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La pintura en aerosol es una técnica de pintura en la que un dispositivo pulveriza material de recubrimiento (pintura, tinta, barniz, etc.) a través del aire sobre una superficie. Los tipos más comunes utilizan gas comprimido, generalmente aire , para atomizar y dirigir las partículas de pintura.
Las pistolas pulverizadoras evolucionaron a partir de los aerógrafos y, por lo general, se distinguen por su tamaño y el tamaño del patrón de pulverización que producen. Los aerógrafos se sostienen con la mano y se utilizan en lugar de un pincel para trabajos detallados, como retoques fotográficos, pintura de uñas o bellas artes. La pulverización con pistola de aire utiliza generalmente un equipo más grande. Se utiliza normalmente para cubrir superficies grandes con una capa uniforme de líquido. Las pistolas pulverizadoras pueden ser automáticas o portátiles y tienen cabezales intercambiables para permitir diferentes patrones de pulverización.
Las latas de pintura en aerosol de un solo color son portátiles y fáciles de almacenar.
La pulverización de pintura con aire comprimido se remonta a su uso en el ferrocarril Southern Pacific a principios de la década de 1880. [1] En 1887, Joseph Binks, el supervisor de mantenimiento de la tienda mayorista Marshall Field's de Chicago , desarrolló una máquina pulverizadora de pintura con agua fría bombeada a mano para aplicar cal a las paredes del subsuelo de la tienda. [2] [3] Francis Davis Millet , el director de decoraciones de la Exposición Colombina Mundial en Chicago en 1893, utilizó a Binks y su sistema de pintura en aerosol para aplicar cal consistente en una mezcla de aceite y albayalde a los edificios de la Exposición, tomando considerablemente menos tiempo que la pintura tradicional con pincel y convirtiéndolo en lo que se ha llamado la Ciudad Blanca . [4] [1] [3] En 1949, Edward Seymour desarrolló un tipo de pintura en aerosol, la pintura en aerosol , que podía administrarse a través de un aerosol comprimido en una lata.
Este proceso ocurre cuando se aplica pintura a un objeto mediante el uso de una pistola pulverizadora de aire comprimido. La pistola de aire tiene una boquilla, un depósito de pintura y un compresor de aire. Cuando se presiona el gatillo, la pintura se mezcla con la corriente de aire comprimido y se libera en un rocío fino. [5]
Debido a la amplia gama de formas y tamaños de boquillas, la consistencia de la pintura puede variar. La forma de la pieza de trabajo y la consistencia y el patrón de pintura deseados son factores importantes a la hora de elegir una boquilla. Las tres boquillas más comunes son la de cono lleno, la de cono hueco y la de chorro plano. [6] Hay dos tipos de procesos de pulverización con pistola de aire. En un método de operación manual, un operador experto sostiene el pulverizador de pistola de aire a unas 6 a 10 pulgadas (15-25 cm) del objeto y lo mueve de un lado a otro sobre la superficie, superponiendo cada pasada a la anterior para asegurar una capa continua. [7] En un proceso automático, el cabezal de la pistola está unido a un bloque de montaje y suministra el chorro de pintura desde esa posición. El objeto que se está pintando normalmente se coloca sobre rodillos o una plataforma giratoria para asegurar una cobertura general uniforme de todos los lados.
La pistola pulverizadora de alto volumen y baja presión (HVLP) es similar a una pistola pulverizadora convencional que utiliza un compresor para suministrar el aire, pero la pistola pulverizadora en sí requiere una presión más baja (LP). Se utiliza un mayor volumen (HV) de aire para pulverizar y propulsar la pintura a una presión de aire más baja. El resultado es una mayor proporción de pintura que llega a la superficie deseada con una reducción de la pulverización excesiva , el consumo de materiales y la contaminación del aire.
A menudo se necesita un regulador para poder reducir la presión de aire de un compresor convencional para la pistola pulverizadora HVLP. Como alternativa, se puede utilizar una unidad de turbina (que normalmente contiene un motor tipo aspiradora, montado al revés) para impulsar el aire sin necesidad de una línea de aire que llegue al compresor.
