Nuevas Tendencias en durabilidad y sostenibilidad de pinturas industriales

NUEVAS TENDENCIAS EN DURABILIDAD Y SOSTENIBILIDAD DE PINTURAS INDUSTRIALES
María Vaquero
Industry Lab_services / TECNALIA
Barcelona, 30 de Mayo de 2019
EL TRATAMIENTO ANTICORROSIVO DEL ACERO EN UN AMBIENTE
INDUSTRIAL MEDIANTE EL USO DE RECUBRIMIENTOS PROTECTORES.
EXPECTATIVAS DE DURABILIDAD E INTEGRIDAD.

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CORROSIÓN. Definición.
El tratamiento anticorrosivo del acero en un ambiente industrial mediante el uso de recubrimientos protectores. Expectativas de durabilidad e integridad
Proceso natural: Proceso electroquímico. El metal
retorna a la forma en que habitualmente se
encuentra en la naturaleza (óxidos, hidróxidos,
sulfuros, sulfatos, etc., formas termodinámicamente
más estables).
Definición (norma UNE-EN ISO 12944-1:2018):
PÉRDIDA DE INTEGRIDAD CONTAMINACIÓN

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CORROSIÓN. Definición.
Coste: Alrededor de 15-20% de la producción
mundial de metal se pierde a causa de la
corrosión.
Pérdidas DIRECTAS: Reparaciones, reposición
de estructuras deterioradas, costes por
medidas preventivas (sobredimensionamiento
de estructuras).
Pérdidas INDIRECTAS: Debidas a la
paralización de la producción, la fuga de algún
material, contaminación y responsabilidad por
accidentes.
Desconocimiento general: Ahorro de 20-25%
aprovechando la tecnología existente.

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CORROSIÓN. En un ambiente industrial.
MATERIALES MÁS UTILIZADOS:
 Acero
 Galvanizado/cincado
 Aluminio
 Acero inoxidable
CLASIFICACIÓN DEL MECANISMO:
Según su FORMA o la APARIENCIA del metal corroído.
Principales:
 Corrosión uniforme.
 Corrosión por picaduras.
 Corrosión en resquicio.
 Corrosión galvánica.
Por la NATURALEZA DEL MEDIO CORROSIVO.
 Corrosión atmosférica.
 Corrosión por inmersión o enterrados.
 Corrosión por agentes químicos.

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CORROSIÓN. Mecanismos principales (por su forma).
CORROSIÓN UNIFORME:
Ataque homogéneo sobre toda la superficie metálica
expuesta (penetración similar en todos los puntos).
Reducción de sección resistente: Posibles roturas (pérdida
de integridad).
Estimación de vida útil del componente predecible tras las
primeras etapas (velocidad de corrosión).
Engañoso: Muy llamativa (superficial y color productos).
Ausencia de productos de corrosión puede inducir a error en
estimación.
¿Materiales susceptibles?: Todos (en función del ambiente).
Habituales: Acero en agua de mar y atmósfera. CUI del
acero. Corrosión del acero inoxidable en medio ácido.

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CORROSIÓN POR PICADURAS:
Ataque en áreas puntuales y propagación acusada hacia el
interior a gran velocidad (no lineal, impredecible).
Engañoso: Penetración completa sin reducción de espesor
(apenas se forman productos de corrosión) de la pieza que puede
llevar a una fuga inesperada (p. ej. tanques o tuberías).
Difícilmente predecible la duración de la pieza.
¿Materiales susceptibles?: Materiales metálicos pasivables (p. ej.
aceros inoxidables).
Habituales: Corrosión por cloruros en acero inoxidable.

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CORROSIÓN EN RESQUICIO:
Ataque en regiones mal aireadas en las que la renovación del
medio corrosivo es difícil.
Formación de pilas de aireación diferencial por la presencia de
zonas con baja concentración de oxígeno.
Formación de productos de corrosión agrava el problema al
dificultar aún más el acceso del oxígeno.
¿Materiales susceptibles?: Todos pero muy frecuentemente
materiales metálicos pasivables (p. ej. aceros inoxidables).
Habituales: uniones, intersticios, solapes, zonas roscadas.

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CORROSIÓN GALVÁNICA:
Corrosión acelerada de dos metales en contacto eléctrico en un medio acuoso (inmersión o atmósfera).
El metal noble es el cátodo (queda protegido) y el menos noble es el ánodo (se corroe).
Crítico cuando el material menos resistente tiene poco área (p. ej. tornillos acero en estructura de acero
inoxidable).
Solución: mejor selección de materiales, aislar la unión (arandela plástico, etc.), pintar el cátodo.

