Revestimiento

Un recubrimiento es una capa que se aplica a la superficie de un objeto o sustrato . ^{[ 1 ]} El propósito de aplicar el recubrimiento puede ser decorativo, funcional o ambos. ^{[ 2 ]} Los recubrimientos pueden aplicarse como líquidos , gases o sólidos , por ejemplo, recubrimientos en polvo .

Las pinturas y lacas son recubrimientos que en su mayoría tienen un doble uso: proteger el sustrato y ser decorativos. Si bien algunas pinturas artísticas son exclusivamente decorativas, y la pintura en grandes tuberías industriales sirve para la identificación (por ejemplo, azul para agua de proceso, rojo para control de incendios), además de prevenir la corrosión . Junto con la resistencia a la corrosión, los recubrimientos funcionales también pueden aplicarse para modificar las propiedades superficiales del sustrato, como la adhesión , la humectabilidad o la resistencia al desgaste. ^{[ 3 ]} En otros casos, el recubrimiento añade una propiedad completamente nueva, como una respuesta magnética o conductividad eléctrica (como en la fabricación de dispositivos semiconductores , donde el sustrato es una oblea ), y constituye una parte esencial del producto final. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Un aspecto fundamental en la mayoría de los procesos de recubrimiento es el control del espesor de la capa. Los métodos para lograrlo varían desde un simple pincel hasta costosa maquinaria de precisión en la industria electrónica. Limitar el área de recubrimiento es crucial en algunas aplicaciones, como la impresión .

El recubrimiento rollo a rollo o sobre bobina consiste en aplicar una fina película de material funcional sobre un sustrato en rollo, como papel, tela , película, lámina o material en lámina. Este proceso continuo es altamente eficiente para producir grandes volúmenes de materiales recubiertos, esenciales en diversas industrias, como la impresión, el embalaje y la electrónica. La tecnología permite una aplicación uniforme y de alta calidad del material de recubrimiento sobre grandes superficies, lo que mejora la productividad y la uniformidad. ^{[ 6 ]}

Los recubrimientos pueden ser decorativos y tener otras funciones. ^{[ 3 ] [ 7 ]} Una tubería que transporta agua para un sistema de extinción de incendios puede recubrirse con una pintura anticorrosiva roja (para su identificación). La mayoría de los recubrimientos protegen el sustrato en cierta medida, como los recubrimientos de mantenimiento para metales y hormigón. ^{[ 8 ]} Un recubrimiento decorativo puede ofrecer una propiedad reflectante particular, como un alto brillo, un acabado satinado, mate o plano. ^{[ 9 ]}

Una aplicación importante de los recubrimientos es proteger el metal de la corrosión. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} Los recubrimientos automotrices se utilizan para mejorar la apariencia y la durabilidad de los vehículos. Estos incluyen imprimaciones, capas base y capas transparentes, aplicadas principalmente con pistolas de pulverización y electrostáticamente. ^{[ 15 ]}

La carrocería y los bajos de los automóviles reciben algún tipo de recubrimiento en los bajos . ^{[ 16 ]} Dichos recubrimientos anticorrosión pueden utilizar grafeno en combinación con epoxis a base de agua . ^{[ 17 ]}

Los recubrimientos se utilizan para sellar la superficie del hormigón, como los suelos de polímero/resina sin juntas , ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} el revestimiento de muros de contención/ diques , la impermeabilización y protección contra la humedad de muros de hormigón y tableros de puentes . ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} En comparación con los recubrimientos tradicionales, el poliuretano de curado por humedad se ha utilizado ampliamente debido a su excelente adaptabilidad y facilidad de construcción. Las propiedades mecánicas podrían mejorarse mediante la introducción de múltiples enlaces de hidrógeno y la optimización de la estructura de separación de microfases. ^{[ 27 ]}

La mayoría de los revestimientos para techos están diseñados principalmente para la impermeabilización, aunque la reflexión solar (para reducir el calentamiento y el enfriamiento) también puede ser un factor a considerar. Suelen ser elastoméricos para permitir el movimiento del techo sin que se produzcan grietas en la membrana del revestimiento. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

La madera ha sido un material clave en la construcción desde la antigüedad, por lo que su conservación mediante recubrimientos ha recibido mucha atención. ^{[ 31 ]} Continúan los esfuerzos para mejorar el rendimiento de los recubrimientos de madera. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

Los recubrimientos se utilizan para modificar las propiedades tribológicas y las características de desgaste. ^{[ 37 ] [ 38 ]} Estos incluyen recubrimientos antifricción, de resistencia al desgaste y al rayado para rodamientos de elementos rodantes. ^{[ 39 ]}

Los revestimientos arquitectónicos ^{[ 40 ] [ 41 ]} o pinturas ^{[ 42 ]} se utilizan para pintar los exteriores e interiores de los edificios, a menudo denominados revestimientos de mampostería externa. Generalmente se excluyen los barnices y lacas transparentes. ^{[ 40 ]} Estos productos suelen estar destinados a fines específicos, como revestimientos de techos, pinturas de paredes o acabados de terrazas. ^{[ 41 ]} Los revestimientos son materiales de construcción ecológicos que aumentan la eficiencia energética y reducen el impacto en el bienestar humano y el medio ambiente. Los revestimientos se aplican típicamente con brochas, rodillos o pulverizadores . ^{[ 43 ]}

