Daphnia 5: Sustitución pinturas al disolvente

Sustitución pinturas al disolvente

Se utilizan más de 100 materias primas (disolventes, pigmentos, resinas y aditivos) para la formulación de pinturas. Entre estas, se encuentran en torno a 300 sustancias químicas, muchas de las cuales son caracterizadas como cancerígenas o causantes de otras enfermedades. La mayor exposición a sustancias peligrosas para la salud del usuario se produce durante la aplicación de las pinturas y durante el proceso de secado, pero con respecto a algunos compuestos, por ejemplo los compuestos orgánicos volátiles (COVs), la exposición puede seguir produciéndose durante meses e incluso años. Entre los riesgos más severos para la salud y para el medio ambiente asociados al uso de pinturas, destaca la emisión de COVs por la presencia de disolventes, por lo que se han venido desarrollando numerosas alternativas.

Disolventes en la pintura

Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son una clase de sustancias orgánicas, o con estructura básica de carbono, que se evaporan a la presión y temperatura ambiental como, por ejemplo, el butano, propano, xileno, alcohol butílico, metiletilcetona, acetona, etilenglicol, y varios disolventes clorados como el tricloroetileno o el clorobenceno entre otros que suelen utilizarse en la formulación de pinturas al disolvente. Este tipo de pinturas pueden contener entre un 40% y un 50% en volumen de disolventes como base de disolución para los agentes activos.

Las emisiones de COVs pueden ser muy dañinas tanto para la salud humana como para el medio ambiente. Algunos de los efectos más importantes son, a corto plazo, la irritación de piel ojos y vías respiratorias, y, a largo plazo, efectos cancerígenos, reproductivos y neurotóxicos, además de afectar a organos vitales como el riñón y el hígado. La persistencia y bioacumulación de estos compuestos en el medio justifican su contribución a diversos problemas medioambientales como son la formación de ozono ambiental, la destrucción de la capa de ozono o el efecto invernadero. (Puede obtenerse más información sobre disolventes en Daphnia Nº 1 - Disolventes orgánicos: una aproximación o en Daphnia Nº4).

ALGUNAS ALTERNATIVAS

Existen nuevas formulaciones que, por su composición o propiedades, son capaces de proporcionar resultados equiparables a las pinturas al disolvente a la vez que eliminanlos riesgos de salud y medioambientales que existen debido a la emisión de compuestos orgánicos volátiles, lodos de pinturas y disolventes residuales. Algunos ejemplos de estos productos alternativos son: las pinturas al agua, las pinturas en polvo, las pinturas de alto contenido en sólidos o las pinturas de curación con radiación.

Algunos cambios en los sistemas de pintado pueden, a su vez, optimizar la transferencia de pintura, como pueden ser sistemas de catafóresis que introducen una corriente eléctrica a la disolución para potenciar la migración de las macromoléculas contenidas en la pintura, o sistemas electrostáticos que aprovechan las fuerzas electrostáticas entre átomos originadas por la transferencia de electrones.

En estas páginas exploraremos únicamente algunos casos de sustitución de pinturas al disolvente por pinturas al agua y por pinturas en polvo cuya aplicabilidad y comercialización ya se encuentran ampliamente constatadas.

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PINTURA AL AGUA

Las pinturas de base acuosa contienen hasta un 80% de agua con pequeñas cantidades de disolvente para facilitar la dispersión de la resina. Existen diferentes variedades, aunque la pintura al agua más frecuentemente utilizada es del tipo latex. Estas pinturas, no obstante tienen notables ventajas como, además de poder limpiarse con agua en lugar de disolventes tóxicos, prácticamente evitan las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Se han formulado pinturas para multitud de aplicaciones específicas, ofreciendo prácticamente los mismos resultados que las pinturas convencionales de disolventes. No obstante, estas pinturas suelen ser más sensibles a las condiciones de la superficie, la temperatura y la humedad.

Según un estudio potenciado por la Agencia de Medio Ambiente de EE.UU., la sustitución parcial de pinturas al disolvente por pinturas al agua en una empresa que fabrica armarios metálicos y otras piezas metálicas resultaría en una reducción de residuos de 273 litros anuales. El ahorro en gestión sería de 95.000 ptas/año y en adquisición de materias primas de 1,400.000 ptas/año. Siendo el coste de implementación del cambio de 320.000 ptas/año, el período de recuperación de la inversión sería de 0,2 años.