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CORROSIÓN. Mecanismos principales (por el ambiente de exposición).
CORROSIÓN ATMOSFÉRICA:
Se estima el 50% de las pérdidas totales por corrosión.
Presencia de agentes contaminantes (SO2 y Cl-).
En una película de humedad sobre la superficie metálica
(visible o invisible). Hr> 80 y Tª >0ºC
Si contaminantes y/o sales higroscópicas Hr<80

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DETERMINACIÓN DE LA CORROSIVIDAD. Corrosión atmosférica.
Opción_1: Exposición de probetas normalizadas.
Los ambientes atmosféricos se clasifican en 6 categorías
de corrosividad atmosférica.

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DETERMINACIÓN DE LA CORROSIVIDAD. Corrosión atmosférica.
Opción_2: Estimación a partir de ejemplos de ambientes típicos (norma UNE-EN ISO 12944-2:2018) o mapas de corrosividad.
www.ateg.es
ATEG : Asociación Técnica Española de Galvanización
Mapa de velocidad de corrosión anual del zinc expresada en micras/año

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DETERMINACIÓN DE LA CORROSIVIDAD. Corrosión por agentes químicos.
Objetivo:
- Determinación de velocidad de corrosión.
- Identificación del mecanismo de corrosión
actuante (uniforme/picaduras).
- Evaluación de posibles fallos por corrosión
localizada (p.ej. corrosión galvánica, en
resquicio, SCC).
Procedimiento:
- Fabricación de cupones testigo.
- Colocación en el medio real.

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DETERMINACIÓN DE LA CORROSIVIDAD. Corrosión por agentes químicos.
Procedimiento:
- Caracterización de cupones tras X meses de ensayo.

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TRATAMIENTO ANTICORROSIVO.
CORROSIÓN: Problema grave.
¿INSALVABLE?: NO
- Método de protección basado en la SELECCIÓN
DE MATERIALES.
- Métodos de PROTECCIÓN CATÓDICA.
- Método de protección basado en la modificación
del medio (adición de INHIBIDORES).
- Método de protección basado en el DISEÑO
estructural.
- Método de protección basado en la aplicación de
RECUBRIMIENTOS METÁLICOS.
- Método de protección basado en la aplicación de
PINTURAS INDUSTRIALES.

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TRATAMIENTO ANTICORROSIVO.
Ejemplos de la durabilidad esperada de los sistemas de
pintura (basados en las familias de ligantes) basados en la
categoría de corrosión.
Los pigmentos, las cargas y los aditivos son ingredientes
que pueden variar radicalmente el comportamiento del
recubrimiento dentro de la tecnología del ligante.
 Imprimación: suele contener pigmentos inhibidores de la
corrosión.
 Intermedias: efecto barrera (espesor).
 Acabado: color, resistencia química, resistencia UV…
Norma UNE-EN ISO 12944-5: Tipos de pintura y sistemas de pintura utilizados comúnmente para la protección
de las estructuras frente a la corrosión.

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TRATAMIENTO ANTICORROSIVO. Ejemplos de durabilidad de pinturas.
Norma UNE-EN ISO 12944-5: Tipos de pintura y sistemas de pintura utilizados comúnmente
para la protección de las estructuras frente a la corrosión.
AK: Alcídicas
AY: Acrílicas
ESI: Etil silicato
EP: Epoxi
PUR: Poliuretano
PAS: Poliaspárticos
PS: Polisiloxano

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TRATAMIENTO ANTICORROSIVO. Ejemplos de durabilidad de pinturas.
Norma UNE-EN ISO 12944-5: Tipos de pintura y sistemas de pintura utilizados comúnmente
para la protección de las estructuras frente a la corrosión.
AK: Alcídicas
AY: Acrílicas
ESI: Etil silicato
EP: Epoxi
PUR: Poliuretano
PAS: Poliaspárticos
PS: Polisiloxano

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DURABILIDAD DEL TRATAMIENTO.
DURABILIDAD (UNE-EN ISO 12944-5):
RENOVACIÓN (UNE-EN ISO 12944-5):

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La durabilidad de un sistema de pintura protector dependerá de
(UNE-EN ISO 12944-5):
 El tipo de sistema de pintura.
 El diseño de la estructura.
 La condición del sustrato antes de la preparación.
 El grado de preparación superficial.
 La calidad del trabajo de preparación superficial.
 La condición de cualquier junta, borde y soldadura antes de
la preparación.
 La calidad del trabajo de aplicación.
 Las condiciones durante la aplicación.
 Las condiciones de exposición después de la aplicación.

