Prueban en La Plata la efectividad de una pintura con nanopartículas que previene el biodeterioro

Es un trabajo de investigadores del CIDEPINT de la Facultad de Ingeniería de la UNLP junto a científicos de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, de México. Comprobaron la resistencia de una pintura acrílica con nanopartículas de óxido de zinc, sometida a las condiciones ambientales de La Plata a cielo abierto, en un periodo de cuatro años. Con el aditivo se logró extender la vida útil de la pintura.

Las pruebas fueron realizadas sobre una serie de paneles, similares a bloques de cemento, cubiertos con una pintura al agua y con el nanoaditivo óxido de zinc (ZnO). Estuvieron expuestos desde el 2017 en la terraza del Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Pinturas (CIDEPINT), y a merced de la proliferación de hongos, bacterias y líquenes, entre otros microorganismos.

La investigación titulada “Estudio de campo a largo plazo de una pintura al agua con un nanoaditivo para el control del biodeterioro”, fue publicada recientemente en la revista Journal of Building Engineering.

La Dra. Cecilia Deyá, integrante del proyecto, señaló que no es habitual la realización de ensayos tan extensos en el tiempo. La importancia de este tipo de estudios es que permite analizar la degradación de la pintura bajo condiciones ambientales naturales, teniendo en cuenta la variación de la temperatura y fenómenos como la lluvia, el viento el sol y la humedad, entre otros.

La pintura fue elaborada por los investigadores del CIDEPINT, institución que depende de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), del Centro de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICBA) y del CONICET. En tanto que las partículas de óxido de zinc fueron proporcionadas por los científicos de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

“La pintura tenía un nano aditivo, que eran las partículas de óxido de zinc en muy baja concentración, porque la idea es tratar de probar nuevos biocidas. Los biocidas son aditivos que se agregan a la formulación de una pintura para evitar el asentamiento y desarrollo de biopelículas que degraden las pinturas”, explicó Deyá.

Por su parte, la Dra. Natalia Bellotti, responsable del área de Recubrimientos antimicrobianos del CIDEPINT y coautora del trabajo, mencionó que tradicionalmente se utilizaban biocidas muy agresivos que en la actualidad están prohibidos por su toxicidad. Por otro lado, los biocidas comerciales utilizados en la industria de las pinturas, generalmente orgánicos, tienden a disminuir su eficiencia con el tiempo de exposición en la película. Es por eso que se estudian nanopartículas que tengan la particularidad de permanecer retenidas en las películas y que mantengan su eficiencia antimicrobiana en el tiempo. Por ello se formulan nuevos diseños de pintura con el objetivo de que su vida útil sea perdurable, como las de antes, pero con biocidas amigables con el ambiente.

En este sentido, los investigadores del CIDEPINT comprobaron que con el aditivo de óxido de zinc se extendió la vida útil de la pintura, manteniendo su integridad. En cambio, paneles de prueba que no poseían las nanopartículas se deterioraron en menor tiempo.

Otra ventaja de estos biocidas, señalada por las científicas, es que demostraron una actividad fotoactiva. “Vimos que no sólo tienen una acción antimicrobiana, sino que, cuando incide la luz ultravioleta (UV) tienen la capacidad de liberar compuestos reactivos de oxígeno y eso actúa positivamente sobre la materia orgánica. Es una cualidad dentro de lo que se conoce como películas autolimpiantes, y es algo extra con respecto a las nanopartículas de plata que también se utilizan en la actualidad”.

¿Cuánto debe durar una pintura?

Las pinturas pueden verse afectadas por microorganismos que están en el ambiente de manera natural y que, al encontrar una superficie donde adherirse, comienzan a desarrollarse y formar biopelículas. Estos microorganismos liberan compuestos que son degradantes desde el punto de vista químico y, a la vez, en el caso de los hongos penetran la película rompiéndola por su crecimiento invasivo.

Según las investigadoras del CIDEPINT, se estima que una pintura debería durar 10 años. Sin embargo, indicaron que existen diferentes miradas. “Para algunas personas la pintura deja de servir cuando le cambia el color o le aparecen manchas, para otras ocurre cuando comienza a desprenderse. Depende de los criterios de cada uno”, consideró Deyá.

En tanto, Bellotti añadió que cuando se observa que el biofilm tiene una cobertura del área de alrededor del 30% en una pintura su vida útil ya está comprometida desde el punto de vista del biodeterioro.

Control de paneles

A los paneles expuestos en la terraza del CIDEPINT se les realizaron diferentes controles, entre ellos, la observación del desarrollo de biopelículas y la medición de la temperatura de las muestras y su entorno. Además, la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, a través de su Estación Meteorológica, brindó los datos meteorológicos de los cuatro años que permitieron considerar variables como cantidad de precipitaciones, temperatura media, dirección de los vientos y radiación solar.

Asimismo, para observar en detalle el biofilm se tomaron muestras que fueron analizadas con el microscopio electrónico de barrido y microanálisis del Laboratorio de Investigaciones en Metalúrgica Física (LIMF) de la Facultad de Ingeniería.

Las investigadoras coincidieron en que la información obtenida del estudio puede ser de interés y aportar mucho a la industria para formular sus pinturas. Junto a las científicas forman parte del trabajo el Lic. Erasmo Gámez-Espinosa, del CIDEPINT y el Dr. Facundo Ruiz, de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí.