Uso de nanopartículas para la protección contra el deterioro de madera patrimonial

La madera, por su composición química, es muy susceptible a la acción de agentes bióticos y abióticos: se pueden mencionar como los tres principales, hongos xilófagos, humedad y fuego. Por ello, en este trabajo se formularon nanosistemas ignífugos, hidrorrepelentes y protectores contra el biodeterioro basados en nanoplata, nano óxido de cobre, nanozinc y nanosílice. Dado que estos nanocompuestos tienen la capacidad de cargarse según el pH del medio, las soluciones se formularon con los dos perfiles de pH=3 y pH=8 (los cambios de pH se manejaron con el agregado de HCl o NH4OH en el momento de ser aplicado) y se analizó la capacidad de interacción. Las soluciones de las nanopartículas son de base alcohólica y las concentraciones variaron del 1 al 10% m/v. Las impregnaciones se realizaron por inmersión. Los resultados indicaron que todos los sistemas formulados generaron una buena protección contra los hongos y redujeron significativamente la absorción de agua debido a la modificación química y estructural de la pared celular. Además, mostraron a través de ensayos en Cabina Horizontal-Vertical y en una Cámara OI una buena eficiencia retardante del fuego debido a la carga inorgánica agregada y a la generación de un char más resistente dado fundamentalmente por la capacidad de absorción de energía de las nanopartículas

Sistemas ignífugos para la protección de maderas de baja densidad

El objetivo del presente trabajo fue formular, elaborar y determinar el comportamiento de sistemas protectores, con características ignífugas, aptos para la protección de maderas. Los paneles de ensayo para esta experiencia fueron preparados con Araucaria angustifolia; para este sustrato combustible de alta porosidad (elevado coeficiente de absorción de agua) se diseñaron esquemas protectores ignífugos altamente eficientes que incluyeron una impregnación previa basada en silanos de baja y alta hidrofobicidad (metiltrietoxisilano y n-octiltrietoxisilano, respectivamente), polimerizados en los poros de las probetas de madera por el proceso sol-gel en dos niveles de retención, y la aplicación de recubrimientos superficiales con características intumescentes formulados con un ligante polimérico (resina acrílica pura hidroxilada) modificado con n-octodeciltrietoxisilano en dos relaciones másicas con el fin de aunar las características individuales de cada material formador de película. Los resultados indican que algunos sistemas protectores ignífugos presentaron un excelente comportamiento ignífugo en Túnel inclinado (avance de llama y pérdida de masa, ASTM D 3806), en Cabina de Índice de oxígeno, OI (mínima concentración en una mezcla con nitrógeno, que puede mantener la combustión de un material en condiciones de equilibrio como una vela, ASTM D 2863) y en Cámara horizontal-vertical (resistencia a la llama intermitente de un mechero Bunsen, método desarrollado en CIDEPINT).Tópico 4: Materiales. Evaluación de propiedades, caracterización tecnológica y patologías. Mamposterías (de ladrillos o piedras) y Morteros (materiales cálcicos y cementícios)

Comportamiento frente al fuego de madera tratada con “Whey Proteins”

Edificios y objetos patrimoniales construidos con madera se han vista afectados, en muchas oportunidades, por los efectos devastadores del fuego, provocando pérdidas humanas y materiales. Si bien, existen en la actualidad numerosos productos que mejoran la performance de la madera frente al fuego, muchos de ellos son peligrosos para el medio ambiente. Los retardantes del fuego pueden aplicarse en forma de película sobre la superficie de la madera o impregnarse en su estructura; a pesar que se están investigando tecnologías innovadoras (como los tratamientos con plasma), las pinturas y la impregnación siguen siendo las técnicas más usadas para la protección de la madera y, la impregnación en particular, ya que, normalmente, no altera sus características visuales. Por otro lado, las proteínas deI suero de la leche (“whey proteins”) han sido investigadas por sus propiedades retardantes en plásticos y telas. Teniendo en cuenta, además, que son un subproducto “problemático” de la industria láctea, con gran inserción en nuestra región, su uso podría significar una solución para parte de dicha industria. En la búsqueda de un tratamiento amigable con el medio ambiente para la protección de madera patrimonial, en esta investigación, se evaluó el comportamiento de madera de Pinus elliotis impregnada con “whey proteins” en diferentes concentraciones debido a sus excelentes propiedades como barrera de oxígeno y su capacidad para absorber agua en sus moléculas. Para esto las muestras fueron caracterizadas usando microscopía (SEM), análisis termogravimétrico (TGA) y ensayos de comportamiento frente al fuego (Resistencia a la llama intemitente de un mechero Bunsen e índice de oxígeno). Además se realizó un ensayo de ángulo de contacto para conocer si la impregnación altera las características de absorción de agua ya que ésta puede disiparse parcialmente durante la combustión y diluir los productos volátiles que se generan, formando una atmósfera pobre en oxígeno, cercana al material

