David Beamish, DeFelsko Corporation
Publicado originalmente en: Materials Performance (febrero de 2004); Sección de Recubrimientos y Revestimientos
Actualizado: Octubre, 2021
Unas condiciones óptimas condiciones ambientales son esenciales para superficie la preparación, la aplicación y el curado de recubrimientos y revestimientos, con el fin de maximizar su rendimiento. Este artículo presenta las cinco condiciones ambientales que deben tenerse en cuenta y medirse, así como el efecto que cada una de ellas tiene en el éxito de un trabajo. Además, aborda varios dispositivos de medición mecánicos y electrónicos, y analiza el uso adecuado de cada instrumento.
superficie La preparación y la aplicación de recubrimientos y revestimientos deben realizarse en unas condiciones óptimas condiciones ambientales para ayudar a prevenir fallos. Existe una amplia variedad de instrumentos disponibles para medir las cinco condiciones que deben observarse y controlarse:
Es bien sabido que la mayoría de los recubrimientos no se secan correctamente at a bajas temperaturas y con una humedad relativa (HR) elevada humedad relativa . Sin embargo, no se conoce tan bien el impacto superficie que tiene la humedad en la vida útil y el rendimiento de los materiales.
La humedad se forma en un « superficie » cuando el « air » más cálido y húmedo entra en contacto con él, un proceso denominado condensación. La humedad provocará que el acero desprotegido se oxide. Si queda atrapada entre un « recubrimiento » y un « sustrato », es probable que la humedad provoque un fallo prematuro del sistema instalado.
La ligera condensación en las superficies granalladas puede ser difícil de observar. En lugar de detectar esta humedad, se utilizan instrumentos que ayudan a evaluar elriesgode que se forme humedad en primer lugar. Deben realizarse ensayos para calcular la temperatura del punto de rocío antes, durante y después del proceso de recubrimiento . La temperatura punto de rocío debe compararse con la temperatura superficie para garantizar que ambas estén lo suficientemente separadas como para que sea improbable que se forme humedad.
La observación minuciosa de las condiciones atmosféricas y un buen conocimiento de su impacto en la calidad y el buen estado a largo plazo de las aplicaciones de « recubrimiento » y revestimientos son aspectos importantes para todos los contratistas e inspectores.
Los primeros parámetros necesarios para evaluar el riesgo de formación de humedad en una sustrato son la temperatura de la superficie que se va a preparar o recubrir y la temperatura de la air cercana a esa superficie. At Por la noche, las estructuras de acero suelenirradiarcalor y se enfrían por debajo de la air temperatura. Durante el día,absorbencalor y suelen estar más calientes que la air temperatura.
Dado que la temperatura de superficie suele diferir de la de air , especialmente en trabajos realizados en el exterior, se deben medir ambas temperaturas para evitar problemas de aplicación en caso de que air o la temperatura del acero alcancen valores demasiado altos o demasiado bajos para una formación satisfactoria de la película. La aplicación at a temperaturas incorrectas puede provocar defectos tales como: ampollas, poros, cráteres, pulverización seca y agrietamiento por barro. El fabricante de recubrimiento debe especificar las temperaturas máximas y mínimas superficie para la aplicación de un recubrimiento.
Lanorma ASTM D3276, "estándar Guide for Painting Inspectors (Metal Substrates), "1 establece que la temperatura mínima de la superficie para la aplicación del revestimiento suele ser de 40ºF (5ºC). Puede ser tan baja como 0ºF (-18ºC) para sistemas de uno o dos componentes de curado en frío o 50ºF (10ºC) para sistemas convencionales de dos componentes. Las especificaciones de la pintura pueden indicar además que no se debe pintar cuando la temperatura esté bajando y se encuentre a menos de 5ºF (3ºC) del límite inferior.
La temperatura máxima superficie para la aplicación recubrimiento suele ser de 125 ºF (50 ºC), salvo que se especifique lo contrario de forma clara. Un superficie demasiado caliente puede provocar que los disolventes recubrimiento se evaporen tan rápido que dificulten la aplicación, se formen ampollas o se obtenga una película porosa.
