Nuevos barnices al agua para maderas de exterior: Alta durabilidad y
fácil mantenimiento
Isabel Camarasa Perez
Product Development Responsible Joinery , Industrias Químicas I.V.M., S.A., Valencia i.camarasa@ivmchemicals.es
SUMÁRIO
La madera expuesta al exterior es degradada por el sol, la agua, los hongos, los insectos y la contaminación.
Los sistemas de barnizado del pasado han baja durabilidad, y el mantenimiento es costoso. Actualmente los procesos productivos de las carpinterías han dejado de ser “artesanales” pasando a ser plenamente industriales con control en los procesos de mecanizado de la madera así como en el proceso de pintado de esta. Como consecuencia se obtienen procesos consistentes y productos con calidad controlada.
Este trabajo presenta nuevos avances y su aplicación en la protección para maderas de exterior.
PALAVRAS-CHAVE: BARNICES, MADERA, DURABILIDAD, APLICACIÓN
1. DEGRADACIÓN DE LA MADERA EXPUESTA AL EXTERIOR
La Madera expuesta al Exterior es degradada por el sol, la agua, los hongos, los insectos y la contaminación.
El Sol provoca el Reblandecimiento del film (grietas), Amarilleamiento del film, Matización del film, Separación del film de la madera, Ennegrecimiento de la madera, Amarilleamiento de la madera (maderas claras) y Decoloración de la madera (maderas oscuras).
La acción del agua puede influir en la absorción y desorción (influenciando la estabilidad dimensional), formación de burbujas y ampollas de film por presión inversa del Agua y instaurar condiciones favorables al ataque de moho y hongos.
Los Hongos Cromogéneos atacan la madera en su interior, nutriéndose de substancias de reserva sin destruir las paredes celulares. Los Hongos de Profundidad atacan los componentes de las células (celulosa y lignina), causando la destrucción de la madera.
2. PROBLEMAS DEL PASADO
Baja durabilidad de los sistemas de barnizado causado por diseño defectuoso de la carpintería, productos no resistentes a los rayos U.V., productos no permeables al vapor de agua y no flexibles, aplicación de los productos no controlada y nula o baja protección
Como consecuencias teníamos sistema de recubrimiento no homogéneo, en los sistemas translucidos una rápida foto degradación de la madera, en los sistemas opacos perdida del color original. La madera provocaba ampollamientos del producto al adecuar su humedad relativa y se producían roturas del acabado y descamación de este debidos a los cambios dimensionales de la madera. Se verificaban variación del aspecto y prestaciones (Figura 1). El mantenimiento era costoso.
Figura 1 – Ejemplo de una ventana revestida con un sistema del pasado.
3. SOLUCIONES DEL PRESENTE
3.1. La madera y su mecanizado
Con los procesos de selección y secado controlados se estabiliza la madera a su humedad optima tanto para su mecanizado como pintado. La maquinaria actual de mecanizado consigue un mecanizado superficial de alta calidad lo que aumenta la durabilidad de los sistemas de recubrimiento. Se utilizan perfiles adecuados.
3.2. Diseño de la carpintería
Mediante las juntas de goma se impide el contacto directo de la madera y se evita la penetración de agua en la carpintería así como los problemas del bloquing del acabado.
3.3. Productos resistentes a los rayos U.V
Mediante el uso de pigmentos y absorbedores resistentes a los rayos UV, se protege a la madera de la foto degradación de la lignina y se consigue un color duradero.
3.4. Productos flexibles y permeables al vapor de agua
Mediante la combinación de diversos tipos de resinas, básicamente acrílicas y alquídicas, se obtienen productos permeables al vapor de agua y que se adaptan a los cambios dimensionales de la madera así como un bajo índice de desgaste frente a agentes abióticos.
3.5. Productos hidrorepelentes y antiblocking
El uso de ceras hidrorepelentes a base de teflón reducen la absorción del agua. Las ceras han sido seleccionadas en función de su capacidad para prevenir que las superficies en contacto se pegen, debido a la estructura molecular teflonada que aumenta la dureza superficial (Figura 2).
Figura 2 – Ejemplo de un sistema de revestimiento actual.
3.6. Productos micronizados
Mediante la tecnología de micronización de las resinas se obtiene una óptima dispersión de las diferentes resinas alargando los periodos de mantenimiento de los productos sin renunciar a la flexibilidad de estos.
