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Protección anticorrosiva con Epoxi-Polisiloxano

El Epoxi-Polisiloxano, por sus bondades, entre ellas, su bajo impacto ambiental y excelente resistencia a su degradación por exposición a la intemperie, será el objeto de análisis en este artículo.

por Abel De la Cruz*

Al cabo de aproximadamente una década de la introducción de los acabados de polisiloxano al mercado de los recubrimientos de protección, y a pesar de haber demostrado donde han sido aplicados, excelentes características de valor, tales como su bajo impacto ambiental, con reducido nivel de VOC, libre de isocianatos, con alto volumen de sólidos, y sobre todo con excelentes propiedades de resistencia a su degradación por exposición a la intemperie, proporcionando durabilidad a sus características de brillo y color en comparación con aquellos recubrimientos “top coat” también utilizados en ambientes industriales y marinos, como son los del tipo poliuretano acrílico alifático, podemos afirmar que en un balance de participación de mercado en el Perú aún resulta de baja cobertura en cuanto a aplicación y uso en el tratamiento de superficies del sector de obras de nueva construcción y menor aún en el mantenimiento industrial.

Por ello, resulta importante difundir y sustentar las características de diseño y formulación de este sistema de protección anticorrosiva denominado de alta durabilidad sobre todo para trabajar en ambientes atmosféricos con categoría de corrosividad (ISO 12944) de clasificación: C5-I (Muy alta corrosividad Industrial) y C5-M (Muy alta corrosividad Marina).

En nuestro medio, pocas son las compañías que pueden demostrar en tiempo real un desempeño exitoso de los sistemas con acabado polisiloxano como alternativa del sistema epóxico/poliuretano de dos capas. Dicho esquema de pinturas recomendado en construcciones nuevas con necesidades de mantenimiento mínimo y de alta durabilidad está constituido por un Imprimante Inorgánico Rico en Zinc y un Acabado de Polisiloxano-Epóxico, este sistema de dos capas iguala o en el mejor de los casos supera a los sistemas tradicionales de tres capas para obtener una óptima resistencia a la corrosión, tal como el de Base: Imprimante Inorgánico Rico en Zinc, capa intermedia epóxica y una capa de acabado de poliuretano alifático acrílico para asegurar la retención de color y brillo a través del tiempo.

En 1998, la empresa peruana de pinturas CPPQ S.A., licenciataria de la Marca Amercoat, aplicó por primera vez en el Perú el sistema: Epóxico- Polisiloxano PSX 700 para la protección exterior de Tanques de almacenamiento de ácido sulfúrico de la empresa Southern Perú Cooper Corporation expuestos a un ambiente de categoría corrosiva C5M. Los resultados de desempeño anticorrosivo y estético, han sido monitoreados mediante inspecciones periódicas anuales en los últimos 11 años y se estima que el primer gran mantenimiento por razones de protección contra la corrosión, se deberá realizar cuando el sistema alcance el nivel Ri 3 como está definido en la Norma ISO 4628-3, el cual podría ocurrir en el año 2013. Posteriormente se han realizado aplicaciones de esta tecnología en el proyecto de nueva construcción del Puente de Espesador de Zinc y el pintado de Estructuras de la Planta de Molibdeno-Bismuto de la Compañía Minera Antamina en Huaraz, entre otras.

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A continuación se describen los resultados de las pruebas de desempeño del recubrimiento Polisiloxano- Epóxico PSX 700, de mayor aplicación en este país:

Es importante considerar que con el polisiloxano de acabado, no se necesita una capa de acabado de poliuretano para obtener una superior resistencia a la intemperie y mejor retención del color y brillo. Esto tiene su explicación en que los polímeros inorgánicos basados en la química del silicio, tienen enlaces químicos en su estructura molecular del tipo –Si-O- (-silicio-oxígeno-) de alta resistencia, que son los que mantienen unidos los átomos y cuyo valor de energía de enlace supera en aproximadamente 100 Kjoules/mol a la fuerza de enlace  – C-C- (-carbono-carbono-) de los polímeros orgánicos como es el caso de los epóxicos y poliuretanos.



Además los átomos de Si (silicio) en la cadena del polímero polisiloxano están oxidados en un 50 a 75% puesto que cada átomo de sí está unido a 2 o 3 átomos de oxígeno, por lo que la degradación oxidativa que afecta a los enlaces -C-C- en los polímeros orgánicos (epóxicos y poliuretanos) no puede ocurrir en los enlaces Si-O del polímero polisiloxano. Consecuentemente los recubrimientos de polisiloxano forman una capa más impenetrable y resistente contra las fuerzas de la naturaleza (el sol, los rayos UV, el calor, los cambios de temperatura, la humedad, la lluvia, los contaminantes atmosféricos, etc.), son los únicos polímeros resistentes a la oxidación térmica y atmosférica frente al oxígeno, al ataque químico oxidativo, a la penetración de la humedad y no tienen tendencia al agrietamiento, cuarteamiento, tizado, ni a la pérdida de espesor de película.

