Biocidas de película seca en la preservación de las pinturas al agua

Por S. Contant, G. Caritá Júnior

Los biocidas son importantes para prevenir el bio-deterioro de una variedad de productos y entre ellos polímeros y pinturas. La aplicación de biocidas en pinturas a base de agua es importante porque la presencia de agua, carbono (de resina) y carga mineral (nutrientes inorgánicos) hace de este un lugar apropiado para el desarrollo de una variedad de microorganismos.

Se deben agregar biocidas a la pintura para protegerlos durante el almacenamiento (biocidas en estado húmedo o en lata) y la preservación del recubrimiento de la superficie (biocidas en película seca o en película). El mayor volumen de biocidas utilizados cae dentro de estas dos categorías, pero todavía hay otra categoría de biocidas utilizada en la industria de la pintura: esterilizantes de superficie.

Durante el almacenamiento de pinturas a base de agua, las bacterias que pueden estar presentes en las materias primas como pigmentos, cargas y agua encuentran un ambiente favorable para su crecimiento. La contaminación también puede tener lugar debido a una asepsia inadecuada de los equipos y tanques de almacenamiento.

Dentro de la lata, hay lugares con oxígeno (espacio vacío entre la pintura y la tapa de la lata) que permiten el crecimiento de bacterias aerobias y levaduras y lugares sin oxígeno (en el fondo de la lata de pintura) donde pueden crecer bacterias anaerobias. El bio-deterioro resultante conduce a cambios en la viscosidad y el pH, la producción de CO₂ (que puede causar espuma e hinchazón de la lata) y, si hay bacterias reductoras de sulfato, un mal olor resultante de la producción de SH₂.

Los microorganismos

 Microorganismos que pueden crecer en ese tipo de ambiente incluye Pseudonomas, Aerobacter, Flavobacterium, Escherichia proteus y Bacillus. La adición de biocidas químicos para la conservación en lata y la implementación de un sistema de buena limpieza puede evitar este tipo de contaminación.

Después de la aplicación de pintura en una superficie, la película puede estar en contacto con esporas de hongos y algas del aire. Este tipo de contaminación puede conducir al desprendimiento de la película y la variación del color (cambios estéticos indeseables). Para evitar este tipo de contaminación, es importante usar biocidas antimicóticos y antialgal. Las condiciones inadecuadas de aplicación de la pintura, como las superficies sucias, con recubrimientos viejos o ya contaminados con microorganismos, también pueden contribuir a reducir la durabilidad de la película.

 

Los hongos

Los hongos son particularmente peligrosos para pintar películas ya que, a diferencia de las algas, pueden desarrollarse tanto en las paredes externas como internas. La literatura ha señalado a los hongos como el principal microorganismo responsable del deterioro microbiológico de las superficies pintadas. Ejemplos de hongos que pueden crecer en películas de pintura son Aspergillus niger, Cladosporium y Alternaria. Shirakawa y col. describieron la secuencia natural de colonización por hongos en dos edificios en el sudeste de Brasil, que fueron pintados con una pintura acrílica con y sin una formulación de biocida de amplio espectro, mediante observación experimental durante un período de 42 semanas. El principal género fúngico detectado ha sido el Cladosporium y, por primera vez, el géneroTripospermum que fue encontrado en edificios pintados.

Las algas

Algunas algas que pueden desarrollarse en superficies pintadas son de las familias Chlorophyceae y Cyanophyceae y ejemplos de líquenes (simbiontes entre hongos y algas) son Bryophytes, Pterodophytas y Spermatophytes.

El problema de la bio-contaminación de superficies ha atraído la atención de varios investigadores en los últimos años y encontraron algas, cianobacterias, protozoos, hongos, limo, mohos, actinomicetos y otros grupos bacterianos en superficies de edificios pintados en cinco países latinoamericanos (los autores encontraron un total de 1363 morfotipos diferentes). Estos autores sugirieron que hay aproximadamente 4 x 10 ⁶ especies de fotótrofos en paredes pintadas en todo el mundo. 

Los biocidas

Los biocidas a base de isotiazolinona se encuentran entre los biocidas más utilizados para la protección de la pintura. Se cree que la actividad biológica inicial de las isotiazolinonas surge de su capacidad para pasar fácilmente a las membranas y las paredes celulares fúngicas y luego reaccionar con importantes proteínas que contienen azufre intracelular o moléculas más simples dentro de la célula, causando un deterioro de la función celular.

Shirakawa y col.  probaron seis biocidas incorporados por separado en fosfoyeso y descubrieron que el biocida 2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona era el compuesto más eficiente para esos especímenes probados. Los autores también encontraron que el hongo Helminthosporium sp. fue el hongo más resistente probado, mostrando crecimiento en todas las muestras que contienen biocidas analizadas.

Durante años, las industrias se han esforzado por reducir el desperdicio debido a la competencia comercial, que requiere una reducción de costos, y también a consideraciones ambientales y leyes estrictas que se están implementando en muchas partes del mundo. Por lo tanto, la preservación de materiales y productos que pueden sufrir deterioro microbiano, como las películas de pintura, se vuelve indispensable. Algunos microorganismos también pueden ser un peligro para la salud humana. Algunos hongos, por ejemplo, pueden estar asociados con problemas tales como enfermedades alergénicas, trastornos de la piel y problemas respiratorios

Como la biodiversidad de las superficies pintadas de las casas de madera, puede ser muy alta es necesario desarrollar biocidas con un amplio rango de acción y una eficiencia cada vez mayor, pero con menos efectos tóxicos.

Para alcanzar estos objetivos, los productores de biocidas están invirtiendo en el desarrollo de nuevas mezclas de agentes activos existentes, ya que el desarrollo de un nuevo compuesto implica altos costos y tiempo. La creciente regulación que rige la introducción de nuevas entidades químicas también ha tendido a aumentar la dependencia de los biocidas establecidos en lugar de alentar el desarrollo de nuevos antimicrobianos. Al combinar los biocidas existentes, los productores también se esfuerzan por mejorar la acción antimicrobiana (comportamiento sinérgico). Sin embargo, la predicción de cuánto crecimiento microbiano evitará una determinada combinación de varios biocidas no es una tarea fácil. Por lo tanto, la formulación de biocidas químicos altamente eficientes sigue siendo un desafío para los productores de biocidas y pinturas.