Empleo de tintes en la madera

Por Carlos Abad

Un tinte puede definirse sencillamente como un material químico que cambia de forma durable el color de la madera. Esto se puede cumplir a través de tres caminos:

1. Un pigmento se adhiere a la superficie de la madera.
2. Se añade una partícula de tinte a la estructura celular de la madera.
3. Se usan uno o más compuestos químicos para modificar la madera, de manera que se alteren sus propiedades ópticas.

Una manera simple de mirar a estos tres tipos de tintes es dependiendo de si cubren, empapan o cambian la superficie de la madera. Estos métodos de tintado de la madera pueden ser usados sucesivamente o incluso en combinación dentro de la misma formulación, como veremos más adelante. Por ahora, vamos a fijarnos en cada uno de forma individual.

Tintes de pigmentación

Un tinte de pigmentación está compuesto por tres elementos –el pigmento, el enlace y el portador. Los pigmentos son elementos finos de compuestos químicos inertes. Los compuestos químicos usados para los pigmentos pueden ser muy simples o complejos, naturales o sintéticos. Algunos de los pigmentos más antiguos eran óxidos de hierro encontrados de forma natural en los suelo de muchas regiones del mundo. Estos pigmentos se usan todavía y nos han otorgado una amplia variedad de marrones, rojos y amarillos. Para lograr los colores más brillantes y vibrantes, nos volcamos en la química para producir colores como el Violeta Quinacridone o el Verde Phathalo, porque ¿quién sino un químico puede obtener un compuesto como el copper phthalocyanine para un pigmento azul o verde?.

El enlace de un tinte de pigmentación es generalmente un recubrimiento de base resinosa como el barniz o la laca. El enlace actúa como un adhesivo para pegar el pigmento a la superficie de la madera. Sin embargo, en la práctica, el enlace debe ser tratado químicamente para mantener el pigmento dispersado a través de la solución que denominamos tinte. Los enlaces más comunes incluyen barnices con contenido alto de aceite de linaza, barnices alcalinos, y lacas con plasticidad formada por aceites de cadena larga. Los tintes limpios son aquellos que emplean un enlace de aceite largo para alargar el tiempo de apertura de la lata de tinte para que sea fácilmente aplicado y removido.

A medida que los fabricantes cambian las formulaciones para cumplir las normativas de emisión de VOCs, podrán encontrar versiones más ecológicas. Para bajar el contenido de VOCs a niveles aceptables se puede incrementar el contenido de sólidos del enlace y/o usar enlaces completamente diferentes que recaen en uno de los solventes alternativos aceptables. Sin embargo, esta solución a veces no da el resultado esperado y el tinte cambia radicalmente en sus prestaciones y se puede perder un cliente.

El portador usado en los tintes es generalmente un disolvente, o combinación de disolventes, para componer el componente de enlace. El portador permite que el pigmento de un tinte sea esparcido en la superficie de la madera, indiferentemente de la forma en que se aplica.

Los tintes transparentes

A diferencia de los pigmentos, los  tintes son absorbidos por las fibras de la madera para efectuar el cambio de color. Los tintes han sido deseados mayoritariamente porque producen un resultado de apariencia natural y transparente. Al igual que los pigmentos, los tintes tienen sus raíces en la naturaleza. Los  frutos, la madera y su corteza  son algunos ejemplos del origen de los tintes naturales. Un problema que tienen los tintes es que no tienen tanta resistencia a la luz de sol como sus primos, los pigmentos. Mientras que los pigmentos retienen el color casi indefinidamente, los tintes generalmente pierden su tono relativamente pronto.

Los tintes fueron perfeccionados en el siglo XIX cuando los clientes de las grandes fábricas textiles inglesas y norteamericanas demandaron colores más vibrantes y durables. Consecuentemente, y de forma irónica, el desarrollo de tintes sintéticos creció en comparación con los pigmentos sintéticos –aparentemente la moda y la vestimenta eran más importantes que la pintura.

A muchos de nosotros se nos hace familiar el término anilina. Este término se origina con el descubrimiento y uso de la anilina como un producto químico novedoso intermedio en la producción de tintas sintéticas. Como una anécdota histórica interesante, la química asociada a la síntesis del tinte es muy similar a la de la síntesis de la droga, y ambos comparten muchos procesos en común. De todas maneras, los tintes derivados de la anilina están siendo reemplazados en el mercado desde que se mejoró considerablemente el tinte.

Una clase común que se usa actualmente es el llamado Azo o tinte ácido. El tinte azoico, en términos químicos, son estructuras orgánicas producidas, por ejemplo, por la reacción del ácido de nitrico y grupos orgánicos, como los fenoles y aminas. Hoy en día, estos tintes azoicos se fabrican frecuentemente de complejos de metal sintéticos basados en chromium y cobalto. Estos nuevos tintes tienen una vida bastante larga, de manera que no se suelen plantear problemas asociados con el uso de tinturas.

