PINTURAS Y BARNICES - Definición - Significado

Ligantes, pigmentos y disolventes • De las pinturas grasas a las pinturas en polvo • Fabricación de pinturas y proceso normal de pintado

Se denomina barniz el producto constituido solamente por ligantes (resinas o aceites) y disolventes, mientras que la pintura consta de ligantes, pigmentos y disolventes. El término esmaltes se puede aplicar a las pinturas de acabado (es decir, la última capa o estrato visible), que poseen una pigmentación fina y un color determinado, al objeto de conferir un aspecto decorativo, de señalización, etc. (se tiende a que la pigmentación sea lo más fina posible, al objeto de dotar al acabado de un aspecto liso y brillante). Por tanto, las consideraciones siguientes, sobre ligantes y disolventes, se aplican a los barnices; pero conviene recordar que para que un barniz se convierta en pintura sólo es necesario añadirle un pigmento.

Según las normas ASTM (designación D 16-47) la pintura es una composición líquida pigmentada, que se convierte en película sólida y opaca después de su aplicación en capa fina. En realidad, debe hablarse con más exactitud de películas «relativamente» opacas, ya que normalmente éstas son algo translúcidas. Las pinturas son substancias naturales o artificiales, generalmente orgánicas, adecuadas para formar sobre la superficie de un objeto una película continua y adherente, que le confiera poder protector, decorativo, aislante, filtrante a determinadas radiaciones, etc. En la industria automovilística, el empleo de las pinturas ha tenido como objetivo principal dotar a las carrocerías y demás elementos de cierta protección, además del aspecto decorativo.

En relación con los componentes fundamentales de una pintura hay que indicar que el ligante es el elemento no volátil, constituido por una resina y aceites naturales o sintéticos, mientras que el pigmento es la materia pulverulenta insoluble (dispersa en el ligante) que confiere color, poder cubriente y de relleno, y los disolventes y diluyentes (orgánicos y volátiles) constituyen el vehículo que facilita la aplicación y formación de la película de pintura. El ligante y los pigmentos representan la parte seca y constituyen la película definitiva (que permanece después de la evaporación de los disolventes y diluyentes) y, por tanto, la parte activa y útil de las pinturas. El ligante protege los pigmentos de los ataques de los agentes externos, mientras que éstos detienen la penetración de la luz e impiden su acción perjudicial sobre el estrato superficial. Los disolventes y diluyentes tienen la función transitoria de hacer más fluida la pintura, para poder aplicarla convenientemente; no obstante, en algunos casos, como en las pinturas al aceite (donde éste realiza a la vez las funciones de diluyente y ligante) no son necesarios. Las pinturas en polvo, más modernas, constituyen un caso similar.

Aunque en el lenguaje práctico industrial se agrupan todos los productos mencionados bajo la denominación genérica de pinturas, éstas pueden distinguirse, según su función específica, en 3 categorías: antioxidantes, de fondo o imprimación, y de acabado o esmaltes. La función de las pinturas antioxidantes consiste en dotar al objeto pintado de un poder anticorrosivo adecuado, por la presencia de productos inhibidores (cromato de cinc, óxidos de hierro, etc.) o por formación de películas impermeables, como las que se consiguen utilizando resinas epoxídicas. Las pinturas de fondo tienen por objetivo dotar la superficie del objeto pintado de una película lo más lisa posible, al objeto de lograr el máximo rendimiento del esmalte que se aplique posteriormente; muchas veces realizan también función anticorrosiva. El paso de la pintura al estado definitivo de película adherente y continua (filmación) puede realizarse mediante procesos físicos o químicos. En el primer caso, la pintura aplicada sobre el objeto se endurece por simple evaporación de los disolventes y diluyentes, sin que el ligante sufra modificaciones de carácter químico. En el segundo, el endurecimiento es debido a reacciones químicas, favorecidas por el calor o por catalizadores. En este tipo de reacciones puede intervenir también el oxígeno contenido en el aire: es el caso de las pinturas grasas o al aceite, que contienen como ligante un aceite secante, el cual reacciona con el oxígeno y resulta endurecido. Cuando no intervienen agentes externos y las diversas partes del ligante reaccionan entre sí, se produce la polimerización del ligante, en general favorecida por un suministro de.energía calorífica u otra. Si intervie ne el calor, como en las pinturas sintéticas en general, la temperatura es de 90-300° C. Pero existen otras fuentes de energía, como son las radiaciones infrarrojas, ultravioletas, etc.

