Conservación en el envase de pinturas y recubrimientos base agua sin etiquetado de peligrosidad

Septiembre de 2021.
Por Anna García, Responsable de la unidad de pinturas y recubrimientos, y Eduard Broto.

Un cambio de mentalidad está en marcha. Cuando en la Cumbre de la Tierra de Río de Janeiro en 1992, la Unión Europea impulsó la idea de hacer valer el espacio global como la base de recursos disponibles, proponiendo la “sostenibilidad” como faro de una economía eficiente, en los países industrializados y entre las economías de libre mercado, comenzó a sobresalir una conciencia ecológica que apelaba a encauzar los problemas medioambientales mediante la práctica ambientalista y de desarrollo sostenible.

Cuando hoy elegimos una pintura, además de esperar que cumplirá con su función, es probable que nos preguntemos por si perjudicaremos al medioambiente con su uso y sobre cómo afectará a la salud de las personas. Las prácticas de sostenibilidad van llegando al mercado paulatinamente, modifican la actividad industrial y van cristalizando en nueva legislación. Uno de los retos que se presentan durante el proceso de formulación de pinturas y recubrimientos base agua, es la selección de un sistema conservante de envase que brinde la protección óptima del recubrimiento en estado húmedo, y que cumpla con los requisitos de marketing, de coste y normativos. En este contexto, la industria fabricante de biocidas para pinturas está centrada en el desarrollo de conservantes de envase con baja toxicidad y que no comprometan la seguridad de las personas que los manipulan.

La protección de un sistema acuoso frente al crecimiento de microorganismos viene determinada por tres factores. El primero son las condiciones higiénicas de todo el proceso de fabricación, almacenaje, distribución y manipulación de los productos. Unas prácticas que minimicen la entrada de microorganismos en el sistema durante el proceso de fabricación permiten que los productos lleguen al mercado con menos carga microbiana y, por lo tanto, con menores posibilidades que se alteren sus propiedades. Además, el conservante dosificado persistirá más tiempo por qué no se verá mermado por tener que reducir la contaminación inicial. El siguiente factor que determina la conservación del recubrimiento es la selección de un biocida con la composición química ideal para las características fisicoquímicas del sistema a proteger. Es necesario tener en cuenta parámetros como temperatura, pH, materias primas, proceso de fabricación y almacenado para seleccionar un compatible con la formulación y estable en el sistema, así como determinar el momento óptimo para su incorporación. Y el tercer factor que determina la protección en el envase de las pinturas y recubrimientos base agua es la dosis óptima de biocida. Si la cantidad de conservante en el envase no es suficiente, aunque el tipo de biocida elegido sea el adecuado, éste no podrá reducir el número de microorganismos que estén presentes durante el proceso de fabricación o manipulación y acabarán proliferando hasta llegar a alterar las propiedades del recubrimiento.


Sin etiqueta de peligrosidad

El etiquetado de peligrosidad de un recubrimiento viene determinado por la clasificación de las materias primas de que se compone y su concentración. El conservante de envase es un componente más de la fórmula de un recubrimiento y como tal aporta su parte de peligrosidad al cálculo del etiquetado final. Para evitar que el biocida sume peligrosidad al recubrimiento podría optarse por reducir su dosis de uso o limitarse a utilizar un conservante suave. Ambas decisiones dejarían desprotegido el recubrimiento si se aplicaran sin la garantía de unas condiciones higiénicas óptimas durante todo el ciclo de vida de los productos, y si el recubrimiento no se formulara con unas características que compensaran la falta de biocida, lo cual presenta otros retos.

Los biocidas para pinturas tradicionales actúan al entrar en contacto con el microorganismo. Cuando las sustancias biocidas llegan hasta la membrana celular se produce una disrupción enzimática impidiendo que ésta realice la función metabólica de la respiración, viéndose alterada la homeostasis (el equilibrio interno de la célula que necesita para funcionar) hasta que ésta queda inhibida o se descompone.

Industrias como la alimentaria o la cosmética hace años que tienen experiencia considerando el sistema de conservación desde el inicio del desarrollo de sus formulaciones y es habitual que, además del propio conservante, incluyan ingredientes que construyen un entorno hostil para los microorganismos (“efecto de barrera”) como pueden ser los agentes quelantes y secuestrantes, o incorporando tensioactivos y emulsionantes que ayudan a la acción de los conservantes (“efecto potenciador”). Con la combinación del conservante adecuado junto a compuestos con efecto potenciador y de barrera, se logra un nivel de protección óptimo con la mínima cantidad efectiva de sustancias biocidas.

