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Uso de zinc inorgánico en construcción

Cada vez es más común la aplicación de primers ricos en zinc para la protección de estructuras en la industria de la construcción. Conozca los aspectos más relevantes a tener en cuenta cuando se usan este tipo de soluciones.

por: Abel De la Cruz*

Mostrando la constante dinámica en el desarrollo de nuevos productos en nuestra región, enfocamos nuestra atención en uno de los primers de más amplia aplicación y uso en los sistemas de pintura de alta durabilidad para la protección anticorrosiva de superficies expuestas a ambientes de elevada corrosividad atmosférica (C5M: ISO 12944-2) y en inmersión (Im1, Im2, Im3: ISO 12944-2).

Se trata de los recubrimientos del tipo zinc inorgánico, tal como el zinc etil silicato base solvente, el cual presenta conocidas dificultades de aplicación para alcanzar amplio uso y cobertura en el tratamiento anticorrosivo de superficies de acero en obras de nueva construcción.

Sin embargo y gracias al lanzamiento en el Perú, cuatro años atrás, de una nueva generación de recubrimientos denominados zinc Inorgánicos modificados, híbridos o “Reforzados” equivalentes en desempeño al zinc etil silicato, pero con características de aplicación amigables, su difusión a través de especificaciones, uso y aplicación en  proyectos de nueva construcción se ha visto incrementada progresivamente, bajo el objetivo de generar mayor rentabilidad a la inversión, un aumento en el ciclo de vida útil de la infraestructura, menores pérdidas por corrosión y un ahorro de costos en los gastos de mantenimiento en el tiempo.

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Los recubrimientos a base de zinc inorgánicos son considerados polímeros que contienen polvo de zinc como pigmento en un vehículo inorgánico. Este tipo de pinturas protegen por acción galvánica, el zinc es altamente activo y protege al menos activo como el acero al carbono, haciendo la función de sacrificio; para que ello ocurra es necesario una continuidad eléctrica, la cual requiere un alto nivel de Limpieza para procurar un contacto íntimo entre el Zinc y el substrato de acero.

Tipos

De acuerdo a la SSPC Paint Specification N° 20, los primers ricos en zinc del tipo Inorgánico allí definidos son tres:

  1. Tipo I-A: Vehículos Inorgánicos Post Curante, Álcali Silicatos a base de agua.
  2. Tipo I-B: Vehículos Inorgánicos Auto Curante, Álcali Silicatos a base de agua.
  3. Tipo I-C: Vehículos Inorgánicos Auto Curante, Álquil Silicatos a base de solvente.

Dentro de los del tipo I-C, el más empleado es el etil silicato. En todos los casos la película seca que queda después de la aplicación,  es una matriz de silicato inorgánico, que permite un alto nivel de eficiencia en la conductividad electrónica para la protección catódica. Este primer rico en zinc de etil silicato es suministrado en dos componentes, uno de ellos es la base (resina) y en el otro componente se encuentra el polvo de zinc.

Debido al contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV), los Alkyl Silicatos convencionales liberan grandes cantidades de solventes en el secado y curado (por evaporación de solventes y por la reacción de hidrólisis), presentando además dificultades para aplicarse en espacios confinados. Sin embargo esta característica ha sido modificada y mejorada en el zinc inorgánico “reforzado” haciéndolo compatible con el medio ambiente por su bajo nivel de COV, casi 20% menos de emisiones que el zinc etil silicato convencional. En cuanto al rendimiento, este se ha visto incrementado debido al mayor contenido de sólidos en volumen (80% aprox.) en su formulación, mejorando su precio por cada m2 de superficie recubierta con respecto al zinc inorgánico convencional.

Los primers de zinc inorgánico, se emplean en los diferentes sectores industriales, minero, petrolero, gas, energía, transporte, químico, etc. También son empleados en la industria naval para proteger el exterior de embarcaciones, plataformas enterradas y en aplicaciones donde se requiere una alta resistencia a la abrasión. Para proteger el acero al carbono, normalmente se aplica a un espesor de película seca de 3.0 mils, presentando una excelente y comprobada performance en los años, dependiendo del grado de corrosividad del ambiente de exposición.

La presencia de la matriz inorgánica a base de silicato entre las partículas individuales de zinc, mejora la resistencia química de los zinc primers frente al galvanizado. La exposición a ácidos y álcalis fuertes requiere de una adecuada capa barrera de acabado con alta resistencia química y baja permeabilidad, generalmente pueden ser del tipo epóxico o epoxi-siloxano. La resistencia a los solventes y químicos orgánicos, incluyendo aceites, combustibles, es alta, por lo que, se emplea con éxito para recubrir el exterior e interior de Tanques de almacenamiento.


Otras caracterísiticas
Los zinc primer inorgánicos son menos tolerantes a la preparación de Superficie, por lo que para lograr su mayor desempeño y durabilidad, deben ser aplicados sobre substratos limpios, de tal forma que se asegure un contacto íntimo con el substrato de acero. Para servicio en medios atmosféricos del tipo C5M se recomienda una limpieza mínima con chorro abrasivo al metal casi blanco (SSPCP- SP 10) y en servicios de inmersión como mínimo se exige el grado metal blanco (SSPCP- SP 5).