De todo lo anterior, se deduce que el ligante es el componente más importante de las pinturas, por lo que seguidamente se analizarán éstas según las resinas o componentes que contienen.

Pinturas grasas y celulósicas

Los componentes de las pinturas grasas (al aceite) son aceites secantes (de linaza, coco, ricino, soja, etc.), casi todos de origen vegetal, que, cuando se extienden en capas delgadas expuestas al aire, forman películas secas, sin pérdida de substancias volátiles. Esto se debe a reacciones de oxidación por efecto del oxígeno del aire y sucesivas polimerizaciones del aceite que, como consecuencia, se endurece. Para facilitar y acelerar el endurecimiento, los aceites se someten a tratamientos preliminares, con calentamiento en reactores, lo que les confiere cierta reactividad; se obtienen así aceites cocidos, soplados, estandoils, etc. El aceite puro solo (o la mezcla de aceites) nunca da una película suficientemente dura y resistente, por lo que suele mezclarse con resinas naturales que confieren dureza, brillo y adherencia. Un defecto de este tipo de pinturas lo constituye la poca resistencia al envejecimiento, debido al amarilleo producido por la luz, y la fragilidad que presentan las películas de dicha pintura con el transcurso del tiempo. Como, además, los ligantes de este tipo requieren tiempos de secado muy largos para completar la película continua, el empleo de pinturas grasas fue abandonado para las aplicaciones industriales.

Por lo que se refiere a las pinturas celulósicas, que hasta 1950 predominaban en las grandes industrias, hay que decir que el ligante estaba constituido en su mayor parte por nitrato de celulosa, el cual (puesto que daba una película rígida y frágil) se mezclaba con resinas que le conferían plasticidad. Al principio se emplearon resinas naturales, pero pronto fueron reemplazadas por plastificantes adecuados, obteniendo pinturas celulósicas más perfeccionadas. Las pinturas celulósicas aportaron notables ventajas de aplicación industrial. Respecto a las pinturas al aceite son de destacar la notable resistencia al agua, a la humedad, a los aceites lubricantes y a la gasolina, así como su dureza y resistencia a la abrasión, y una mayor posibilidad de pulido y abrillantado. Pero también presentan defectos; así: como la formación de la película seca es de naturaleza física, con evaporación de los disolventes mientras el ligante permanece inmutable, tratando éste nuevamente con su disolvente, se redisuelve para originar la pintura original; además, la película celulósica tiende a absorber agua, lo que causa una defectuosa adherencia al soporte, y puede descomponerse por efecto de los rayos ultravioletas (que forman parte de la luz solar). Otros inconvenientes dependen de su aplicación, pues los esmaltes de acabado celulósico no dan directamente películas brillantes (decorativas), sino que requieren un pulido final, lo cual incrementa los costes; asimismo, las pinturas celulósicas, por su naturaleza, requieren una considerable proporción de disolventes (volátiles) para adecuarlos a su aplicación; por tanto, para obtener una película seca de espesor deseado serán necesarias varias capas de pintura (cetonas, etc.), costosas y cuya recuperación no podría compensar los gastos de la instalación necesaria.

Las pinturas sintéticas y su evolución

En términos comerciales, se denominan pinturas sintéticas aquellas cuyo ligante está constituido por resinas no naturales, como vinílicas, ureicas, epoxídicas, acrílicas y. melamínicas, por citar las más conocidas, que confieren sus propiedades características al producto.

