51.2 NUEVOS PRODUCTOS - EL NANO QUE PROTEGE

Calle Monturiol, 9, 28906 Getafe, Madrid

51.2 NUEVOS PRODUCTOS - EL NANO QUE PROTEGE No hay productos en esta categoría

Nos estamos acostumbrando a los materiales nanotecnológicos aplicados a la restauración: el Nanorestore introducido en 2008, el Nano Estel dos años después. Sin embargo éstos son consolidantes que prácticamente no tienen ningún efecto hidrófugo.

Gracias a los últimos avances en el sector de la nanotecnología, es posible injertar en la superficie del nanosílice fragmentos de moléculas que modifiquen sus propiedades; hablamos de nanosílice funcionalizado. Por ejemplo, al injertar cadenas alquílicas o siloxánicas se obtienen propiedades hidrofóbicas, mientras que con la inserción de cadenas fluoradas el efecto no será solo hidrofóbico, sino también óleo-repelente.

Recordemos que el nanosílice es una partícula de dióxido de silicio (SiO₂), de forma esférica y con un diámetro entre 5 y 100 nm. Es importante saber que existen decenas de tipos de nanosílice, con diferentes tamaños y distribución de las partículas, métodos de estabilización y la presencia de varios tipos de aditivos. Pero solo unas pocas de estas partículas han dado resultados apreciables en el sector de la restauración.

Dependiendo de cómo se produzcan las nanopartículas de sílice, siempre en forma de dispersión acuosa, pueden ser:

Monodispersas (con una distribución dimensional de las partículas más estrecha/homogénea).
Polidispersas (con una más amplia distribución dimensional).

Una vez que las partículas de nanosílice han penetrado en los poros de un material, y evaporado el agua, reaccionan tanto con los grupos hidroxilo presentes en las superficies de la piedra como con los que hay en el interior, formando polímeros de sílice, de forma similar a lo que sucede con el consolidante más conocido y más utilizado, el silicato de etilo.

Después de todo, es precisamente a partir del silicato de etilo que comenzamos a obtener el nanosílice, a través de los clásicos pasos de hidrólisis y policondensación, en un proceso denominado sol-gel.

Para aquellos que deseen profundizar en el tema, recomendamos leer los siguientes artículos del Boletín CTS:

- Un consolidante atípico: Nano Estel (art. 27.1)

- Nano Estel y sus propiedades aglutinantes (art. 31.3)

- Nano Estel: seguimos investigando (art. 41.1)

Para la elección de una sílice funcionalizada, se lanzó un estudio preliminar destinado a evaluar cuatro productos presentes en el mercado comparándolos con el clásico siloxano disperso en agua: Silo 112, y se trataron dos tipos diferentes de piedra, una arenisca (piedra serena) y una piedra caliza. Inmediatamente después de la aplicación todos los productos dieron altos ángulos de contacto (>110°) y una absorción de agua reducida (0,15 en el caso de piedra caliza y 0,35 para la arenisca). Las muestras fueron expuestas durante 4 meses a la intemperie, lluvia y radiación solar directa con el fin de evaluar la resistencia. Los resultados obtenidos al final del corto periodo de envejecimiento natural, y resumimos en la tabla 1, muestras para algunos productos una disminución de la eficiencia de la protección, que se ha mantenido sin cambios en otros.

Al finalizar del envejecimiento, los valores de color de todos los productos entran perfectamente dentro de los límites de aceptabilidad (ΔE <3), con los peores datos colorimétricos relacionados con el siloxano al agua, que sin embargo mantiene excelentes resultados tanto en absorción capilar, como en ángulo di contacto.

	Calcáreas			Areniscas
	Wa	Ángulo de contacto	ΔE	Wa	Ángulo de contacto	ΔE
Sin tratar	0,253	22°	-	0,556	11°	-
Silo 112	0,152	136°	2,66	0,354	125°	2,50
Producto 1	0,202	142°	0,23	0,505	131°	0,50
Producto 2	0,337	148°	1,56	0,556	40°	0,97
Producto 3	0,152	58°	1,15	0,556	83°	1,04
Producto 4	0,152	115°	1,90	0,354	110°	1,34

Tabla 1. Medidas de la absorción capilar, del ángulo de contacto y de la variación cromática de las muestras de piedra caliza y areniscas después de 4 meses de exposición a la intemperie.

Es interesante observar que el Producto 1, aplicado en la arenisca ha perdido casi por completo la eficacia según la evaluación por absorción capilar, pero conserva un alto ángulo de contacto (131°). Similares resultados en piedra caliza: los productos 1 y 2 pierden la eficacia según la absorción capilar, que es el parámetro fundamental para la evaluación de un hidrofugante, al tiempo que proporciona los mejores resultados en términos de ángulo de contacto (142° y 148°). Podemos concluir que la evaluación del ángulo di contacto por sí sola, no solo es insuficiente, sino que incluso puede llevar a conclusiones erróneas.

El producto 4, a pesar de una caída en el valor del ángulo de contacto (fig.2 y fig.4) fue el producto que mantuvo los niveles más bajos de absorción de agua, con variaciones cromáticas imperceptibles a simple vista (ΔE<2), y fue seleccionado como mejor producto, y actualmente es distribuido con el nombre Nano Silo W.

Actualmente se están realizando pruebas adicionales para evaluar su eficiencia en otras tipologías de piedra y la resistencia a los ciclos de cristalización salina.

Se está realizando otras pruebas en productos con propiedades oleofóbicas, que podrán ser útiles tanto como antipintadas como recubrimientos protectores a prueba de manchas para pavimentos.