Modificación química de madera de baja densidad con silanos para otorgarle repelencia al agua

Se investigó la modificación química de paneles de Araucaria angustifolia, impregnados con metiltrietoxisilano, n-octiltrietoxisilano y mezclas de ellos en diferentes relaciones para otorgarle a la madera repelencia al agua y una adecuada permeabilidad al vapor. Los silanos polimerizan a través de reacciones de hidrólisis y condensación (proceso sol-gel): las reacciones de polimerización producen cambios químicos y nanoestructurales al incrementarse la cantidad de enlaces ≡Si-O-Si≡ hasta que se produce el endurecimiento del gel (film de xerogel). Simultáneamente con las reacciones antes mencionadas ocurre la modificación química de la madera que involucra reacciones de los silanos con los grupos hidroxilo de la madera. Los polímeros organosilícicos formados en la pared celular de la madera permiten mantener inalterada la permeabilidad al vapor, mejorar la repelencia al agua y reducir la absorción capilar de agua. Estos resultados se basan en los siloxanos estables formados por el proceso sol-gel: los silanos forman por reacción química con los –OH de la celulosa de la madera una capa no-oclusiva (el tipo de silano define la hidrofobicidad y la continuidad de la capa formada en el poro) que cubre el poro sin obturarlo, no permitiendo que el agua ingrese dentro de la madera pero permitiendo que el vapor pueda salir por repulsión hidrofóbica, impidiendo la aparición de fallas producidas por condensación de dicho vapor.Tópico 4: Materiales. Evaluación de propiedades, caracterización tecnológica y patologías. Mamposterías (de ladrillos o piedras) y Morteros (materiales cálcicos y cementícios)

Pátinas protectoras del cobre en esculturas y piezas ornamentales del patrimonio cultural

El cobre y sus aleaciones han sido materiales ampliamente utilizados para la construcción de esculturas y piezas ornamentales del patrimonio cultural por su capacidad de desarrollar pátinas protectoras en condiciones atmosféricas oxidantes que corresponden a un óxido cuproso color marrón y que posteriormente se oxida a óxido cúprico. Además, de acuerdo a las características ambientales, pueden formarse otros compuestos tales como sulfatos, nitratos, carbonatos, cloruros, etc. originando la denominada “pátina verde”. Debido a la importancia de estas cubiertas protectoras en la preservación del patrimonio cultural se analizan sucesivamente la composición química, las propiedades termodinámicas y las técnicas de producción de diferentes pátinas naturales y artificiales. Finalmente se discuten distintos procedimientos para limpieza y tratamiento químico de la superficie metálica.Tópico 2: Conservación y restauración de pinturas, cueros, textiles y metales

Phosphorus-based intumescent coatings

Fire is an energetic manifestation which carnes undesirable consequences due to the problems that it originates. The conflagration is a disagreeable fací produced by fire. The main objective of a fireproofing treatment is to make a material hardly flammáble or autoextinguishable. An ejficient fireproofing effect interrupts the combustión in one or more stadiums, leading the process to end in a reasonable period (preferably before ignition occurs). Intumescent coatings, as a means of passive protection against firet perform a fundamental role in this matter. Dry films of these paints, submitted to fíame action, softens in a first stage and then swells due to an intemal and partial loosing of non combustible gases, reaching up to 200 times of its original thickness. The charred coat, an incombustible spongy mass, protects the painted material’ delays the temperature increase and avoids the access of air, and so the combustión. By means of intumescent coatings, different materials such as paper, wood, pasteboard, plastics, metáis, etc. can be protected The objective of this paper was to study the influence of some formulation variables of phosphorus-based intumescent coatings, formulated and manufactured for this experiment. Chlorinated rubber coatings based on ammonium polyphosphate, pentaerythritol, melamine, 42 % chlorinatedparaffin and an endothermic filler showed very high performance after ageing

