Rendimiento de pinturas en el campo

Uno de los asuntos en pintado industrial que siempre provoca polmica y discusiones, es el rendimiento de las pinturas. Existen tres tipos de rendimientos a ser considerados para efectos de clculo en el costo de un esquema de pintado y para la previsin de la cantidad de pintura a ser comprada. Estos rendimientos son: Rendimiento real, Rendimiento terico y Rendimiento prctico. Rendimiento real: Es aquel que se determina al final del pintado teniendo en cuenta el volumen realmente consumido de pintura y el rea afectivamente pintada. Rendimiento terico: Es Ideal, calculado en base a los slidos por volumen y al espesor recomendado para la pelcula seca de pintura y no incluye las perdidas. Perdidas Las perdidas en el proceso de pintado son debidas a: rugosidad o porosidad de la superficie, geometra de los elementos, mtodos de aplicacin, irregularidades de superficies, perdidas de material durante la preparacin, goteos, dilucin en exceso, condiciones climticas como vientos, dificultad de aplicacin debido a la altura en relacin al suelo, etc. Adems de las perdidas mencionadas lneas arriba, existen otras perdidas como el residuo que queda en los envases, en la manguera, en los agitadores, en la aplicacin de mayores espesores ya sea por falta de tcnica del pintor o por querer asegurar espesores. En las aberturas, pernos, tuercas, y cordones de soldadura, como son reas crticas y por causa de refuerzos de pintura necesario en estas regiones, que se aplica antes de cada capa normal, el consumo de pintura aumenta. En los cantos vivos esquinas o aristas como la mayora de las pinturas liquidas presentan caractersticas de fluir fuera de estos lugares, esto indica que quedan con espesores bajos justamente donde deberan tener mayor espesor, hay necesidad de reforzar el rea y con esto el consumo de pintura tambin es aumentado. El rendimiento terico es ideal por que considera que la pintura fuese totalmente transferida del envase a la superficie sin ninguna perdida, lo que en la realidad lgicamente no sucede. El valor del rendimiento terico puede ser deducido usando los siguientes conceptos:

Volumen de slidos = rea x espesor (seco)

rea = rea cubierta por 1 gl de pintura al espesor de pelicula seca especificada que es igual al rendimiento terico, em m2. V = volume da tinta seca, em m3 espesor = espesor de la pelcula seca, em micrometros (mm)

V = L x L x L V = L x L x L rea m 2

Altura espesor

mm m Volumen

m 3 Litros Lado x Lado

rea = V

espesor

2

Ej.: 1 gl de una pintura com 72 % de slidos aplicada al espesor de 1 mils (25 mmm) Considerando que: 1 gl = 0,003785 m3 (um milsimo do metro cbico) Portanto, 72% de slidos significa que cuando los 28% de solvente y compuestos voltiles se evaporan, quedan 0,72 gl de pintura seca, esto es: 0,0027252 m3 Considerando tambm que: 1 mm = 0,000001 m (um milionsimo do metro) y 1 mils es 25.4 mm Por lo tanto, 254 mm = 0,0000254 m Esto quiere decir que: con 1 galn de esta pintura (lquida), conseguiremos cubrir 107,29 m2, al espesor recomendado de 1 mils (25 mm). En otras palabras, el Rendimiento terico es 107,29 m2/Gl Frmula simplificada Se puede llegar al mismo resultado, usando una frmula simplificada:

149.02 x 0,72 Rendimiento Teorico =

EPS (mils) Simplemente usando los valores de slidos por volumen (SV) en % y EPS en milsima de pulgada (mils) y multiplicando por 149.02 llegaremos al mismo valor de rendimiento terico del ejemplo de arriba:

149.02 x 0,72 Rendimiento Teorico = = 107,29 m2/Gl

1 mils Obs. El nmero 149,02 de la frmula simplificada es una constante y sirve como conversin de unidades de origen. El rendimiento prctico: Es calculado en base a las perdidas estimadas para cada mtodo de aplicacin de las tintas