Si bien es cierto el polímero de polisiloxano inorgánico proporciona altos niveles de durabilidad a la película de recubrimiento, sin embargo se requiere cierto grado de modificación química utilizando pequeñas cantidades de polímero orgánico (híbridos epóxico o acrílico) para alcanzar un equilibrio de las características prácticas específicas de película, tales como flexibilidad, dureza, brillo, adherencia, cobertura de bordes, características de aspersión, y apariencia en general, e incluso una optimización en los costos.

El grado necesario de modificación orgánica dependerá del diseño específico de la pintura y requiere ser determinado mediante ensayos experimentales. Un nivel demasiado bajo puede dar lugar a películas rígidas con riesgo a fragilizarse, agrietarse y de baja capacidad de adhesión, fallando por deslaminación. En contraposición, un grado demasiado alto de incorporación de polímero orgánico, reducirá las características de durabilidad en brillo y color, además de problemas de compatibilidad entre ambos polímeros.

Mediante evaluaciones comparativas en campo, el polisiloxano ha demostrado  que retiene el brillo y color por mucho más tiempo que el mejor poliuretano alifático. Esto prolonga los períodos de mantenimiento por aspecto o estética muy frecuente en recubrimientos orgánicos. Así mismo, las propiedades de baja atracción de la superficie de la película reduce la posibilidad de atrapar incrustaciones orgánicas e inorgánicas haciendo más fácil la limpieza de la superficie.

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Sus características para mantenimiento y facilidad de aplicación
La capacidad de humectación del polisiloxano-epóxico es tal que puede embeber restos de oxido bien adheridos y unirse fuertemente sobre una superficie preparada con limpieza manual mecánica, haciendo fácil la aplicación donde antes no se podía aplicar pintura por limitaciones de limpieza.

Su baja viscosidad y alta retención de espesor hacen que se pueda aplicar espesores de película seca hasta 7 mils en una sola capa a brocha o con sistemas de aplicación convencional.



También se puede aplicar sobre un amplio rango de pinturas antiguas presentes en todo repintado por mantenimiento.

Todas estas ventajas reducen tiempos de mantenimiento y costos sin arriesgar la durabilidad del sistema de pintura. En Perú, ante el incremento del costo de aplicación (debido a que se están implementando con adecuada rigurosidad los requerimientos de seguridad tanto para medio ambiente como personal), se está haciendo más funcional aplicar recubrimientos con esta nueva tecnología, ya que adicionalmente a los beneficios propios del producto, el aplicar una capa menos como sistema de protección hace más atractiva la elección de este sistema de pintado en términos de reducción de costos.

Sus características ecológicas
El polisiloxano-epóxico presenta características “ecológicas”, ya que puede ser formulado conteniendo alto porcentaje de sólidos, siendo adecuado con las actuales regulaciones de emisión de Componentes Orgánicos Volátiles (VOC), así mismo, es compatible con métodos de preparación de superficie de bajo nivel de contaminación como el “water jetting” SSPC-SP12 o la limpieza manual-mecánica SSPC-SP11/SP15.

Buena resistencia química

Siendo esta tecnología de alto desempeño, se ha comprobado su efectiva protección anticorrosiva y estética, probándose entre otros casos, resistencia a derrames y salpicaduras de ácido sulfúrico y material lixiviable, manteniendo su desempeño y color.

Usos típicos
Los sistemas de Base Zinc (inorgánico u orgánico) o Primer Epóxico y Acabado polisiloxano-epóxico son comúnmente recomendados para protección de alta durabilidad (ISO 12944) en ambientes de elevada corrosividad (C5I/C5M) y pueden ser aplicados sobre áreas típicas como:
* Tanques, estructuras, tuberías y equipos.
* Plantas de energía, gas y petróleo.
* Plantas de tratamiento de agua.
* Industria Offshore: superestructuras.
* Plantas Mineras.
* Plantas Industriales química y petroquímica.
* Obras muertas y superestructura de embarcaciones, Plataformas Marinas, etc.    

Referencias:
* Estudio de Evaluación de desempeño Amercoat PSX 700. CPPQ S.A.
* Polisiloxano Coatings Innovations, Norman Mowrer, Ameron International.
* Acabados de Polisiloxano, ¿un paso demasiado lejos?, Alejandro Lagler.Akzo Nobel.

*Gerente- General- Consultor Principal. AmericanConsultPerú. [email protected] http: // www.americanconsultperu.com

Author: Santiago Jaramillo

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