PINTURA EN POLVO

La pintura en polvo es en esencia un polvo fino de poliester semi-polimerizado, que se puede aplicar con pistolas electrostáticas manuales y automáticas. La mayor parte del excedente (97-98%) es contenido en la cabina y reciclado a través de un sistema de bombeo. El polvo recuperado se devuelve al depósito original y reutilizado. El 2-3% del polvo que se contamina con polvo del exterior de la cabina de pintura se recoge en un filtro de partículas de alta eficiencia (HEPA- High Efficiency Partículate Air Filter) donde se aspira y seca para formar un material plástico no peligroso que puede ser vertido. La parte recubierta se cuece para que la pintura aporte un acabado duradero de plástico/ poliester brillante. 

Descripción de dos casos prácticos

  • En una empresa que fabrica equipos e instalaciones principalmente para aplicaciones en exterior, se sustituyó el sistema de pintura al disolvente a un sistema de pintura en polvo, consiguiendo una reducción en los flujos de residuos peligrosos de un 95%. Esta reducción repercutió consecuentemente en los costes de gestión de la empresa significando un ahorro de 3,200.000 ptas (al cambio de 1$=128 ptas).

    La pintura que requerían las piezas en esta fábrica tenía que ser muy duradera y resistente puesto que constituían maquinaria utilizada en el exterior. Por esta razón, la empresa venía utilizando pinturas con un contenido de plomo por encima de 10.000 ppm (1%). Se decidió construir una línea de pintura en polvo que se tardó 8 meses para su construcción y puesta en marcha. Los costes asociados al nuevo sistema eran de aproximadamente 160 millones de ptas., y el período de recuperación de la inversión se estimó originalmente en 10 años, pero que en realidad podría ser tan pronto como 5 años.

    Inicialmente el proyecto se diseñó para obtener un producto de mayor calidad, mejorar la flexibilidad y la capacidad de producción. La reducción de residuos peligrosos y de costes se consideraron beneficios adicionales. El nuevo sistema consistía en un baño de hidróxido de pH bajo, aclarado con agua corriente, fase de fosfatado férrico, un segundo aclarado, capa de sellado sin cromo, fase de secado (121º C), una cabina de pintura, un horno de curación (204ºC).

  • Una empresa de fabricación de componentes metálicos (aluminio o acero) de aparatos de iluminación, decidió poner solución a las aproximadamente 200 toneladas al año de compuestos orgánicos volátiles que se emitían durante la fase de pintado o recubrimiento, principalmente por las presiones de las administración competente en materia medioambiental para reducir los COVs. En base a los resultados de unas investigaciones realizadas por la Universidad de Lund decidieron abordar el problema de una forma integrada para prevenir la contaminación en lugar de adoptar «soluciones» de final de tubería.

    Transformaron su línea de pintado, que en una pequeña proporción ya se basaba en pintura al polvo, hasta convertir el 95% a un sistema de pintura en polvo. Las ventajas no sólamente fueron una mejora en el ambiente interior y exterior de la empresa, sino también de carácter económico. El balance económico de las dos opciones se resume en la tabla a continuación. Los beneficios económicos de la utilización de pintura en polvo se incrementarían aún más si se tienen en cuenta los ahorros provenientes de una disminución en los riesgos laborales y en los riesgos de explosión. Otras ventajas adicionales son la elevada eficiencia en el consumo de materia prima y de energía (se consume menos energía que con los sistemas al disolvente o al agua).

Referencias:

1. Daphnia Nº 1 - Monográfico. Disolventes orgánicos: una aproximación. Diciembre 1995.
2. Donald Huisingh. Erasmus University & President of Huisingh Environmental Consultants, Inc. Ponencia en Conferencia de Competitividad y Medio Ambiente. Bilbao, 23 de Marzo de 1995.
3. The Paint Manufacturing Industry. Guides to Pollution Prevention. Agencia de Medio Ambiente. EPA/625/7-90/005. Junio 1990.
4. «Elimination of solvent wastestreams in the manufacturing of power eqiupment via switch to powder paint technology». Achievements in Source Reduction and Recycling for Ten Industries in the United States. EPA/600/R-92/188. Septiembre, 1991.

Más información:

Estefanía Blount Martín
Confederación Sindical de CC. OO.
C/ Fernández de la Hoz,12. 28010 Madrid
Tel.: (91) 319 76 53.
Fax: (91) 310 48 04

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