Así, mientras que las resinas vinílicas, fenólicas y epoxídicas se emplean generalmente como pinturas protectoras, las acrílicas se aplican para esmaltes de acabado. Las resinas ureicas y melamínicas se utilizan indistintamente para la fabricación de pinturas de fondo y de acabado. La superioridad cualitativa y la capacidad de aplicación de las pinturas sintéticas respecto a las pinturas al aceite y a las celulósicas determinó su adopción en los procesos de pintura industrial, sobre todo en el sector automovilístico. Las ventajas principales son: resistencia notable y prolongada a las alteraciones producidas por los agentes atmosféricos; resistencia mecánica e insolubilidad de la película seca (esto último con excepciones, como las resinas acrílicas termoplásticas); obtención de pinturas de acabado (esmaltes a base de ligante acrílico, melamínico, ureico o acrilomelamínico) que dan espontáneamente películas brillantes que no requieren un ulterior pulido; necesidad de una proporción de diluyentes y disolventes mucho más baja que las pinturas nitrocelulósicas, por lo que dan un estrato seco de espesor suficiente para garantizar una buena protección y acabado con menor número de aplicaciones. En contraposición, las pinturas de este tipo requieren generalmente un secado en horno para la formación de la película definitiva, por cuanto el endurecimiento se realiza por polimerización o policondensación, precedida en ocasiones de una oxidación al aire (alquídica modificada). En los párrafos siguientes se describen algunos de los tipos más importantes de resinas sintéticas empleadas en el ciclo de pinturas para carrocerías de automóviles.

Las resinas alquídicas modificadas son las más utilizadas en la fabricación de pinturas de acabados. Prácticamente, su difusión data de principios de los años cincuenta. Constituyen el ligante de la mayor parte de las pinturas de fondo y de los esmaltes de horno mezclados, por sistemas físicos o químicos, con pequeños porcentajes de resinas melamínicas o ureicas con objeto de mejorar algunas características. Se puede definir como resina alquídica modificada, el producto de la reacción de policondensación de un polialcohol con un poliácido y un ácido graso (agente modificador). El tipo más empleado es a base de una resina gliceroftálica, obtenida a partir de la condensación de la glice-rina con el ácido ftálico y un ácido graso generalmente insaturado derivado de un aceite natural secante (ricino, linaza, etc.). El ácido facilita la solubilidad de la resina obtenida, con objeto de lograr pinturas más fluidas para su aplicación. Las resinas gliceroftálicas puras dan en fase de preparación macromoléculas tridimensionales bastante ramificadas y, por tanto, poco accesibles a los disolventes; en una resina en la que se ha realizado una esterifi-cación de la función alcohólica de la glicerina de un ácido graso, se interrumpe la cadena macromolecular dando moléculas más pequeñas, dispersables en el disolvente.

El endurecimiento de las pinturas alquídicas modificadas, una vez aplicadas, se produce por un proceso químico, mediante la formación de macromoléculas de estructura modificada, producto de la condensación de las funciones alcohólicas y acidas que han permanecido libres al término de la preparación de la resina, y que permite la unión de cada molécula de los dobles enlaces del ácido graso en el caso de que sean insaturados (como en los aceites secantes). Mientras que las uniones del oxígeno del aire con las moléculas empiezan a formarse durante el presecado posterior a la pintura aplicada a la temperatura ambiente, la policondensa-ción entre las funciones acidas libres del ácido itálico y la función alcohólica de la glicerina tiene lugar generalmente a temperaturas más altas, por lo normal en un horno. Naturalmente, si el ácido graso empleado fuese saturado, el endurecimiento se produciría sólo por condensación. Las otras resinas que suelen acompañar en pequeña proporción al ligante gliceroftálico de una pintura de secado al horno (melamínica, ureica, etc.) se endurecen también por reacciones de polimerización y policondensación autónomas, o bien con los grupos reactivos residuales de las resinas alquídicas, confiriendo a la película seca diversas características, como brillo, dureza, elasticidad, resistencia, etc.

En la industria automovilística, las pinturas con ligante de naturaleza alquídica suelen secarse a unos 130 °C.

El empleo de las resinas acrílieas como ligantes de pinturas es relativamente moderno; se inició cuando los procesos de síntesis permitieron obtenerlas a un costo competitivo, partiendo de primeras materias económicas, como etileno, propileno, acetileno y ácido cianhídrico. Químicamente, las resinas acrílieas puras son polímeros de los esteres resultantes de la reacción de los ácidos acrílico y metacrílico con alcoholes (metano, butanol y otros más complejos). El ligante de las pinturas termoplásticas está constituido por una resina acrílica pura, la cual se polimeriza dando macromoléculas lineales solubles en sus disolventes habituales. Por tanto, la formación de la película de estos tipos de pintura es física y muy parecida a la de las pinturas celulósicas. El secado en horno, que generalmente se necesita, tiene solamente la finalidad de evaporar completamente el disolvente retenido en la película, y aumentar su adherencia y cohesión mediante el reblandecimiento termoplástico. El ligante de las pinturas termoendurecibles contiene, como copolímeros de la resina acrílica, resinas melamínicas o alquídicas. Su endurecimiento por policondensación, si bien puede ser provocado por catalizadores a temperaturas próximas a la del ambiente, generalmente se realiza en horno a 120-140 °C durante 30-40 mn.

