Un futuro más ecológico para los revestimientos

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La visión de un futuro más verde está estrechamente ligada a la idea de sostenibilidad. Sostenibilidad significa satisfacer nuestras necesidades actuales de un modo que no comprometa la capacidad de las generaciones futuras para hacer lo mismo. Las empresas de todo el mundo han ido adoptando la idea de la sostenibilidad de forma lenta pero constante.

En el sector de los revestimientos, el objetivo inicial era reducir la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV) a la atmósfera. Desde entonces, la aplicación de la idea de sostenibilidad se ha ampliado para incluir el uso de materiales renovables, la conservación de la energía, la mejora de la eficiencia de los procesos y la minimización de residuos para la producción de pintura sostenible.

Las empresas deben considerar ahora el impacto más amplio de sus actividades en la sociedad y avanzar hacia el concepto de ecoeficiencia. La ecoeficiencia es la capacidad de satisfacer las necesidades de los clientes de forma que se minimicen los efectos adversos sobre el medio ambiente, los recursos naturales, la salud humana y la seguridad.

Importancia de reducir los daños medioambientales causados por los recubrimientos.

El cumplimiento de la normativa medioambiental local e internacional fue en su día el único motivo que impulsó el esfuerzo por formular y fabricar recubrimientos más respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, más recientemente, la demanda de soluciones más ecológicas por parte de los consumidores y la evolución de la cultura corporativa hacia un comportamiento empresarial más responsable se han convertido en los principales impulsores de la agenda de sostenibilidad. Aunque la legislación medioambiental es ahora más estricta y exhaustiva que antes, la normativa sólo sirve como punto de partida que los fabricantes responsables intentan superar.

¿Cómo es el futuro ecológico de los recubrimientos?

Los tres elementos clave de la idea moderna de sostenibilidad son la circularidad, la prevención del cambio climático y la garantía de la salud y la seguridad de los consumidores y los trabajadores. Estos elementos se traducen en los siguientes puntos de actuación para la industria de los recubrimientos:

Reducir los COV para mejorar la calidad del aire interior y exterior.

Los consumidores han mostrado una gran preferencia por las pinturas con bajo contenido en COV, respetuosas con el medio ambiente y que no suponen ningún riesgo para la salud cuando se aplican en el interior de sus hogares. Las pinturas con un contenido mínimo de COV prácticamente no huelen y se perciben como seguras y saludables. Reducir los COV en los recubrimientos es, por tanto, algo más que un mero parámetro normativo que hay que cumplir. Las empresas de pinturas y revestimientos proactivas ya tienen, o están desarrollando activamente, una línea de revestimientos de base biológica sin COV respetuosos con el medio ambiente.

Aumentar el uso de ingredientes biológicos

Los materiales de origen biológico son materiales fabricados a partir de sustancias derivadas de organismos vivos. Las materias primas de origen biológico pueden dividirse en las siguientes categorías:

Componentes básicos de origen biológico

Disolventes de origen biológico

Aditivos renovables

Los componentes químicos de origen biológico se emplean cada vez más para sustituir a los productos químicos basados en combustibles fósiles. El uso de estas alternativas sostenibles pretende reducir la dependencia de las materias primas fósiles para la producción de productos químicos. La sustitución de productos químicos basados en combustibles fósiles por sus homólogos de base biológica reduce las emisiones de gases de efecto invernadero en toda la cadena de producción. Las materias primas de origen vegetal, como los aceites vegetales, se utilizan desde hace tiempo en la industria de los revestimientos; la incorporación de productos químicos de origen biológico adicionales a las fórmulas de revestimiento puede aumentar significativamente el contenido total de origen biológico.

El aceite de soja y el aceite de ricino son las dos principales materias primas utilizadas en la producción de componentes básicos de origen biológico para la industria de los recubrimientos. Los ácidos grasos insaturados del aceite de soja pueden convertirse en grupos hidroxilo o grupos epoxi. Los grupos hidroxilo se emplean en la producción de diversos poliuretanos utilizados en revestimientos al agua y sin disolventes.

Los derivados epoxídicos pueden convertirse en ésteres de acrilato utilizados en la formulación de revestimientos curables por UV sin disolventes y otros revestimientos de bajo COV. Los sistemas de resinas a base de aceites vegetales suelen ser hidrófobos y ofrecen una buena resistencia a la humedad.