La buena práctica requiere, que antes de la limpieza con chorro abrasivo deba aplicarse una limpieza con tenso-activos o detergentes biodegradables y agua para asegurar la ausencia de cualquier residuo de grasa ó aceite y alcanzar una adecuada adhesión. La rugosidad especificada debe estar entre 1 y 2.5 mils de perfil de anclaje.

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Puesto que una adecuada aplicación empieza con el adecuado mezclado de los componentes, una de las dificultades que presenta el zinc inorgánico convencional (Etil silicato) consiste en la poca facilidad para su homogenización y mezclado del polvo de zinc y la resina, generando aglomeraciones y la falta de un contacto intimo humectante entre el ligante y el pigmento, lo cual provoca defectos de aplicación como el esprayado seco. Por otro lado en muchas formulaciones su aplicación a espesores de película seca mayor a 5.0 mils es crítico y genera el riesgo potencial de craquearse (“mudcraking”) o formar "piel de cocodrilo", el cual es un fenómeno superficial y la película defectuosa debe ser eliminada completamente, antes volver a pintar.

La nueva formulación del tipo zinc inorgánico “Reforzado” en cambio, esta constituido por dos componentes líquidos (resina), en uno de los cuales se encuentra incorporado el polvo de zinc, su mezcla es más fácil y rápida, así como su homogenización, minimizándose las pérdidas del polvo de zinc. La capacidad de humectación de la resina sobre el pigmento es superior y se minimiza el riesgo del craqueo cuando se genera sobre espesores de película de 6.0 mils u 8.0 mils durante su aplicación.

Si durante el curado de los primers inorgánicos ricos en zinc tipo etil silicatos existe una baja humedad relativa, por ejemplo menor a 60% HR, existe el riesgo de que el producto cure de manera insuficiente, por lo que es necesario efectuar el control del tiempo de repintado, mediante la prueba de resistencia al frotado con solvente: ASTM D4752, Test Method for Measuring MEK Resistance of Ethyl Silicate Zinc Rich Primers by Solvent Rub, para saber si el zinc inorgánico está apto para recibir la capa de acabado. Si se aplica la capa de acabado sobre un primer rico en zinc que no ha curado lo suficientemente, dicha capa de acabado impide el contacto con la humedad del medio, necesaria para el curado adecuado del zinc etil silicato, ocasionando la pérdida de adhesión del acabado.

En el caso del nuevo zinc inorgánico “reforzado” el mecanismo de reacción química para la constitución de la matriz del polímero en el proceso de curado de la película no requiere de la presencia de humedad en consecuencia puede ser repintado en menor tiempo (1 1/2 a 2 horas a 21°C) sin riesgo de desprendimiento de la siguiente capa de acabado, en comparación con el zinc etil silicato que requiere un tiempo mínimo de curado de 24 horas cuando la  temperatura ambiente es de 21 °C y 60% de HR con buena circulación de aire.

La película del zinc inorgánico convencional (Etil silicato) es porosa y esta porosidad puede variar según las condiciones ambientales durante la aplicación y la técnica de aplicación. La porosidad provoca que quede aire atrapado cuando se aplica otra capa de pintura y al evaporarse puede generar burbujas o pinholes justo después de la aplicación.

Para evitarlo se recomienda aplicar una capa fina, denominada de niebla o "mist coat": Primero se aplicará la capa fina para rellenar los poros del silicato de zinc y unos minutos después se procede a aplicar la capa general al espesor recomendado. En el caso del zinc inorgánico “reforzado” la excelente humectación del polvo de zinc por parte del vehículo hace que no se formen espacios de aire en la estructura de la película de pintura por lo que no requiere de “mist coat” u otra técnica para evitar la formación de burbujas.

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Finalmente esta innovación de las pinturas ricas en zinc inorgánicas ha permitido no sólo que las partes descubiertas ó daños de la película seca puedan ser reparados (“touch-up”) con el mismo recubrimiento sino que también pueden ser repintados con una capa adicional de zinc inorgánico en caso no se hayan alcanzado los espesores especificados, a diferencia del zinc etil silicato, en donde los retoques o reparaciones se recomienda realizarlas con el zinc orgánico epoxy-poliamida para lograr la adecuada adhesión.

* Instructor autorizado por ASTM en Recubrimientos de Protección. Gerente general- Consultor principal AmericanConsultPerú, Auditores de calidad. E-mail: [email protected] Http://www.americanconsultperu.com

Author: Vanesa Restrepo

2 ideas en “Uso de zinc inorgánico en construcción”

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  1. Ing. Stalin Velasco
    Domingo, 12 Septiembre 2021 17:14
    Para tanques de diésel (50.000 bbl) el contratante requiere aplicar : Primera capa con inorgánico de zinc EPS 50-100 y las dos siguientes con Fenolico EPS 150-200, micras totales 350-500.

    Es recomendable usar este esquema?Que problemas puedo tener al usar este tipo de esquema de pintura en inmersión?.

    Me puede referir algún documento para analizar más este tema.

    De antemano muchas gracias

    Móvil +593969916909
  2. JOSE HUERTAS
    Lunes, 09 Agosto 2021 10:43
    Excelente articulo

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