Para ser usados sobre madera, contamos con el tinte disuelto en agua, alcohol/cetonas y aceites vegetales. Todos estos tipos son útiles para nosotros. Los tintes solubles en agua son fáciles de usar y están disponibles en un amplio rango de colores. Con madera, sabemos que tenemos un material que se parece al agua, pero que tiene como resultado una tendencia a hincharse. El crecimiento del grano es suficiente para mantener a la gente alejada de usar tintes solubles al agua completamente. Efectivamente, los tintes solubles en agua no requieren tiempo y esfuerzo extra para su uso. Con los tintes solubles en alcohol, tenemos una solución que puede hacerse para ser secada casi al instante usando acetona, o más lentamente usando éteres de glicol.

En la práctica, un nombre dado a una línea de tintes generalmente constará de tinte y pigmento, con el pigmento variando en una proporción entre 0 y 35% por volumen. Algunos tintes son puros, pero la mayoría son una combinación de pigmento y tinte. La razón para esto es sencilla. El mercado de consumo ha determinado que prefiere tintes transparentes a los opacos para uso interior, los tintes opacos han sido relegados para uso exterior, en donde los pigmentos funcionan como formas primarias de protección de los efectos del a radiación ultravioleta.

El tinte la coloración hace un trabajo muy efectivo coloreando la veta de algunas especies, mientras que los pigmentos son libres de ser atrapados en los recovecos de la superficie. Esta combinación de tintes ofrece beneficios tanto de los pigmentos como de los tintes y hace que el producto sea más favorable para el consumidor. Después se comentarán las prestaciones de usar tintes y pigmentos conjuntamente, pero en fases  separadas.

Tintes químicos

El uso de la química para modificar la superficie de la madera ha estado con nosotros por lo menos desde hace 500 años. El término “mordiente”, que proviene de la palabra francesa mordere, fue aplicado a los fijadores usados en la fabricación textil de manera que las prendas pudieran ser lavadas de forma segura sin el miedo de perder el tinte en las soluciones cáusticas usadas en aquel tiempo. Estos mordientes a menudo alteraban el color original del tinte. En las aplicaciones de acabado de la madera, los mordientes pueden ser usados para modificar directamente los extractivos, tales como el ácido tánico, otorgan el color natural a la madera.

Uno de los tintes químicos más conocidos es una solución muy diluida de lejía, o hidróxido de sodio, en agua. Desde que la lejía es un agente oxidante, la madera tal como la de cerezo que se oscurece cuando se expone al oxígeno, se oscurecerá instantáneamente cuando se le aplique una solución de lejía. El grado de oscurecimiento depende mayormente de la concentración de la solución, a mayor lejía presente en la solución, mayores iones de oxígenos existirán para encajarse sobre la madera de cerezo. El amonio tiene un efecto similar sobre la madera de roble. Con la amplia gama de colores que existe actualmente, los tintes químicos se han convertido en un paso interesante dentro de la historia del acabado de la madera.

Aplicación del tinte

Esta área del acabado de la madera parece generar más frustraciones y dudas que cualquier otra. A continuación se puntualizan algunas áreas de dificultad y como tratar cada una.

Lijado

El primer paso para colorear la madera es el más importante. El lijar la superficie de la madera para el teñido tiene un gran significado para el resultado final. Generalmente, mientras más densa y dura sea la madera, se debe lijar con un grano más grueso. A continuación hay dos ejemplos comunes. El arce duro puede ser difícil de teñir si ha sido lijado con un grano muy fino como de 220. La superficie del arce será barnizado usando abrasivos finos y no aceptará tinte uniformemente. Para conseguir un mejor resultado, se debe completar el proceso de lijado con grano 120 o 150. Inversamente, para preparar el pino para su tintado requerirá terminar el proceso de lijado con granos mayores como 220 o 280. La lija que se seleccione para finalizar el proceso variará de acuerdo al material.

Continuando con el ejemplo del arce, es más lógico terminar de lijar con un nivel más fino si se usa el tinte lacado o tinte basado en alcohol / acetona, especialmente si hay un alto grado de salto en el grano. Otra consideración con respecto al lijado pertenece a las maderas porosas. Lijar madera de roble rojo por ejemplo, comenzando con grano 80 en progreso hacia un grano 180, producirá un resultado diferente que solamente lijando con un grano 180 en una superficie plana y suave. Si se examina la superficie de la madera de roble rojo con unos lentes de aumento x20, podrá descubrir que los poros abiertos producidos por la madera reciente en primavera, no se encuentra completamente abierta a lo largo dela superficie como para soportar una corriente de alto volumen de savia.