Las características de los esmaltes acrílicos de acabado son muy notables. Presentan excelente dureza y elasticidad, resistencia a los agentes externos, y al amarilleo producido por los rayos ultravioleta, superior al de las alquídicas. En particular, los metalizados, que requieren una garantía frente a los agentes atmosféricos, se fabrican con ligantes acrílicos. Si bien en principio las pinturas de naturaleza acrílica presentaban el inconveniente de dar un residuo seco diluido bajo (lo cual obligaba a dar en su aplicación varias pasadas para obtener el espesor deseado) y era necesario un pulido final para obtener brillo, modernamente ya se consiguen pinturas fabricadas con resinas acrílieas termoendurecibles de brillo directo y con residuos semejantes a los de las pinturas alquídicas.

En relación con las pinturas protectoras hi-drosolubles hay que mencionar que el conocimiento de las resinas fenólicas, que en su primera fase de fabricación resultan ser solubles en agua, condujo a Herbert Hónel a pensar en la adopción de estos principios de solubilidad para las resinas alquídicas secadas al horno. La idea de utilizar agua en lugar de disolventes orgánicos (tóxicos, inflamables y caros) parecía irrealizable. Los ligantes hidrosolu-bles se obtuvieron de la combinación de una resina alquídica plastificante (con numerosos grupos carboxílicos) con un resol fenólico y condensando el producto mediante la acción del calor.

Inicialmente, estas pinturas se desarrollaron para la protección anticorrosiva y acabados monocapa, siendo la industria automovilística la que más contribuyó a su perfeccionamiento y difusión. Al principio, la formación de la película definitiva requería temperaturas superiores a 150 °C.

En los años setenta, la preocupación por combatir la contaminación, mejorar la seguridad en el manejo de las pinturas y ahorrar energía ha impulsado a la investigación en el desarrollo de nuevas resinas, extendiendo los campos de aplicación a los esmaltes de acabados y productos de secado a más baja temperatura. De hecho, funcionan ya líneas de pintado de automóviles con el sistema completo de pinturas hidrosolubles.

Los principios que permiten la obtención de resinas sintéticas solubles en agua son: formación de sales de grupos carboxílicos en medio alcalino, introducción en la molécula del ligante de grupos hidrófilos fuertes y formación de resinas catiónicas en medio ácido. Sin embargo, solamente las resinas del primer grupo han alcanzado importancia en el sector de las pinturas. La neutralización de los carboxilos, que deben ser numerosos para lograr la solubilidad, es fundamental, y el camino para la síntesis varía según la materia prima de partida. Así, se distinguen:

- Poliésteres con carboxilos libres, a base de resinas alquídicas modificadas con aceites, de acidez elevada, cuya neutralización total o parcial proporciona resinas solubles en agua o en una mezcla de disolventes orgánicos y agua. Se emplean casi exclusivamente en pinturas para decoración aplicadas a pistola.

- Aductos de ácidos dicarboxílicos insaturados y compuestos insaturados. El grupo más importante de ligantes solubles en agua, especialmente para imprimaciones, lo constituyen productos basados en la unión de ácidos dicarboxílicos insaturados, con compuestos con dobles enlaces, aislados o conjugados; este tipo de combinación es especialmente interesante por la irreversibilidad de sus uniones.

- Copolímeros acrílicos, que se pueden utilizar como componentes plastificantes o como ligantes únicos, en sistemas solubles en agua. Debido a sus propiedades especiales (brillo y no amarilleo), se emplean principalmente en acabados y en decoración. Los copolímeros deben ser compatibles con el endurecedor, tanto en solución como en la película ya estufada.