Pinturas anticorrosivas

El pintado de un barco tiene como objetivo fundamental protegerlo contra la acción agresiva del medio marino. Esta acción agresiva, cuando la embarcación está construida en acero, se traduce en la aparición de óxido (herrumbre), primero bajo la forma de zonas atacadas de relativamente poca superficie, pasando luego a un deterioro pronunciado que en algunas partes (por ejemplo la zona sumergida del casco) puede conducir a una perforación de las chapas, lo que obliga a su reposición. En consecuencia la premisa fundamental es elegir para este objeto tas pinturas de mejores características, que aseguren una prolongada durabilidad en servicio. Para lograr dicho objetivo es necesario conocer algunos aspectos del mecanismo por el cual las pinturas protegen contra la corrosión

Protección de la materia contra la acción del fuego

Se seleccionaron tres materiales formadores de película empleando pigmentos activos y complementarios similares en todas las muestras. Para conferirle al sistema mejor eficiencia, se formularon las pinturas con estructuras híbridas utilizando para ello diversos materiales fibrosos de refuerzo; las muestras fueron aplicadas sobre paneles de Araucaria angustifolia estacionados en laboratorio durante seis meses. Los resultados indicaron una excelente performance de todas las muestras en los ensayos de Conductividad Térmica CT, en el Túnel Inclinado (Avance de llama), en la Cabina OI (Índice de oxígeno) y en la Cámara Horizontal-Vertical UL 94 (Resistencia a la llama intermitente de un mechero Bunsen). No obstante, se estableció una diferencia de comportamiento entre los materiales formadores de película: la mejor respuesta fue alcanzada por el caucho clorado plastificado, seguido por la resina fenólica modificada y finalmente por la base epoxídica curada con una poliamina, en ese orden. Con respecto a las fibras de refuerzo, las formulaciones híbridas presentaron un superior comportamiento que las respectivas muestras de referencia; la performance fue correlacionada con las propiedades térmicas de las fibras.Tópico 5.- Patrimonios Urbano, Rural, Industrial y Religioso. Cementerios Patrimoniales. Técnicas de Evaluación, Limpieza, Reparación y Conservación. Intervenciones en construcciones con patologías estructurales y aplicación de refuerzos

Manufacture and testing of water-based tannic pretreatments

The anticorrosive efficiency of the different coating systems depends to a great extent on the initial State of the metallic surface, since the best paints do not insure a lengthy protection when they are applied over a structure that is not adequately prepared In consequence, at present the treatment of the corroded surfaces continúes being a great challenge in spite of the modem existing methods, specially when the conditions do very expensive the total removal of oxides or is not practicable by diverse motives. In a previous work, the purification and the characterisation of tannins extracted from the heartwood of quebracho (Schinopsis sp.) were performed particularly with the objective ofknowing some inherent properties of the reaction between the tannins and the iron oxides. In the present work; severa1 water-based tarmic pretreatments acidified with orthophosphoric acid were formulated and manufactured at laboratory scale; results of tests carried out allowed to conclude that the application of the quoted tannic Solutions on a substratum with a mechanical preparation insufftcient to eliminóte the totality of the producís of corrosión, increased the useful Ufe of the applied coating system, delaying oxidation and in consequence the deterioration of the subsequent paint films

Extraction and characterisation of quebracho (Schinopsis sp.) tannins

Vegetables tarmins are organic substances; when considering the great number of different tarmins, it is possible to State certain properties which are common to all of them such as: a high molecular weight, causing colloidal Solutions in which the particles of tarmins are present in all forms of dispersions; a great number of free hydroxy phenolic groups, which are mainly responsable for the solubility of tannins in water; with few exceptions, all tarmins are amorphous and no crystalline; a different degree of acidity resultant from the polarity of the hydroxy phenolic groups which in some cases is enhanced by free carboxyl groups; tarmins formed by esterification of carboxyl groups usually exhibit a higher acidity than those made by condensation or polymerisation of components free from carboxyl groups; formation of intense precipitates in the presence of soluble iron (III) salís, etc. This last property of the tarmins, that is the capacity of forming chelates with the hexahydrated iron (III) ion, could be employed efficiently to modify the kinetic of oxidation of iron and Steel substraía. In this paper, the extraction, the purification, the concentration and the characterisation of tannins obtained from quebracho (Schinopsis sp.) were performed, particularly with the objective of knowing some inherent properties to the reaction between the tarmins and the iron