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Fallo PREMATURO: Al inicio de la vida del recubrimiento o
cuando excede en dimensión a lo previsto en la expectativa
de durabilidad.
Investigación:
- Analizar el protocolo de calidad durante la fabricación.
- Conocer las condiciones ambientales REALES.
- Analizar en laboratorio el problema.
Aproximadamente el 80% de los fallos de pinturas se deben a una inadecuada preparación de superficie e
incorrecta aplicación de la pintura. Prevención:
- Limpieza minuciosa de todas las superficies antes de la aplicación de la pintura.
- Alcanzar el perfil de rugosidad especificado.
- Formación del personal de operaciones.
- Adecuada inspección de calidad.

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EJEMPLOS PRÁCTICOS. CASO 1.
Baterías de refrigeración instaladas en el tejado de una empresa
(exterior).
Tubo de cobre con aletas de aluminio para disipación de calor.
Ubicación: Cerca de la costa y en un polígono industrial.
Tras 4 años: Corrosión de aletas de aluminio de los paneles exteriores
(más expuestos).
Solución: aletas de aluminio pintadas.
•Unidades nuevas pintadas en fábrica.
•Unidades recuperadas aplicando pintura in situ.
Validación: ensayo CNS 1.000h de probetas normalizadas.
Tras 1 año: ampollamiento de la pintura y corrosión de las unidades
pintadas en fábrica.
Posibles causas:
1. ¿Aplicación incorrecta de la pintura?
2. ¿Incremento de la agresividad de las condiciones de exposición?

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Unidades pintadas en taller:
Recubrimiento continuo y uniforme negro en ambas caras.
Bordes de la aleta brillantes indicativos de metal desnudo:
aletas fabricadas a partir de chapa prepintada sin post
tratamiento de las caras de corte.

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Unidades pintadas in situ:
Bordes de corte recubiertos.
Zonas con mayor y menor intensidad de color: aplicación heterogénea.
Pero zonas más expuestas (bordes) sí están pintadas.

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CONCLUSIONES:
 Se repite el problema: corrosión del aluminio debido al (mismo) ambiente de exposición.
 Solución ineficaz: la pintura no recubre todo el área de aluminio expuesta (corrosión del aluminio y
ampollamiento de la pintura adyacente). Además, las áreas desnudas son las áreas más expuestas.
RECOMENDACIONES:
 Si se fabrican las aletas a partir de chapa prepintada hay que reparar las zonas de corte con pistola o
aplicar la pintura por inmersión de los equipos en baños.
 Realizar ensayo de validación sobre la pieza, no sobre la chapa de partida.

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Corrosión en barandilla.
No es un fallo prematuro
(>20años en servicio).
Renovación a base de
retoques sin retirar el
recubrimiento dañado.
 En primera instancia:
Problema estético.
 Actualidad: Problema de
integridad estructural.

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Selección de sistema de protección con alta durabilidad en ambiente costero (TSM 5.01).
Validación sobre pieza real (puntos críticos difíciles de cubrir).
Adecuada GESTIÓN DE LA CALIDAD en fabricación.

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CONCLUSIONES.
 Recubrimientos protectores: herramienta principal para protección anticorrosión del acero en ambientes
industriales.
Clave_1: Identificación de la CORROSIVIDAD del ambiente de exposición.
Clave_2: Identificación del tipo de MECANISMO DE CORROSIÓN actuante en el material.
Clave_3: Selección del SISTEMA DE PINTADO más adecuado.
Clave_4: VALIDACIÓN del sistema de pintado en pieza real (diseño final).
Clave_5: Adecuada GESTIÓN DE LA CALIDAD en fabricación.
 Durabilidad definida a pesar de que no haya fallos de aplicación. No hay recubrimientos eternos. PLAN DE
MANTENIMIENTO.

GRACIAS
THANK YOU
ESKERRIK ASKO
MERCI
www.tecnalia.com
blogs.tecnalia.com
eu es en
Maria.vaquero@tecnalia.com
Industry Lab_services
MOLTES GRÀCIES I FINS LA PROPERA

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