Rendimento prtico: Rp = Rt x Fa O fator de eficiencia es:

100 - Perdidas Fa = 100

El factor de eficiencia en funcin del mtodo de aplicacin es:

Mtodo Factor de eficiencia Perdidas medias Brocha 0,7 a 0,9 10 a 30% Rodillo 0,7 a 0,9 10 a 30% Pistola convencional 0,5 a 0,7 30 a 50% Pistola airless 0,6 a 0,8 20 a 40%

Rendimiento terico = 0,0027252 m 30,0000254 m = 107,29 m

2

3

Los datos mostrados en la tabla anterior fueron tomados de la pagina 53 del Manual de Construccin en Acero - Tratamiento de Superficie y Pintado, editado por la CBCA - Centro Brasilero de la Construccin en Acero, de los autores: Celso Gnecco, Roberto Mariano y Fernando Fernandes. Segn los autores del Libro "Pintado Industrial en la Proteccin Anticorrosiva", Srs. Laerce de Paula Nunes & Alfredo Carlos O. Lobo, en la pagina 156, hay una tabla que tiene en consideracin a las diferencias en el tipo de superficie y si los locales son internos o externos. Presentamos a continuacin esta tabla:

Proceso de aplicacin

Superfcie Local Fraccin

aprovechable Nota 1

Perdidas %

Interiores o regiones abrigadas 0,90 a 0,95 5 a 10 Planchas metlicas (tanques, reservorios, etc.) Nota 2 Exteriores

0,90 a 0,95 5 a 10

Interiores o regiones abrigadas 0,90 a 0,95 5 a 10 Brocha

Estruturas metlicas, tuberias, etc. Nota 3 Exteriores 0,85 a 0,90 10 a 15

Interiores o regiones abrigadas 0,85 a 0,90 10 a 15 Rodillo

Planchas metlicas (tanques, reservorios, etc.) Exteriores

0,80 a 0,85 15 a 20

Interiores o regiones abrigadas 0,75 a 0,80 20 a 25 Planchas metlicas (tanques, reservorios, etc.) Exteriores

0,65 a 0,75 25 a 35

Interiores o regiones abrigadas 0,30 a 0,65 35 a 70

Pistola convencional (aire comprimido) Estruturas metlicas,

tuberias, etc. Exteriores 0,20 a 0,60 40 a 80

Interiores o regiones abrigadas 0,85 a 0,90 10 a 15 Planchas metlicas (tanques, reservorios, etc.) Exteriores

0,75 a 0,80 20 a 25

Interiores o regiones abrigadas 0,30 a 0,50 50 a 70 Pistola Airless

Estruturas metlicas, tuberias, etc.

Exteriores 0,20 a 0,45 55 a 80 Nota 1- Los valores de la Fraccin aprovechable de la tabla son medios y ponderados, en condiciones especiales, asumir valores superiores o inferiores a los presentados. Nota 2 Las brochas son normalmente utilizados para aplicacin de la primera capa o en refuerzos de cordones de soldadura, cantos, aberturas, etc. Nota 3 En estructuras metlicas y tuberas de gran tamao (en rea), las brochas son utilizados para la aplicacin de la primera capa en cordones de soldadura cantos y/o filos, aberturas, etc. En tuberas de dimetro mas pequeo y estructuras pequeas o delgadas las brochas son los instrumentos de aplicacin mas recomendables. El autor del libro "Pintura Industrial Aplicada", Sr. Ney Vieira Nunes, dice en su publicacin, en la pagina 161, que los rendimientos de las pinturas en relacin, nicamente, a los mtodos de aplicacin son los siguientes:

Mtodo de aplicacin Rendimiento % Perdidas % Pistola 75 a 80 20 a 25 Rodillo 85 a 90 10 a 15 brocha 90 a 95 05 a 10 Pistola hidrulica 90 a 95 05 a 10 Los rendimientos mas altos son obtenidos cuando se usa la tcnica mas correcta de aplicacin, mientras tanto que los mas bajos y aun los inferiores a los de la tabla, son obtenidos del uso de tcnicas inadecuadas, pintado con poco cuidado y aplicacin defectuosa, teniendo como resultado espesores excesivamente irregulares. Condiciones adversas de pintado la pistola, tales como control deficiente de presin, boquillas en mal estado, vientos fuertes, superficies irregulares o estrechas para el