Los disolventes de origen biológico son una alternativa sostenible a los disolventes petroquímicos tradicionales. Los consumidores están cada vez más preocupados por el impacto de los disolventes en el medio ambiente. Prefieren el uso de disolventes ecológicos o sustitutos verdes a los productos convencionales por sus ventajas medioambientales y su seguridad. Los disolventes biológicos se producen principalmente a partir de maíz, azúcar y remolacha. Se prefieren como alternativa más segura, ya que no liberan subproductos tóxicos ni compuestos orgánicos volátiles durante la fabricación.

Además de aglutinantes y disolventes, las fórmulas de recubrimiento también contienen pigmentos y otros aditivos. Aunque el porcentaje de aditivos es comparativamente inferior al de otros ingredientes, los aditivos renovables presentan una oportunidad para mantener y mejorar las credenciales ecológicas de una formulación de revestimiento. Los modernos agentes humectantes, dispersantes, coalescentes, antiespumantes e incluso inhibidores de la oxidación pueden contener hasta un 85% de ingredientes de origen biológico.

Elimine el uso de ingredientes tóxicos.

Los etoxilatos de alquilfenol (APE) son un grupo de sustancias químicas utilizadas habitualmente como tensioactivos en las pinturas acrílicas. Los APE incluyen los etoxilatos de nonilfenol (NPE) y los etoxilatos de octilfenol (OPE), que la EPA considera sustancias químicas preocupantes. Los productos de descomposición de los NPEs y OPEs no son fácilmente biodegradables y se ha descubierto que son altamente tóxicos para los peces y otros organismos acuáticos. Los formuladores de pinturas al agua de látex acrílico deben explorar el uso de alternativas más seguras para conseguir una formulación sin APE.

Prevenir el cambio climático.

Para prevenir el cambio climático, los fabricantes de recubrimientos deben tratar de reducir su huella de carbono. El proceso de fabricación debe rediseñarse y optimizarse para:

Reducir el consumo de energía
Reducir el material de desecho
Reducir el consumo de agua

Mejorar el rendimiento de los revestimientos es también un paso importante hacia la sostenibilidad, ya que reduce el impacto ambiental de las aplicaciones repetidas de revestimiento. Las tecnologías que mejoran el rendimiento y, por tanto, la ecoeficiencia de los revestimientos se consideran respetuosas con el medio ambiente. Entre ellas se encuentran los revestimientos autorregenerativos, los revestimientos endurecidos con nanopartículas, los revestimientos sol-gel y los revestimientos fotocatalíticos, entre otros.

Opciones más ecológicas para diferentes sistemas de resinas de recubrimiento.

Alquídicas

Las resinas alquídicas son reconocidas por sus credenciales ecológicas, ya que se basan en gran medida en ácidos grasos naturales. Al contener más de un 50% de aceites naturales y ácidos carboxílicos procedentes de fuentes vegetales renovables, las resinas alquídicas son una opción atractiva para la formulación de revestimientos sostenibles. Tradicionalmente, las resinas alquídicas han estado basadas en disolventes. La demanda de pinturas sin COV y la presión normativa para reducir las emisiones de COV han llevado al desarrollo de alternativas a base de agua.

Los avances decisivos en la tecnología de tensioactivos condujeron al lanzamiento de los primeros polímeros alquídicos de origen biológico y pinturas al agua en 2011. Al principio, los revestimientos alquídicos al agua se encontraron con problemas de coste y formulación debido al elevado volumen de tensioactivo necesario. Desde entonces, sin embargo, el rendimiento de los sistemas al agua ha mejorado constantemente.

En la actualidad, tanto los sistemas al agua como los sistemas con base de disolvente de baja emisión de COV presentan unas credenciales medioambientales superiores. La alquídica es una tecnología ampliamente probada que ofrece una serie de ventajas de rendimiento. Sigue siendo una opción atractiva para los formuladores de revestimientos, especialmente para aplicaciones en madera.

Acrílicos

Un gran paso adelante, en el frente de los revestimientos sostenibles, fue la introducción de las pinturas al agua. La tecnología de polimerización por emulsión impulsada por los polímeros acrílicos permitió formular productos al agua más fáciles de mantener y más económicos de producir. Las pinturas acrílicas al agua se han hecho rápidamente con la mayor parte del mercado de revestimientos arquitectónicos.