Los compuestos empleados en el endurecimiento de estos ligantes con grupos carboxílicos son resinas fenólicas o amínicas solubles en agua.

Las principales resinas hidrosolubles de aplicación industrial son las fenólicas, alquídicas, acrílicas termoendurecibles, amínicas y epoxídicas.

Es importante distinguir de las resinas al agua las emulsiones. Éstas (dispersiones acuosas) están constituidas por partículas de polímeros de peso molecular elevado dispersas, pudiendo ser termoendurecibles o termoplásticas. Las partículas o micelas, son insolubles en agua, por lo que se requiere un tensoactivo para dispersarlas y un coloide protector para mantenerlas estables. Los sólidos o productos no volátiles contenidos en estas emulsiones representan un 40-60 %; su aspecto es blanco y opaco. Las resinas hidrosolubles son complejos muy polares, debidos a la formación de sales orgánicas, resultantes de la reacción de los grupos carboxílicos de las resinas con aminas o amoníaco. Estos complejos son solubles en agua o en mezclas de agua y disolventes orgánicos (alcoholes y glicoles) y forman soluciones homogéneas y transparentes. La parte no volátil es del orden del 50-80 %. Su viscosidad es función del peso molecular y del grado de solubilidad de la resina.

Finalmente, hay que mencionar las llamadas dispersiones coloidales, productos intermedios entre las soluciones y las emulsiones, cuyas partículas son parcialmente solubles en el agua, y cuya fase insoluble es fácilmente emulsionable. Estas dispersiones son las que atraen la máxima atención de los investigadores modernos, dadas sus características favorables para evitar la contaminación.

En relación con la sensibilidad al agua, en general puede afirmarse que cuanto mayor es la solubilidad en ella, menor es la resistencia a la misma después del secado. Por esto se emplean resinas que precisan cierta proporción de alcoholes. La resistencia al agua en los esmaltes de acabado puede mejorarse con aditivos de silicona. Respecto al secado hay que decir que empleando resinas melamínicas solubles en agua y de mayor reactividad, puede conseguirse incluso a 100 °C, pero las propiedades mecánicas resultan entonces deficientes. En general, con un secado de 30 mn a 140 °C ya pueden conseguirse buenas propiedades mecánicas.

Las ventajas de las pinturas hidrosolubles son cada día mayores, pues existen las mismas causas que impulsaron en un principio el desarrollo de éstas y, además, las surgidas por los problemas ecológicos. Los técnicos e industriales que trabajan en el campo de la fabricación y aplicación de las pinturas son responsables no sólo de los problemas de contaminación, sino también de las repercusiones económicas y sociales derivadas de las leyes que han de regular el empleo de los disolventes.

El producto, en forma de polvo, puede depositarse sobre los objetos mediante sistemas electrostáticos, y por acción del calor se logra fluidificar aquél, obteniéndose a continuación una reticulación que da origen a una película continua adherente y dura. Los diversos procesos se describirán en los apartados del proceso de pintado. En realidad, la pintura está compuesta por un ligante (poliuretano epoxídico, poliamínico, etc.) y la parte correspondiente de pigmento. La función de ajustar la fluidez de la pintura para su aplicación, que tradicionalmente se encomendaba a los diluyentes y disolventes, o, en el caso de las pinturas al aceite, al mismo ligante, en este caso lo realiza también el propio ligante, pero tras una acción que ejerce la energía calorífica. Este tipo de pinturas posee la ventaja de un aprovechamiento integral del producto, ya que el polvo que no se deposita en el objeto durante su aplicación es recuperado por un ciclón y puede volverse a utilizar. En la industria automovilística, dadas las excelentes propiedades que ofrecen los revestimientos obtenidos con este tipo de pintura, así como la facilidad de obtener en una sola mano capas de espesor notable (40-50 ¡x), se ha dedicado gran atención a este método, y piezas como llantas, filtros de aire, barras de dirección y similares se pintan desde hace tiempo con poliuretanos y resinas epoxídicas. Asimismo, a los muelles y ballestas se han aplicado productos a base de resinas poliamídicas, y varias empresas europeas han iniciado ya el pintado de carrocerías utilizando el polvo como mano de fondo.