Una inspección más cercana revela que algunos de los poros están cubiertos con una capa fina de lignina que cubre las paredes celulares de la madera reciente. Cuando se usa una lija de grano 80 en esta superficie por ejemplo, estas capas delgadas de lignina se levantan. De manera que a pesar de que la superficie de la madera es muy suave después de ser cepillada, se puede acabar usando un abrasivo de grano grueso.

Sellado

Algunas maderas, especialmente algunas especies, no toman el color equitativamente. Las fibras de la madera no se encuentran en perfectas líneas rectas. Afortunadamente, las rotaciones y movimientos durante el crecimiento de un árbol hace que la mayoría de lo árboles sean visualmente interesantes. Sin embargo, como se sabe, el aplicar tinte a la terminación del grano, no produce los mismos resultados que aplicarlo a los lados de las fibras de la madera, como por ejemplo, la superficie de la madera. La densidad de la madera en cualquier parte de la viga variará también y esto puede afectar dramáticamente la absorción de la superficie de la madera.

Es aquí donde entra el sellante. Cuando las fibras que componen la madera de pronto cambian, como lo hacen cerca de una rama por ejemplo, se tendrá más de la fibra abierta cuando la superficie es cepillada suavemente. El usar un sellante ayuda a igualar la superficie de la madera en términos de la disponibilidad de absorber un medio líquido.

Una prueba que se realizo con abedul blanco y que se quería asemejar a un mueble de cerezo.

Se planteo usar un tinte para poder alcanzar un color cercano. Como se esperaba, el tinte no produjo tanta irregularidad como lo haría un tinte pigmentado, pero el resultado siguió siendo insatisfactorio. Se emplearon selladores con posibilidad de lijado y después de sellar la madera y de volver a lijar el sellante los resultados con la aplicación del tinte fueron muy satisfactorios.

Cuando se completó el acabado, era difícil decir que la madera había sido teñida, o sea que no tenía naturalmente el color que aparentaba tener.

Los sellantes se fabrican de varios tipos, vinílicos, basados en barniz, basados en laca, basados en adhesivo, catalizadores, etc. Uno de los mejores sellantes usado para todos los propósitos es la laca a base de ceras. Para lograr un secado y endurecimiento rápido, la laca provee una excelente barrera entre materiales con acabados incompatibles. Con respecto a su uso en el tintado, muchos sellantes se aplican, dejan secarse, y luego se lijan con el último o penúltimo abrasivo que se había planeado usar antes de llevar a cabo el teñido.

Preparación y empleo del tinte

Una recomendación general para cualquier persona que va a trabajar con tintes es que no los emplee con mucha fuerza o intensidad. Esta recomendación se aplica a todo tipo de tintes.

En los procesos de dilución de estos tintes es recomendable que las mezclas sean lo más homogéneas posibles y que esta preparación se realice en unas condiciones de temperaturas homogéneas

Los tintes pueden usarse para producir más que un simple efecto monocromático. Si por ejemplo se aplica un tinte siena quemado, a una capa deslavada de laca, seguido de la aplicación de un tinte pigmentado marrón suave, producirá un efecto de color que es virtualmente imposible de obtener con un solo color. Se podrá obtener un efecto similar con la aplicación de una solución de lejía diluida sobre madera de cerezo seguido de la aplicación de la capa sellante y el tinte marrón. Otra vez, en comparación con la madera sin teñir, el resultado es superior visualmente.

Antes he mencionado que los fabricantes de tintes usan a menudo tintes y pigmentos conjuntamente para las formulaciones de tinte en un esfuerzo para producir un efecto de recubrimiento mejor en una aplicación. Sin embargo, esto no es para sugerir que un tinte amarillo y un pigmento marrón oscuro se pueden combinar para imitar el resultado del uso de estos productos por su cuenta o en pasos separados –de hecho, se encontrará que al mezclar esto acabará siendo un desastre.

Intermezcla de tintes

Algunas líneas de tintes son fabricadas para ser mezcladas, de manera que el mezclar varios tintes de diferentes colores, se pueda generar un amplio abanico de tonos. Una verdadera línea de tintes intermezclables tiene las siguientes características:

• Se usa un solo sistema de enlace.
• Se usan tintes monocromáticos para cada surtido de color.
• Se mantiene consistente la fuerza del color.

Cada una de estas características son necesarias para producir resultados predecibles y consistentes, y todos juntos ayudan a asegurar el aprendizaje rápido para elaborar las mezclas de colores. También añadiría que es vital para mantener la consistencia en el color de los pigmentos a través del tiempo, de manera que el contenido de una vieja lata de hace tres años de materia prima, realice su labor para el que fue elaborado anteriormente.