3.7. Aplicación controlada de los productos
Actualmente los procesos productivos de las carpinterías han dejado de ser “artesanales” pasando a ser plenamente industriales con control en los procesos de mecanizado de la madera así como en el proceso de pintado de esta. Como consecuencia se obtienen procesos consistentes y productos con calidad controlada.
4. PROPIEDADES DE LO RECUBRIMIENTOS
Las principales propiedades de los recubrimientos son proteger la superficie de la madera frente a la humedad, proteger la superficie de la madera frente a los rayos UV, regular la
Los recubrimientos no pueden prevenir los fallos procedentes de una mala construcción o hacer imperecedera la construcción sin un mantenimiento adecuado.
5. SISTEMAS GENÉRICOS DE PROTECCIÓN
Los recubrimientos se dividen en dos tipos: no filmogéneos y filmogéneos. Los no filmogéneos tienen espesos inferiores a 30 micrómetros y los filmogéneos superiores a este valor.
Los sistemas no filmogéneos son más fáciles de aplicar, disimulan errores de diseño y aplicación, son más permeables y flexibles, tienen menor durabilidad, no poseen el certificado EN927-2, tienen buena durabilidad en Coníferas (debido a la buena saturación) y permiten aplicación en decks (Figura 3a).
Los sistemas no filmogéneos tienen una aplicación más exigente (pistola airless / airmix), necesitan siempre de una aplicación de un Impregnante + Acabado, no disimulan errores de diseño y aplicación, solo sirven para elementos verticales, posean el Certificado EN927-2 y permiten pasar certificados de garantía.
Los sistemas filmogénicos normalmente se aplican en 1 o 2 manos a rodillo o pistola aerografía. Los filmogénicos en 2 o 3 manos con pistola airless (Figura 3b).
(a) (b)
Figura 3 – Ejemplo de un sistema; (a) No filmógeneo translucido; (b) Filmógeneo opaco.
6. NUEVOS DESAROLLOS
6.1. Cromaprotect Water Deck
Desarrollo de un estudio usando maderas exóticas, tropicales y termotratadas, en donde la impregnabilidad es prácticamente nula. Por lo tanto buscamos un proceso completo para desarrollar un Impregnante especial, con grande capacidad de bloquear los Taninos. Utilizando Pigmentos micronizados resistentes al exterior, un aceite mineral emulsionado en agua, una emulsión acrílica al agua con polímero auto-reticulable y liposomas de teflón nanométricos (Figura 4).
Figura 4 – Ejemplo de una aplicación del nuevo sistema para decks.
6.2. Impregnante
Se busca un impregnante para las maderas termotratadas y tropicales. Se hace un impregnante muy específico para dar la mayor impregnabilidad posible y propiedades para evitar las exudaciones de las sustancias extractivas de la madera (ácido Tánico, ácido fenólico, etc).
6.3. Acabado
Otra de las propiedades que se ha buscado para los decks es un acabado de aspecto actual y elevada durabilidad, conteniendo Filtros UV manométricos, Ceras teflonadas y un Aceite emulsionado en agua.
Con esto se confiere un acabado con la máxima protección a la degradación de los rayos del sol y una permeabilidad al agua superior a cualquier otro acabado al agua (Figura 5). Su aspecto final es madera natural, madera no barnizada.
Se trata de un aceite mineral emulsionado en agua que penetra en la madera, nutriéndola y dejando un aspecto natural, con una excelente durabilidad a los agentes climáticos.
GRAFICO IDROREPELLENZA TOP COAT + EMULSION + WAX + TEFLON TOP COAT + EMULSION + WAX TOP COAT + EMULSION TOP COAT 0 1 2 3 4 5 6 PRODOTTI ID R O R E P E LL E N ZA legenda idrorepellenza 1 = scarsa 2 = media 3 = buona 4 = ottima 5 = eccellente
6.4. Propiedades del Acabado
El Acabado es muy fácil de aplicar a pistola, brocha o rodillo, es microporoso (dejando respirar la madera barnizada), protege contra el polvo y el agua, permite evacuación de humedad y és antideslizante. Tiene una durabilidad bastante superior que los aceites, una excelente resistencia a los agentes atmosféricos y a la degradación producida por los rayos ultravioleta del sol, contiene filtros UV y es de fácil mantenimiento.