Disolventes, diluyentes y pigmentos

Se puede definir como disolvente toda substancia mediante la cual un sólido puede ser llevado al estado líquido. En el caso específico de las pinturas, el disolvente es un líquido de viscosidad baja y que posee una tensión de vapor relativamente alta que sirve para llevar el ligante al estado líquido. En cambio, el diluyente es un líquido que, si bien no posee una capacidad de disolución notable, confiere a la pintura líquida el grado de disolución necesario para su puesta a punto de aplicación. Si a una solución nitrocelulósica se añade gradualmente un diluyente, se llega a una dilución en la cual la nitrocelulosa empieza a separarse como precipitado o como gel. La solución tolera la adición de cierta proporción de diluyente en determinadas condiciones (temperatura, concentración de soluto, etc.), y esta tolerancia o porcentaje se considera como una medida del poder disolvente de un líquido. Ciertos líquidos actúan como disolventes para algunas resinas y como diluyentes para otras. El diluyente y el disolvente constituyen la parte volátil de las mezclas de productos que comúnmente se denominan pinturas.

Las características más importantes de un disolvente son: poder disolvente, volatilidad, estabilidad, toxicidad, inflamabilidad y color. En realidad, nunca se usa un disolvente, sino una mezcla de disolventes y diluyentes. Para el aplicador, la característica más importante de esta mezcla es la curva de destilación. Para las pinturas sintéticas que deban formar película en el horno, los productos volátiles no han de hervir durante el proceso de reticulación de la pintura, ya que en caso contrario provocarían cráteres en aquélla.

Las pinturas en general, cuando llegan de la fábrica, contienen sólo la parte de disolvente necesaria para mantener el ligante. En el taller de aplicación se añaden los disolventes y diluyentes que confieren a la pintura la viscosidad necesaria para su utilización, así como la velocidad de evaporación de los disolventes adecuada a la instalación de que se disponga. En general, esta velocidad debe ser lo más alta posible, pero no hasta el punto de que el enfriamiento produzca condensación húmeda sobre la película en formación. Además, la mezcla de diluyente y disolvente ha de mantener un equilibrio tal, que en ningún momento de la evaporación el diluyente permanezca sin disolvente sobre la película en formación, ya que esto provocaría la coagulación del ligante.

Se define como pigmento un polvo finamente dividido, de coloración característica, insoluble en agua y que, suspendido en un portador adecuado, se usa como pintura. Las principales funciones de un pigmento respecto de su pintura son: 1) dar color, 3) conferir poder cubriente y llenante, y 3) incrementar la eficacia de protección. En las pinturas anticorrosivas prevalece esta última función, en las de fondo la citada en segundo lugar, y en los esmaltes de acabado las funciones de los apartados primero y segundo.

Entre las propiedades de los pigmentos cabe destacar: el tamaño del grano, del que depende el poder cubriente de la pintura; la facilidad de humectación por el ligante, y la estabilidad a la luz y a los agentes atmosféricos.

Químicamente, los pigmentos se pueden clasificar en minerales (óxidos, carbonates, sulfuros, silicatos, etc.), metálicos (cinc, aluminio, etc.) y orgánicos (azoicos, quinacridonas, dioxiazinas, ftalocianinas, indantrenos, etc.).

Fabricación de pinturas

En este apartado se resumen unas consideraciones generales respecto al proceso de fabricación de pinturas que, en líneas generales, consiste en la premezcla del pigmento con una parte del vehículo o portador, en la dispersión o molienda de esta mezcla, completando la misma con los restantes componentes de la fórmula y, finalmente, en el ajuste de color y viscosidad que requieran los últimos controles del proceso. Como operación final se realiza un filtrado. Conviene advertir que, aunque este filtrado se puede realizar con rapidez por succión a través de cartuchos de malla normalizada, existe la tendencia a utilizar los sistemas de filtrado por gravedad, ya que éstos ofrecen mayores garantías. Algo análogo podría decirse de los sistemas de molienda, pues si bien los molinos de arena y perlas son mucho más rápidos que los de bolas, el uso de los primeros sin un estudio previo y de una manera indiscriminada puede conducir a errores de fabricación.

Un factor de gran importancia lo constituye la relación entre pigmento y ligante, o pvc (pigment-volume-concentration), que representa la concentración de pigmento en el volumen en relación con la materia no volátil. Las propiedades mecánicas y tecnológicas de la pintura dependen fundamentalmente de esta relación.