Una regla general es colocar dos tercios del recubrimiento sobre el sustrato y un tercio en el aire. Las pistolas HVLP reales utilizan de 8 a 20 cfm (13,6 a 34 m 3 /h) y se requiere un compresor industrial con una potencia mínima de 5 caballos de fuerza (3,7 kW). Los sistemas de pulverización HVLP se utilizan en las industrias automotriz, aeronáutica, marina, decorativa, de recubrimiento arquitectónico , de acabado de muebles, de pintura escénica y cosmética .
Al igual que el HVLP, las pistolas de pulverización de bajo volumen y baja presión (LVLP) también funcionan a una presión más baja (LP), pero utilizan un volumen de aire más bajo (LV) en comparación con los equipos convencionales y HVLP. Este es un esfuerzo adicional por aumentar la eficiencia de transferencia (cantidad de recubrimiento que termina en la superficie objetivo) de las pistolas de pulverización y, al mismo tiempo, reducir la cantidad de consumo de aire comprimido.
La pintura electrostática fue patentada por primera vez en los EE. UU. por Harold Ransburg a fines de la década de 1940. Harold Ransburg fundó Ransburg Electrostatic Equipment y descubrió que la pintura en aerosol electrostática era un éxito inmediato, ya que los fabricantes percibieron rápidamente los importantes ahorros de materiales que se podían lograr. En la pintura en aerosol electrostática o recubrimiento en polvo , las partículas atomizadas se cargan eléctricamente, por lo que se repelen entre sí y se extienden uniformemente a medida que salen de la boquilla de pulverización. El objeto que se pinta se carga de manera opuesta o se conecta a tierra. Luego, la pintura es atraída por el objeto, lo que da una capa más uniforme que la pintura en aerosol húmeda y también aumenta en gran medida el porcentaje de pintura que se adhiere al objeto. Este método también significa que la pintura cubre áreas difíciles de alcanzar. Luego, se puede hornear todo para que la pintura se adhiera correctamente: el polvo se convierte en un tipo de plástico. Los paneles de la carrocería de los automóviles y los cuadros de las bicicletas son dos ejemplos en los que se usa a menudo la pintura en aerosol electrostática.
Existen tres tecnologías principales para cargar el fluido (líquido o polvos):
Con este método, la pintura se lanza al aire mediante un disco metálico giratorio ("campana"). El disco metálico también imparte una carga eléctrica a la partícula de recubrimiento. [8]
Hay una variedad de pulverizadores de pintura portátiles que combinan la pintura con aire o convierten la pintura en pequeñas gotas y las expulsan rápidamente por una boquilla.
Al calentar la pintura de cuerpo completo a 60-80 °C, es posible aplicar una capa más gruesa. Originalmente, la pintura se recirculaba, pero como esto hacía que se formara una capa más gruesa, se cambió el sistema a calentamiento directo en línea. También se utilizó la pulverización en caliente con Airless y Airless electrostático para reducir el rebote. Los materiales de dos componentes generalmente se mezclaban previamente antes de los sistemas de boquillas que utilizaban bombas dobles.
Estos equipos utilizan presión de aire y presión de fluido de 300 a 3000 libras por pulgada cuadrada (2100–20 700 kPa) para lograr la atomización del recubrimiento. Este equipo proporciona una alta transferencia y una mayor velocidad de aplicación y se utiliza con mayor frecuencia en aplicaciones de línea plana en talleres de acabado de fábrica.
La presión del fluido la proporciona una bomba sin aire, que permite pulverizar materiales mucho más pesados que con una pistola pulverizadora de aire. El aire comprimido se introduce en la pulverización a través de una boquilla de aire (a veces llamada tapa de aire) similar a una pistola pulverizadora convencional estándar. La adición de aire comprimido mejora la finura de la atomización. Además, a diferencia de una pistola pulverizadora sin aire pura, una pistola AA tiene cierto control sobre la pulverización en abanico y la pulverización circular. Algunos pulverizadores sin aire eléctricos (Wagner y Graco) están equipados con un compresor para permitir el uso de una pistola sin aire asistida por aire en situaciones en las que la portabilidad es importante.