Sin embargo, los ingredientes de la resina acrílica siguen siendo en gran medida de origen fósil. Los últimos avances han llevado a la producción de resinas acrílicas a partir de materiales vegetales de origen sostenible. Las nuevas resinas biológicas tienen hasta un 50% de contenido vegetal, verificable mediante el análisis del 14C. Esta tecnología sustituye los componentes de origen fósil por materiales renovables, lo que reduce la huella ambiental sin comprometer el rendimiento del revestimiento. Las resinas de base biológica se fabrican con ingredientes seguros; contienen bajos COV, lo que las hace ideales para la producción de pinturas con bajos compuestos orgánicos volátiles.

Sistemas epoxi

Las resinas epoxi ofrecen excelentes propiedades de adhesión y resistencia a la corrosión. Se utilizan mucho como aglutinantes en revestimientos protectores por su flexibilidad de formulación. Las resinas epoxi básicas se han producido tradicionalmente a partir de derivados del petróleo, concretamente epiclorhidrina (ECH) y bisfenol A (BPA). La glicerina renovable, obtenida a partir de aceites vegetales, se ha utilizado con éxito como materia prima para la producción de ECH 100% de origen biológico. El ECH de origen biológico puede reducir la huella de carbono de los revestimientos epoxídicos en más de un 60%.

Es posible aumentar aún más el porcentaje de ingredientes biológicos sustituyendo total o parcialmente el agente de curado por un equivalente 100% biológico. El cardanol, extraído de la cáscara del anacardo, se utiliza comercialmente en la preparación de agentes de curado epoxi conocidos como fenilamina. El derivado del cardanol proporciona una combinación útil de resistencia química, flexibilidad e hidrofobicidad que es deseable en varias aplicaciones de alta resistencia.

Poliuretanos

Los poliuretanos (PU) se formulan utilizando un isocianato y un componente poliol. Los revestimientos de poliuretano de origen biológico están sustituyendo cada vez más a los de origen petroquímico por su menor impacto medioambiental. Los materiales de origen biológico, como el líquido de cáscara de anacardo (CNSL), los aceites vegetales, el alquitrán de eucalipto, el terpeno y otras fuentes vegetales, se están utilizando para producir precursores para la síntesis de polioles e isocianatos.

Los polioles y dioles a base de CNSL ofrecen propiedades únicas en comparación con los poliésteres, poliéteres y otros polioles a base de aceites naturales. Debido a la larga cadena alifática del cardanol, los polioles y dioles basados en CNSL son muy hidrófobos. Esta hidrofobicidad proporciona una mayor resistencia al agua y una menor sensibilidad a la humedad para aumentar la durabilidad del sistema de poliuretano final.

Conclusiones

Los consumidores buscan cada vez más alternativas sostenibles a los recubrimientos arquitectónicos, decorativos, industriales y de automoción tradicionales, y los gobiernos de todo el mundo las exigen por ley. Los fabricantes de recubrimientos deben planificar cuidadosamente y gestionar de forma proactiva su transición hacia recubrimientos más ecológicos. Los consumidores prefieren cada vez más los productos formulados con materiales de origen biológico, que se perciben como más seguros y respetuosos con el medio ambiente.

El mayor uso de materias primas de origen natural en el componente aglutinante de los recubrimientos puede mejorar las credenciales de sostenibilidad de las pinturas y recubrimientos respetuosos con el medio ambiente. En Safic-Alcan ayudamos a los formuladores a comprender cómo sustituir los ingredientes derivados del petróleo en sus formulaciones por componentes básicos de origen biológico, disolventes de origen biológico y aditivos renovables.

La reingeniería de la tecnología de producción, la optimización de la química de los polímeros, los ajustes en la formulación de los recubrimientos poliméricos y las mejoras en los procedimientos de aplicación y curado de los recubrimientos pueden servir para mejorar la ecoeficiencia de los recubrimientos ecológicos.

Los fabricantes de pinturas y revestimientos ecológicos deben esforzarse por alcanzar objetivos de sostenibilidad sin dejar de ser competitivos en el mercado. El impacto económico de las modificaciones ecológicas en la formulación y el proceso de fabricación debe reducirse al mínimo y justificarse siempre por el valor que genera. Planifique una reunión con los expertos de Safic-Alcan para obtener más información sobre las soluciones que podemos ofrecerle.