Los revestimientos de paredes se presentan en una variedad de tipos, algunos de los cuales pueden ser aplicados por aficionados y personas que realizan trabajos de bricolaje sin capacitación ni equipo especializado. Por ejemplo, la pintura o las imprimaciones simples a menudo se pueden aplicar con brochas o rodillos, y muchas personas completan con éxito estos proyectos por sí mismas. ^{[ 44 ]} La mayoría de las superficies de mampostería pueden tratarse con un revestimiento de pared exterior, como revoco, enlucido de guijarros, piedra, estuco o ladrillo. La mayoría de los revestimientos están diseñados para ser microporosos, lo que permite que la humedad atrapada dentro de la pared se evapore hacia el exterior, sin permitir el paso del agua hacia el interior del edificio, proporcionando así principalmente una característica secundaria además de la decoración: impermeabilizar una pared y evitar la formación de humedad en el interior del edificio. Estos revestimientos están destinados a la aplicación in situ y no incluyen "revestimientos aplicados en fábrica para productos de construcción como revestimientos de vinilo o marcos de ventanas de aluminio [que] pueden ser utilizados finalmente para usos arquitectónicos finales". ^{[ 41 ]}

Existen numerosos métodos de evaluación destructivos y no destructivos (END) para caracterizar recubrimientos. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]} El método destructivo más común es la microscopía de una sección transversal montada del recubrimiento y su sustrato. ^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]} Las técnicas no destructivas más comunes incluyen la medición de espesor ultrasónico , fluorescencia de rayos X (XRF), ^{[ 68 ]} difracción de rayos X (XRD), medición de espesor de recubrimiento fototérmico ^{[ 69 ]} e indentación de microdureza . ^{[ 70 ]} La espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) también es un método de caracterización clásico para investigar la composición química de la capa superficial de espesor nanométrico de un material. ^{[ 71 ]} La microscopía electrónica de barrido acoplada a la espectrometría de rayos X de energía dispersiva ( SEM-EDX o SEM-EDS) permite visualizar la textura de la superficie y analizar su composición química elemental. ^{[ 72 ]} Otros métodos de caracterización incluyen la microscopía electrónica de transmisión (TEM), la microscopía de fuerza atómica (AFM), el microscopio de efecto túnel (STM) y la espectrometría de retrodispersión de Rutherford (RBS). También se utilizan diversos métodos de cromatografía , ^{[ 73 ]} así como el análisis termogravimétrico. ^{[ 74 ]}

La formulación de un recubrimiento depende principalmente de la función requerida del mismo y también de la estética requerida, como el color y el brillo. ^{[ 75 ]} Los cuatro ingredientes principales son la resina (o aglutinante), el disolvente que puede ser agua (o sin disolvente), el/los pigmento (s) y los aditivos ( antiespumantes , tensioactivos , abrillantadores ópticos , etc.). ^{[ 76 ] [ 77 ]} Se están realizando investigaciones para eliminar por completo los metales pesados ​​de las formulaciones de recubrimientos. ^{[ 78 ]}

Por ejemplo, sobre la base de evidencia experimental y epidemiológica, ha sido clasificado por la IARC (Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer) como un carcinógeno humano por inhalación (clase I) ( ISPESL , 2008). ^{[ 79 ]}

Los procesos de recubrimiento se pueden clasificar de la siguiente manera:

• Ashton, Harry E. (1995). «Recubrimientos arquitectónicos». En Koleske, Joseph V. (ed.). Manual de pruebas de pinturas y recubrimientos: 14.ª edición del manual Gardner-Sward . ASTM International. ISBN 0803120605Consultado el 10 de enero de 2016 .

• Müller, Bodo (2006). Formulación de recubrimientos: un libro de texto internacional . Poth de Urlich. Hannover: Vincentz. ISBN 3-87870-177-2OCLC 76886114​​ 
• Spyrou, Emmanouil (2012). Química y tecnología de recubrimientos en polvo (3.ª  ed.). Vincentz Network. ISBN 978-3-86630-884-8OCLC 828194496​​ 
• Titanio y aleaciones de titanio , editado por C. Leyens y M. Peters, Wiley-VCH, ISBN 3-527-30534-3Tabla 6.2: Resumen de varios sistemas de recubrimiento y procesos de fabricación para aleaciones de titanio y aluminuros de titanio (modificado)
• Materiales de recubrimiento para aplicaciones electrónicas: polímeros, procesos, fiabilidad y ensayos, por James J. Licari; William Andrew Publishing, Elsevier, ISBN 0-8155-1492-1
• Recubrimientos orgánicos de alto rendimiento, ed. AS Khanna, Elsevier BV, 2015, ISBN 978-1-84569-265-0