Si bien las prácticas de fabricación de pinturas y recubrimientos decorativos e industriales base agua no son comparables a la producción de alimentos o productos cosméticos, sí que es viable incluir en las formulaciones de los conservantes de envase ingredientes que potencien su actividad microbiológica. Los biocidas para pinturas base agua de nueva generación ya incluyen en su composición sustancias activas biocidas junto con ingredientes potenciadores de su actividad. Esta solución permite controlar de forma óptima la contaminación microbiológica con sustancias activas biocidas de toxicidad más suave y reducir así los efectos secundarios asociados como la sensibilización cutánea, toxicidad y la clasificación de peligrosidad que pueden llegar a suponer un problema tanto para la manipulación en fábrica de los biocidas como para el etiquetado de los recubrimientos finales que se ponen en el mercado.


Eficacia potenciada

Estos biocidas para pinturas con eficacia potenciada actúan sobre la pared de la célula y solubilizan partes de la membrana, lo que facilita que las sustancias biocidas entren en contacto con la célula y se acelere el proceso de disrupción enzimática que desencadena la alteración de la homeostasis y la consecuente desactivación celular. Cuando se rompe la homeostasis, los microorganismos entran en fase de latencia, pierden la capacidad de multiplicarse y, a la dosis adecuada de biocida, se interrumpen todas las funciones celulares y mueren.

Los estudios de eficacia (Tabla 1) comparativos entre conservantes de envase tradicionales y biocidas potenciados, muestran que la cantidad total de sustancia activa necesaria en los biocidas para pinturas para controlar el crecimiento de microorganismos es menor en los casos con fórmulas potenciadas. El compuesto potenciador no interfiere en la química de la sustancia activa biocida, sino que debilita la membrana celular para que la acción del biocida sea más eficiente. Así pues, el uso de fórmulas potenciadas brinda una protección óptima con menos cantidad de activos biocidas en el recubrimiento y permitiendo el uso de activos biocidas con una clasificación de peligrosidad suave para el medioambiente y la salud. Por lo tanto, el uso de biocidas potenciados reduce los efectos asociados a su toxicidad y no suma peligrosidad en el cálculo del etiquetado de los productos finales que llegan al mercado.

BIOCIDAS PARA PINTURAS

El número de variaciones posibles en la formulación de biocidas potenciados permite obtener combinaciones equilibradas que pueden ser utilizadas para conservar muchos tipos diferentes de pinturas y recubrimientos base agua. BIOPOL BI es un conservante de envase formulado con tres sustancias activas biocidas y un compuesto potenciador derivado de la glicerina y el ácido láurico, eficaz frente a bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, hongos y levaduras. Es una fórmula muy bien optimizada, adecuada para proteger muchos tipos de sistemas acuosos, que no suma clasificación de peligrosidad al etiquetado del producto final. El tensoactivo potenciador incorporado en el BIOPOL BI, actúa sobre la tensión superficial de la membrana celular de los microorganismos y aumenta la eficacia antimicrobiana de los propios activos biocidas.

El uso de estos biocidas potenciados también permite la formulación de pinturas con etiqueta ecológica. Los biocidas para pinturas que incluyen el compuesto potenciador son más eficientes que los tradicionales: brindan una protección óptima con menor cantidad de sustancias activas biocidas y, además, estas pueden seleccionarse con una clasificación toxicológica más suave. De esta manera se minimizan los efectos indeseados asociados a la concentración de sustancias activas biocidas en el producto final.

Además de conservar con biocidas potenciados, en la formulación de pinturas y recubrimientos base agua pueden incluirse barreras que dificulten el crecimiento de los microorganismos ayudando así a la acción del biocida y por lo tanto a la conservación a largo plazo. En este sentido, la incorporación de compuestos como tampones del pH, captadores de agua, agentes quelantes, sales de litio, así como también mantener los protocolos de higiene de planta y desinfectar el propio sistema, ayudan a incrementar la eficacia de los biocidas para pinturas y alargar su ciclo de vida.


Conclusión

El uso de biocidas potenciados permitirá conservar en el envase pinturas y recubrimientos base agua durante su fase húmeda. En primer lugar, se controlará el desarrollo de microorganismos manteniendo inalteradas las características del producto. En segundo lugar, son neutros respecto a la clasificación de peligrosidad del recubrimiento, permitiendo comercializar productos sin etiquetado. Adicionalmente, son adecuados para productos con certificaciones ecológicas. Si bien la cantidad de conservante de envase que se incluye en una formulación es pequeña, el rendimiento del trabajo que se le dedica proporciona beneficios excelentes.