6.5. Aplicación
El saturador 9112A02 en la primera capa de aplicación penetra en profundidad (componente 1), la segunda capa de acabado Croma Water Deck 94058-00, se adhiere consiguiendo una fina película homogénea y microporosa (componente 2) (Figura 6).
Figura 6 – Aplicación del nuevo sistema para decks.
6.6. Cromaprotect Sun Proof
La fotodegradación o decoloración en la madera es la degeneración producida por el efecto de las radiaciones ultravioletas y las radiaciones infrarrojas producidas por el sol (Figura 7).
Estas dos radiaciones son las que más afectan a la madera sin importar su especie, además actúan conjuntamente, pero su efecto es muy diferente.
6.7. El efecto de la radiación UV
Esta radiación quema las células de la superficie de la madera, pero sin calentar la misma. El efecto que produce es un agrisamiento y desescamado de la madera, más acentuado en las maderas rojas como la teca, el iroko, elondo, etc.
6.8. Efecto de la radiación infrarroja
Está radiación calienta la superficie de la madera, pero sin quemarla. Produce la evaporación del agua contenida en las células de la superficie, originando tensiones en el interior de la madera, que produce fisuras, grietas, combinadas con alabeos. El efecto de esta radiación infrarroja es reflejado por los tonos claros del espectro.
6.9. Componentes de la Madera
La Madera és constituida por cerca de 50% de Celulosa, 30% de Lignina y 20% de Productos orgánicos varios.
6.10. Desarrollo del estudio
El estudio se desarrolló con el objetivo del uso de maderas de coníferas en procesos de barnizado transparente sin conferir ningún color a la madera.
El impregnante desarrollado resalta el tono natural de la madera y hace que se estabilice la fotodegradación de la lignina y retrase el envejecimiento, engrosamiento de la madera (Figura 8).
Figura 8 – Ejemplo de aplicación del Nuevo Sistema Sun Proof (Impregnante 91A71 + Acabado 94058-00).
Este nuevo proceso Cromaprotect Sun Proof está compuesto de un impregnante y un acabado, formulados para aumentar el rendimiento, tanto técnico como de calidad.
El desarrollo de estos productos se ha obtenido mediante el uso de materias primas especiales. Centrándose en la calidad de su rendimiento combinada con su facilidad de uso y versatilidad de empleo.
6.11. Características y ventajas
El barnizado con este proceso permite obtener el efecto de la madera natural y preservarla en el tiempo. Permite mantener la esencia del color el mayor tiempo posible, previniendo el envejecido de a madera. También se puede utilizar para un uso no profesional por su facilidad de aplicación. Fácil mantenimiento incluso después de un tiempo con el mismo acabado. No forma escamas, no se descascarilla. Aplicable solo en los siguientes soportes: Abeto, Pino, Cedro y Douglas.
7. NORMATIVAS
Las principales normativas Europeas que encuadran la utilización y protección de Maderas en Exterior son:
UNE-EN 927 (UNE-EN 921-2) – Materiales de recubrimiento y sistemas de recubrimiento para maderas. Pruebas de resistencia al exterior.
UNE-EN 335 – Durabilidad de la madera y derivados. Clases de riesgo y ataques biologico.
UNE-EN 350 – Guia de la durabilidad natural y de la impregnabilidad de distintas especies de madera.
Los recubrimientos de la gama son muy eficaces para la grande mayoría delas maderas hasta una Clase de Riesgo 3. Con una situación general en servicio sin contacto con el suelo, no bajo cubierta (situación expuesta). Con una exposición y humidificación en servicio frecuente.
Para clases de riesgo 4 y 5 hace es determinante la durabilidad natural dela madera (EN 350) y la utilización de productos preservadores.
7.1. Normativa UNE-EN 927
Es la referencia en la evaluación de la cualidad de los sistemas de recubrimiento de las maderas expuestas al exterior. Comprende testes como la Resistencia al Color de la luz, Pérdida de Brillo, Formación de Burbujas o Ampollas, Formación de Grietas, Durabilidad del filme en el tiempo, Degradación parcial del filme en el tiempo, Idoneidad al apilado y Adherencia del soporte (Figura 9).