Las velocidades de curado se ven directamente afectadas por la humedad relativa (HR): la cantidad de humedad presente en el air , expresada como porcentaje de la cantidad total (saturación) posible at a una temperatura determinada. Los materiales cargados de humedad air no pueden retener tanta cantidad de disolvente como los secos air. Por lo tanto, una HR elevada puede ralentizar la velocidad de evaporación del disolvente. Por este motivo, la HR máxima at a la que se pueden aplicar y curar los recubrimientos o revestimientos se establece generalmente at en un 85 %. Sin embargo, algunos recubrimientosrequierenhumedad para curarse. Por lo tanto, es importante consultar las especificaciones del recubrimiento.
La temperatura del punto de rocío es la temperatura at a la que comienza a formarse humedad sobre una superficie de acero superficie. Es la temperatura a la que debe enfriarse un volumen de air para alcanzar la saturación. Depende de la temperatura air y de la humedad relativa (HR).
El último parámetro que hay que tener en cuenta es el grado de separación entre la temperatura de la superficie y la temperatura del punto de rocío. Es probable que se forme humedad si son iguales. Incluso si están cerca, el riesgo de que se forme humedad puede ser inaceptablemente alto. Documentos como la norma ASTM D3276 y la norma internacional estándar ISO 8502-42 establecen que la temperatura de la superficie debe estar como mínimo 3ºC (5ºF) por encima de la temperatura del punto de rocío durante las tres fases críticas del revestimiento: preparación, aplicación y curado. Esta separación mínima también ayuda a permitir la reducción de la temperatura de la superficie a medida que se evaporan los disolventes o cuando se aplican materiales de revestimiento fríos.
La temperatura del bulbo seco ( air ), la temperatura del punto de rocío y la humedad relativa (HR) pueden determinarse con un psicrómetro de eslinga o de « batería ». Estos instrumentos están equipados con dos termómetros. El primer termómetro, denominado «bulbo seco», mide la temperatura ambiental air . El segundo termómetro está envuelto en un calcetín de muselina o una mecha que se humedece antes de su uso, de ahí el nombre de «bulbo húmedo». Esta «temperatura de bulbo húmedo» representa la pérdida de calor debida a la evaporación del agua del calcetín. Una humedad relativa baja provocará una mayor velocidad de evaporación y una temperatura de bulbo húmedo más baja que una humedad elevada.
El psicrómetro de honda (Figura 1) gira a través de la air para obtener los dos valores de temperatura. El psicrómetro eléctrico permanece estacionario mientras un ventilador accionado por motor extrae air a través de los termómetros.
Lea atentamente las instrucciones. El instrumento debe ser inspeccionado y preparado adecuadamente antes de cada prueba. Inspeccione la cubierta húmeda regularmente y manténgala en buen estado. La evaporación del agua de la muselina siempre deja una pequeña cantidad de material sólido. Por lo tanto, es conveniente utilizar agua lo más pura posible y también renovar la muselina de vez en cuando.
La ubicación física de la prueba y el tiempo dedicado a agitar o soplar air sobre el bulbo húmedo son factores que influyen directamente en la exactitud del resultado de la prueba. Los termómetros deben agitarse rápidamente durante 15 o 20 segundos; a continuación, deben detenerse y leerse rápidamente, empezando por el bulbo húmedo, ya que este comenzará a cambiar en cuanto se detenga el movimiento air . La prueba debe repetirse hasta que dos o más lecturas del bulbo húmedo coincidan con la lectura más baja obtenida.
Para obtener la mejor exactitud, el psicrómetro debe agitarse a la sombra. El observador debe situarse de cara al viento y dar unos pasos hacia delante y hacia atrás para evitar que su cuerpo influya negativamente en las observaciones. Hay que tener en cuenta que, cuando la temperatura se acerca al punto de congelación o está por debajo de él, el psicrómetro no es un instrumento muy fiable para medirla humedad³.
Un psicrómetro no mide directamente la HR y la temperatura del punto de rocío. Estos valores se calculan utilizando una fórmula en la que se insertan las temperaturas de bulbo seco y de alma. Para ello se dispone de gráficos y calculadoras de reglas de cálculo psicrométricas. Gráficos como las tablas psicrométricas de la Oficina Meteorológica de EE. UU. (Figura 2) facilitan un poco esta determinación. Seleccione la tabla correspondiente a la presión atmosférica local para ese día: este valor se puede obtener de la oficina meteorológica del aeropuerto más cercana. Generalmente, se usan 30 pulgadas (76 cm) de mercurio y corresponde al nivel del mar. At elevaciones más altas, use de 29 a 23 pulgadas (74 a 58 cm).
Lea atentamente los termómetros porque hay muchas posibilidades de errores de interpolación. Pequeñas diferencias en los valores obtenidos de las escalas de temperatura y las tablas de búsqueda de humedad pueden causar resultados considerablemente diferentes.
He aquí un ejemplo: supongamos que tanto el termómetro de bulbo húmedo como el de bulbo seco indican la temperatura en incrementos de 1 grado, pero que se pudiera interpolar hasta ½ grado. En el caso típico de un « exactitud » de +1 grado, si la temperatura de bulbo seco fuera de 75 ºF (23,9 ºC) y la de bulbo húmedo de 73 ºF (22,8 ºC), los posibles valores registrados podrían ser similares a los de la tabla 1.
Aunque ambos valores del termómetro están dentro de la tolerancia, el cálculo de la fórmula de humedad resultante difiere en 8,8 puntos porcentuales. Si se utiliza una tabla de búsqueda en lugar de un cálculo de fórmula, la diferencia podría ser aún mayor. Este presupuesto de error es mayor en los cálculos de bulbo húmedo / seco at HR muy baja y muy alta.
La HR también puede leerse directamente en un higrómetro o registrarse continuamente con un hidrograma.
Un termómetro de temperatura « superficie », como el que se muestra enla figura 3, utiliza un elemento sensor bimetálico. Se puede fijar magnéticamente a una superficie de acero superficie, y se puede pegar con cinta adhesiva a otras superficies.
Los termómetros deben permanecer en su sitio durante un tiempo suficiente para que la temperatura se estabilice; normalmente, 2 o 3 minutos. Da un golpecito suave en la esfera antes de realizar la medición final lectura y asegúrate de leerla de frente. Evita la luz solar directa, el viento, la radiación térmica, los conductos de calefacción o ventilación y otras condiciones similares. Recoge datos tanto de las zonas más calientes y más frías como de las zonas con temperaturas medias.
Los termómetros digitales infrarrojos sin contacto, como el PosiTector IRT o el DPM IR de PosiTector , también pueden utilizarse para medir la temperatura superficie . Lea atentamente las instrucciones del instrumento. Cuanto más lejos se mantenga el dispositivo del superficie , mayor será el área de medición , lo que puede provocar un posible error.
Las condiciones atmosféricas cambian constantemente; por lo tanto, las mediciones y los cálculos deben realizarse con frecuencia. Cuatro horas es un periodo mínimo habitual. Se recomienda realizar mediciones en diferentes ubicaciones y registrar las condiciones antes, durante y después del trabajo. Algunas especificaciones exigen una medición continua de la temperatura ( medición ) mientras el acero limpiado con chorro abrasivo está expuesto o mientras se secan los recubrimientos o revestimientos: la medición continua de la temperatura ( medición ) garantiza que el metal esté más caliente que la temperatura de la superficie ( punto de rocío).
Algunos medidores calculan únicamente la temperatura punto de rocío , pero los instrumentos más prácticos incorporan un superficie sensor de temperatura sonda (Figura 4). Un superficie sensor de temperatura sonda permite al medidor calcular y pantalla el importante valordel delta—la diferencia entre las temperaturas superficie y del punto de rocío—.
La medición continua medición es una de las razones por las que los instrumentos digitales «todo en uno» están ganando popularidad rápidamente. Simplifican enormemente el proceso de medición y cálculo de parámetros medioambientales críticos. Los sensores de respuesta rápida precisión proporcionan lecturas precisas y repetibles, con una alta fiabilidad y estabilidad a largo plazo. Normalmente se dispone de certificados de calibración que muestran la trazabilidad directa con los estándares del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).
El medidor «PosiTector » DPM punto de rocío mide de forma continua y simultánea pantalla los cinco parámetros ambientales en la pantalla de cristal líquido pantalla. No solo se muestran los valores, sino que estos pueden almacenarse en la memoria medidor memoria at con solo pulsar un botón botón , junto con la fecha y la hora. Y lo que es mejor aún, al introducir un intervalo de tiempo, el medidor medidor puede dejarse sin supervisión para registrar los cinco valores at ese intervalo, por ejemplo, cada 15 minutos o cada hora (Figura 5). Los datos registrados pueden almacenarse hasta que se recupere el medidor punto de rocío de su ubicación, o bien el usuario puede activar la monitorización remota y consultar los datos en tiempo real desde el terreno. Esto resulta muy útil para mantener un registro completo de condiciones ambientales antes, durante y después de la aplicación del recubrimiento.
Los instrumentos «todo en uno», como el medidorPosiTector DPM punto de rocío , suelen ofrecer una mayor precisión ( exactitud), mayor simplicidad y una respuesta más rápida que los métodos mecánicos. Su fácil manejo con una sola mano resulta muy práctico a la hora de subir una escalera o un andamio, o para llegar a lugares alejados y a zonas pequeñas y de difícil acceso. La lectura del pantalla es rápida y continua.
Otros medidores «todo en uno» de punto de rocío , como el PosiTector DPM L punto de rocío Meter Logger, cuentan con envases herméticos y pueden medir de forma autónoma condiciones ambientales durante un máximo de 200 días sin necesidad de cambiar las pilas.
Otra ventaja que ofrecen los instrumentos digitales es que eliminan en gran medida las conjeturas a la hora de realizar mediciones. Muchos modelos cuentan con alarmas que avisan automáticamente al usuario cuando la temperatura superficie se acerca demasiado a la temperatura del punto de rocío; esta función indica un alto riesgo de formación de humedad. La mayoría de pantalla miden tanto en grados Celsius como en Fahrenheit. Algunos registran el superficie valor de la temperatura solo después de que dicho valor se haya estabilizado. En otras palabras, al tocar un superficie frío o caliente, el instrumento medirá la temperatura lectura a medida que esta descienda o aumente hasta alcanzar la temperatura real superficie . En pocos segundos, una vez que el medidor determina que el lectura se ha estabilizado, el medidor emite un pitido y congela la lectura pantalla. Esto resulta especialmente útil al realizar mediciones en zonas alejadas donde el pantalla es difícil o imposible de ver.
1. ASTM D3276-15e1, "estándar Guide for Painting Inspectors (Metal Substrates)" (West Conshohocken, PA: ASTM 2015)
2. ISO 8502-4:2017, «Preparación de sustratos de acero antes de la aplicación de pinturas y productos relacionados. Ensayos para la evaluación de la limpieza e superficie : tanto de bulbo húmedo como de bulbo seco. Parte 4: Orientaciones sobre la estimación de la probabilidad de condensación antes de la aplicación de la pintura» (Ginebra, Suiza: ISO, 2017)
3. ASTM E337-15, "estándar Test Method for Measuring Humidity with a Psychrometer (the Measurement of Wet- and Dry-Bulb Temperatures)" (West Conshohocken, PA: ASTM 2015)
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), expresidente de DeFelsko Corporation, una empresa con sede en Nueva York dedicada a la fabricación de instrumentos portátiles de ensayo « recubrimiento » que se comercializan en todo el mundo. Era licenciado en Ingeniería Civil y contaba con más de 25 años de experiencia en el diseño, la fabricación y la comercialización de estos instrumentos de ensayo en diversos sectores internacionales, entre ellos la pintura industrial, el control de calidad y la fabricación. Impartió seminarios de formación y fue miembro activo de diversas organizaciones, entre ellas la NACE, la SSPC, la ASTM y la ISO.
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