el uso de biocidas o reducir la cantidad de biocidas necesaria para conservar la pintura en estado húmedo.