Estos sistemas funcionan conectados a una bomba de alta presión que se utiliza comúnmente con una presión de entre 300 y 7500 libras por pulgada cuadrada (2100–51 700 kPa) para atomizar el revestimiento, utilizando boquillas de distintos tamaños para lograr la atomización y el tamaño del patrón de rociado deseados. Este tipo de sistema lo utilizan los pintores por contrato para pintar revestimientos y recubrimientos industriales, químicos y marinos de alta resistencia.
Las ventajas de la pulverización sin aire son:
La mayoría de los recubrimientos se pueden rociar con muy poco disolvente agregado, lo que reduce el tiempo de secado y disminuye la liberación de solvente al medio ambiente.
Se debe tener cuidado al operar, ya que las pistolas pulverizadoras sin aire pueden causar lesiones graves, [9] como lesiones por inyección, debido a la pintura que sale expulsada de la boquilla a alta presión.
Las bombas sin aire pueden funcionar con distintos tipos de motores: eléctricos, de aire comprimido (neumáticos) o hidráulicos. La mayoría tienen una bomba de pintura (también llamada bomba inferior) que es un pistón de doble efecto, en el que el pistón bombea la pintura tanto en la carrera descendente como en la ascendente. Algunas bombas sin aire tienen un diafragma en lugar de un pistón, pero ambos tipos tienen válvulas de entrada y salida.
La mayoría de las bombas airless eléctricas tienen un motor eléctrico conectado a través de un tren de engranajes a la bomba de pistón de pintura. La presión se logra deteniendo y arrancando el motor a través de un sensor de presión (también llamado transductor); en unidades más avanzadas, esto se hace mediante un control digital en el que la velocidad del motor varía con la demanda y la diferencia con el punto de ajuste de presión, lo que da como resultado un muy buen control de la presión. Algunas bombas de pistón de accionamiento directo son impulsadas por un motor de gasolina con control de presión a través de un embrague eléctrico. En las bombas de diafragma eléctricas, el motor impulsa una bomba de pistón hidráulica que transmite el aceite desplazado por el pistón, para mover el diafragma.
Las bombas airless hidráulicas y neumáticas tienen motores lineales que requieren una bomba hidráulica o un compresor de aire, que puede ser eléctrico o de gasolina, aunque un compresor de aire suele ser diésel para uso móvil o eléctrico para instalaciones fijas. Algunas unidades airless tienen la bomba hidráulica y su motor, integrados en el mismo chasis que la bomba de pintura.
Las bombas sin aire hidráulicas o neumáticas proporcionan un control de presión más uniforme, ya que el pistón de pintura se mueve a una velocidad constante, excepto cuando cambia de dirección. En la mayoría de las bombas de pistón de accionamiento directo, el pistón es accionado por un cigüeñal, por lo que la velocidad del pistón cambia constantemente. Los motores lineales de las bombas accionadas por aire comprimido o hidráulicas son más eficientes a la hora de convertir la potencia del motor en potencia del material que las unidades accionadas por cigüeñal. Se pueden pintar todos los tipos de pintura con un método sin aire.
Los fabricantes que producen productos de madera en masa utilizan sistemas de pulverización automatizados, lo que les permite pintar materiales a un ritmo muy elevado con un mínimo de personal. Los sistemas de pulverización automatizados suelen incorporar un sistema de ahorro de pintura que recupera la pintura no aplicada a los productos. Por lo general, los sistemas de pulverización lineal son para productos que se colocan planos sobre una cinta transportadora y luego se introducen en un sistema de pulverización lineal, donde se colocan pistolas de pulverización automáticas encima. Cuando el material está directamente debajo de las pistolas, estas comienzan a pintar el material. Los materiales consisten en piezas lineales que suelen tener menos de 12 pulgadas (30 cm) de ancho, como marcos de ventanas, molduras de madera, zócalos, marcos, molduras y cualquier otro material que tenga un diseño sencillo. Estas máquinas se utilizan habitualmente para aplicar el tinte, el sellador y la laca. Pueden aplicar revestimientos a base de agua o disolventes. En los últimos años, los revestimientos curados con luz ultravioleta se han vuelto habituales en el acabado de perfiles y existen máquinas especialmente adecuadas para este tipo de revestimiento.