Proceso de pintado

A principios de siglo, el pintado de los automóviles se realizaba a mano con el tradicional pincel, según los métodos empleados por los fabricantes de coches de caballos. Cada capa de pintura al aceite se había de secar al aire, tras lo cual se pulía con aceites y abrasivos. Posteriormente se aplicaba la mano de acabado, que, evidentemente, se secaba al aire. Esta sucesión de operaciones requería por lo menos una semana. Cuando Henry Ford introdujo la cadena de montaje, tuvo que hacer frente a los graves problemas del departamento de pintado, que no conseguía seguir el nuevo ritmo de producción, como consecuencia de la realización manual de dicha operación y de su lento secado. Para reducir el tiempo necesario para el pintado, se recurrió a diversas soluciones, aplicando capas de pintura más delgadas con el fin de obtener un secado más rápido y acelerando los trabajos de acabado,.pero se obtuvieron unos resultados desastrosos: al cabo de pocos días la pintura se pelaba y cambiaba de color.

Hasta 1923, con la introducción de las pinturas celulósicas, dicho problema no halló una solución válida. Para aprovechar al máximo las características de esas pinturas (secado casi instantáneo y posibilidad de regular su viscosidad) se ideó el sistema de pintado por pulverización mediante pistolas de aire comprimido. La pintura, en lugar de ser aplicada a mano con el tradicional pincel, se pulverizaba finamente mediante un aerógrafo. Estas innovaciones eliminaron los graves inconvenientes de acumulación al final de la cadena de montaje, señalando así una etapa fundamental en la historia de la fabricación de automóviles en serie.

A pesar de los progresos obtenidos, el pintado posee todavía un papel importante, que condiciona la calidad de la producción. Para asegurar una buena protección de la carrocería a lo largo del tiempo, es indispensable someter las superficies metálicas a tratamientos protectores, que van desde la preparación de las superficies (desengrasado y pulimentación) hasta la aplicación de las capas de fondo y el pintado propiamente dicho. La primera operación puede obtenerse con una conversión química mediante fosfatación, a la que sigue una deposición electroquímica galvanoplástica o por electroforesis. A continuación se realizan los procesos de pintado propiamente dichos.

En cuanto a la fosfatación hay que indicar que, tras una cuidadosa operación de pulimentación y desengrasado de las superficies, se aplica una solución a base de fosfatos ácidos de hierro y cinc y sus mezclas respectivas, la cual lleva a cabo una conversión de la masa férrea, dando, a la superficie tratada una buena protección contra la corrosión y una base de fijación para el posterior pintado; los revestimientos de fosfatos poseen un grosor de 5-10. El revestimiento galvanoplástico se obtiene, aprovechando el paso de una corriente eléctrica, en un baño en el que el electrólito es una disolución de la sal del metal que se quiere depositar y el cátodo está representado por el metal que se ha de recubrir. En la industria automovilística encuentra aplicación sobre todo el niquelado electrolítico para el revestimiento (hasta 10) de parachoques, manillas y tapacubos, que posteriormente son sometidos a un cromado electrolítico (con espesores de cromo de 0,3-1), el cual, además de hacer que dichos accesorios aparezcan más brillantes, aumenta considerablemente su resistencia a la corrosión.

Hacia la mitad de los años sesenta, la protección antioxidante experimentó una gran mejora con la introducción del pintado por electroforesis, que incrementó el empleo de las pinturas con base acuosa. Durante el proceso de electroforesis, las partículas de pintura, que se hallan en suspensión en su disolvente (agua), se mueven bajo la acción de un campo eléctrico generado por una corriente continua. El revestimiento comienza por el exterior en las partes salientes, donde la carga eléctrica es mayor, y se extiende progresivamente a las demás superficies, obteniéndose así una película homogénea, compacta e insoluble en agua. La electroforesis se detiene en un determinado punto cuando dicha película alcanza el grosor prefijado (función de la densidad de corriente), pero continúa su acción allí donde el espesor todavía es inferior hasta que éste alcanza un grado uniforme. Una vez finalizado el depósito por electroforesis, la carrocería se somete a un lavado con agua desmineralizada, para eliminar los excesos de pintura no depositada, y luego se pasa al horno de secado. Las ventajas de este proceso son: pintado total de la superficie a tratar, incluidas las cavidades interiores; espesor uniforme de la película, incluso en los salientes agudos; ausencia de goterones; utilización total de la pintura, y ausencia absoluta de disolventes, ya que se emplean pinturas en emulsión acuosa. Su única desventaja es la limitación del proceso a una sola capa, ya que una película de más de 40 aisla la pieza y, por tanto, no permite la electrodeposición. Por ello, la electroforesis no constituye un acabado, sino una capa de fondo.