4

abanico empleado, puede reducir o rendimiento hasta el 50% o inferior al mismo y siendo antieconmico su uso. En el mismo libro del Sr. Ney Vieira Nunes hay una tabla con los rendimientos prcticos de la cobertura en la pag. 160, de la cual tomamos algunos datos: Considerando superficies supuestamente planas, grandes o pequeas:

Mtodo de aplicacin

Condicin de la

superficie

Estado de la superficie

Tipo de Superficie

Interior o

Exterior

Rendimiento prcticos %

Perdidas%

Interior 40 a 60 40 a 60 Viejo (oxidado) Grande Exterior 30 a 50 50 a 70 Interior 30 a 50 50 a 70

Pistola

Acero

desnudo Pequea Exterior 25 a 40 60 a 75 Interior 50 a 70 30 a 50 Viejo (oxidado)

Grande Exterior 40 a 60 40 a 60 Interior 35 a 55 45 a 65

Pistola sin aire

Acero

desnudo Pequea Exterior 25 a 45 75 a 55

Grande 50 a 70 30 a 50 Rodillo

Acero desnudo

Viejo (oxidado) Pequea 40 a 65 35 a 60

Brocha Acero

desnudo Viejo (oxidado)

Pequea 60 a 95 05 a 40

Interior 45 a 65 35 a 55 Viejo (mantenimiento)

Grande Exterior 35 a 55 45 a 65 Interior 25 a 45 55 a 75

Pistola

Acero pintado

Pequea Exterior 20 a 40 60 a 80 Interior 55 a 75 25 a 45 Viejo

(mantenimiento) Grande

Exterior 45 a 65 35 a 55 Interior 35 a 55 45 a 65

Pistola Sin aire

Acero pintado

Pequea Exterior 25 a 45 55 a 75

Grande 45 a 75 25 a 55 Rodillo

Acero pintado

Viejo (mantenimiento) Pequea 30 a 70 30 a 70

Brocha Acero

pintado Viejo

(mantenimiento) Pequea

50 a 85 15 a 50

Considerando estructuras:

Mtodo de aplicacin

Condicin de la

superficie

Estado da superficie

Tipo de Superficie

Interior o

Exterior

Rendimiento prcticos %

Perdidas %

Pistola sin aire (airless)

Acero desnudo

Viejo (oxidado) Estructura

20 a 35 65 a 80

Brocha Acero

desnudo Viejo (oxidado) Estructura

60 a 90 10 a 40

Brocha Acero

pintado Viejo

(mantenimiento) Estructura

50 a 85 15 a 50

En el tratado del Prof. Jos Milton Arajo Vila Lobos, el item 8.3.5, pg.77 existe el siguiente texto: La cantidad de pintura a ser considerada como necesaria en una determinada obra es calculada por la divisin del valor establecido para el rea real a ser pintada, por el rendimiento prctico de la pintura. Sobre este valor es comn aumentar un factor de seguridad, entre 5 y 50% para la correccin de eventuales daos de manipulacin en los cantos y/o filos, con perdida total de la pintura, inadecuada preparacin de la

5

pintura y que no podrn ser aplicadas, lluvias y otras ocurrencias naturales que puedan daar el pintado reciente, etc. Concepto y clculo del volumen muerto.

Una superficie rugosa y spera, indudablemente, requerir una mayor cantidad de pintura que una superficie lisa. Tiene en este aspecto mucha importancia la granulometra del material empleado en una limpieza mediante chorro abrasivo. Un abrasivo de grano grueso y duro, deja un perfil de corte mucho ms burdo y spero que uno de grano ms fino y blando.