El material producido en serie se carga en una cinta transportadora desde donde se introduce en una de estas máquinas de línea plana. Las máquinas de línea plana están diseñadas para pintar específicamente material que tiene menos de 4 pulgadas (10 cm) de espesor y forma compleja, por ejemplo, una puerta de armario de cocina o el frente de un cajón. Las pistolas de pulverización se alinean sobre el material y las pistolas están en movimiento para alcanzar todas las ranuras del material. Las pistolas se pueden mover en un ciclo, en círculo o se pueden mover hacia adelante y hacia atrás para aplicar la pintura de manera uniforme en todo el material. Los sistemas de línea plana suelen ser grandes y pueden pintar puertas, armarios de cocina y otros productos de plástico o madera.
Una cabina de pintura es un entorno cerrado controlado por presión , utilizado originalmente para pintar vehículos en un taller de carrocería . Su diseño eficaz promueve una aplicación eficiente de la pintura, minimizando la contaminación y maximizando la calidad del producto terminado. [10] Para garantizar las condiciones ideales de trabajo ( temperatura , flujo de aire y humedad ), estos entornos están equipados con ventilación , que consiste en ventiladores mecánicos impulsados por motores eléctricos y, opcionalmente, quemadores para calentar el aire para acelerar el secado de la pintura. Los disolventes tóxicos y las partículas de pintura se expulsan al exterior, posiblemente después del filtrado y el tratamiento para reducir la contaminación del aire . La prevención de incendios y explosiones de polvo también es una alta prioridad. Para ayudar a eliminar la pintura rociada en exceso del aire y proporcionar un funcionamiento eficiente de las cabinas de pintura en aerosol lavadas con agua y con tiro descendente, se utilizan agentes químicos despegadores de pintura .
Los artistas también pueden hacer uso de las instalaciones de las cabinas de pintura para poder utilizar pinturas en aerosol (incluidos los acabados para automóviles) de forma eficiente y segura. Pueden alquilar espacio y tiempo en talleres de carrocería o instalar sus instalaciones en asociación con escuelas o cooperativas de artistas .
La pintura en aerosol presenta riesgos para la salud que afectan los sistemas respiratorio, nervioso y circulatorio. De manera similar, el uso de solventes para limpiarse las manos de marcas y residuos de pintura puede causar irritación de la piel o incluso problemas más graves, ya que muchos son cancerígenos o neurotóxicos . Existen riesgos asociados al trabajo con sustancias como la pintura y el diluyente , que contienen compuestos que son potencialmente nocivos para la salud o incluso fatales. [11]
Es importante que el personal responsable de realizar los procedimientos de pintura reciba la capacitación adecuada, que puede ser impartida por un proveedor de capacitación profesional o por el proveedor del producto. También existen peligros relacionados con la eliminación de desechos y materiales contaminados con sustancias químicas potencialmente dañinas. Los procedimientos de descontaminación y las hojas de datos de seguridad de los materiales para diversos productos son importantes. La seguridad se mejora mediante:
Una de las aplicaciones de la pintura en aerosol es el grafiti . La introducción de la pintura en aerosol, económica y portátil , ha sido una bendición para esta forma de arte, que se ha extendido por todo el mundo. La pintura en aerosol también se ha utilizado en bellas artes . Jules Olitski , Dan Christensen , Peter Reginato , Sir Anthony Caro y Jean-Michel Basquiat han utilizado aerógrafos , tanto para pintar como para esculpir .