Para el acabado, en la técnica automovilística se utilizan varios métodos, aplicables tanto a las chapas como para las piezas por separado. La pulverización puede realizarse con aire, mediante un aerógrafo que aspira la pintura hasta un difusor, donde se nebuliza y se deposita uniformemente sobre la pieza. La presión se regula en relación con la viscosidad de la pintura. Este sistema, de rendimiento escaso (sólo un 60 % de la pintura se emplea de manera útil), se aplica para capas de subesmalte, esmalte y retoques. En la pulverización sin aire, la nebulización se produce por efecto de la gran presión (120 bar) que una bomba mecánica ejerce directamente sobre la pintura. Ello permite el empleo de pinturas viscosas (con poco disolvente), evita las nieblas perjudiciales generadas por el aire en contacto con la pintura y facilita la distribución uniforme de la misma, mejorando su rendimiento. Un procedimiento análogo es el empleado para la aplicación final sobre la carrocería de una capa protectora de cera, antes de que el automóvil sea almacenado en los aparcamientos de la fábrica.

Para el pintado en serie de elementos que poseen un gran volumen con relación a la superficie a recubrir, como los bastidores de los asientos, se emplea el método denominado flow-coating, en el que las piezas, arrastradas en cadena, pasan bajo una lluvia de pintura procedente de una serie de toberas que las rocían completamente; la pintura sobrante cae en un recipiente situado debajo y, tras ser filtrada, se vuelve a enviar al circuito por medio de una bomba.

En el método de inmersión, consistente precisamente en sumergir la pieza en un recipiente que contiene pintura, hay que proceder con el máximo cuidado para evitar la formación de turbulencias y bolsas de aire, que perjudicarían la buena realización del revestimiento; debe ponerse la misma atención al sacar la pieza. A continuación, ésta se seca en un horno o al aire. Las ventajas del sistema son la rapidez de aplicación de la pintura, el recubrimiento total de las superficies y las reducidas pérdidas de producto. En cambio, sus desventajas son la formación de una película de grosor irregular y de goterones, razones por las que el pintado por inmersión suele quedar reducido a la aplicación de subfondos.

Finalmente, conviene mencionar los modernos métodos para el pintado con polvo. En el fondo fluido (fluidificación), la pieza que se va a pintar, previamente calentada a una temperatura próxima al punto de fusión del polvo, se sumerge en un recipiente en el que dicho polvo se halla en suspensión en un flujo de aire seco procedente de un tabique poroso situado en la parte inferior del mismo. En contacto con la pieza caliente, el polvo se deposita por fusión. Una variante de este sistema es el fondo fluido electrostático, con el que se aprovecha la capacidad que tiene el polvo para cargarse eléctricamente. Este proceso se emplea para el pintado de las ruedas y otros accesorios. En la pulverización electrostática, el sistema más empleado para la aplicación de las pinturas en polvo, éstas, cargadas negativamente a la salida de la boquilla del equipo de pulverización (ya sea de pistola o centrífugo), son atraídas electrostáticamente por la pieza que se ha de revestir (polo positivo), sobre la que se depositan de manera uniforme. Este sistema es aconsejable para el pintado de superficies grandes. Dentro del pintado con polvo puede incluirse asimismo la rilsanización, un recubrimiento plástico muy empleado en lugar del cromado. El polvo de poliamidas (rilsan) se aplica sobre la pieza metálica previamente tratada, que luego pasa a un horno a 200 °C. Se emplea para revestir parachoques, muelles de las suspensiones y diversos accesorios tales como los marcos de las ventanillas, los espejos retrovisores, etc. Se caracteriza por el color negro que normalmente adoptan las superficies.