La rugosidad nos provoca un considerable aumento de la superficie real o topogrfica con respecto a la superficie proyectada. Este aspecto debe necesariamente ser considerado a objeto de no inducir a errores en los clculos.

Es aqu donde se emplea la definicin de Volumen Muerto que se le conoce como la cantidad de pintura que se utilizar para cubrir el aumento de rea provocado por el perfil de rugosidad conseguido durante los trabajos de preparacin de superficie.

El clculo se realiza teniendo en cuenta el coeficiente de volumen muerto, que depende a su vez del perfil de rugosidad. As tendremos:

Volumen pintura (litros) = CVMSV

Slidos en volumen de capa base : 77 %Perfil de rugosidad promedio : 1.5 mils

: 38.1 micrones

Coeficiente de volumen muerto : 2.5

Volmen muerto = 0.03246753 litros = 0.00857795 galones

*SV : slidos en volmen* CVM : coeficiente de volumen muerto

6

Comentrios: Los valores de prdidas de pintura debido a la aplicacin, generalmente son mayores a los que los fabricantes indican, por cusa de una gran serie de factores que aumentan el consumo de la pintura y causan la disminucin del rendimiento. Generalmente las los rendimientos que indican los fabricantes es el siguiente:

Mtodo de Aplicacin Perdidas mdias

Brocha 10 a 20 % Rodillo 10 a 30 %

Pistola convencional 30 a 40 % Pistola airless 20 a 30 %

Estas tablas, muestran, sin entrar en detalles, valores medios que si duda se refieren a las superficies planas tipo paneles, al nivel del suelo y sin viento. En las referencias bibliogrficas los autores mencionados, todos con gran experiencia en pintado industrial, (Sr. Ney V.Nunes, Sr. Laerce y Sr. Lobo pertenecen a la empresa Petrobrs y el Sr. Vila Lobos fue director de industrias de pinturas proveedoras de la Petrobrs), son expuestos valores de perdidas para el pintado de superficies y estructuras muy variadas. Aun en aplicaciones con brocha, en ciertas estructuras superan el 50% de perdidas. Conclusiones: Basados en las literaturas, los valores de perdidas promedio dependen del mtodo de aplicacin y geometra de la superficie y puede ser resumido en la siguiente, admitindose que se tratan de superficies grandes y estructuras industriales : Perdidas mdias

Mtodo de aplicacin Acero desnudo (oxidado)

C St 3 / D Sa 3 Acero pintado

(mantenimiento) Brocha (*) 10 a 50 % 10 a 40 % Rodillo 30 a 50 % 25 a 55 % Pistola convencional 50 a 70 % 45 a 65 % Pistola airless 40 a 60 % 35 a 55 % (*) Fue considerado para superficies pequeas por que la aplicacin a brocha en reas grandes no es rentable. Estructuras en la Industria Qumica, Petroqumica, Siderrgica, Papelera y Plantas Cementeras Como las estructuras en estas industrias son complejas, pues diversos elementos de construccin son utilizados, como: ngulos, perfiles en U, perfiles en I, tuberas y tambin, el ambiente es muy agresivo y por eso exige refuerzos en las reas crticas como cordones de soldadura, pernos, tuercas, aberturas, aristas vivas, esquinas, cantos vivos internos y externos, los datos de la tabla siguiente pueden servir de gua para trabajos en este tipo de Industria. Perdidas mdias

Mtodo de aplicacin Acero desnudo(con oxido)

C St 3 / D Sa 3 Acero pintado

(mantenimiento) Brocha 30 % 25 % Rodillo 40 % 35 % Pistola convencional 60 % 55 % Pistola airless 50 % 45%

7

Bibliografia: Manual de Construccin en Acero - Tratamiento de Superficie y Pintado,: Celso Gnecco, Roberto Mariano y Fernando Fernandes. Pintado Industrial en la Proteccin Anticorrosiva: Laerce de Paula Nunes & Alfredo Carlos O. Lobo Tratado del Prof. Jos Milton Arajo Vila Fredy Vidal Gmez : Dpto. de Asistencia Tcnica Coatings SRL.