Insumos - Revista MM

INSUMOS
PVA: Condiciones para
un Pegado Óptimo
Carlos Elías Sepúlveda Lozano
Periodista M&M
No tener en cuenta las condiciones necesarias para que un PVA garantice una adhesión
óptima, ha ocasionado problemas diarios y recurrentes en el sector industrial maderero,
no sólo porque este insumo es clave en los productos que lo incorporan y en su durabilidad,
sino por el uso generalizado y la falta de conocimiento que existe sobre su manipulación,
aplicación y conservación.
ara la industria maderera, el pegamento PVA (Poli Vinil Acetato)
–como es conocido actualmente– es
un insumo que tiene gran incidencia
por su uso masivo y por ende, en los
productos adheridos con él, en su calidad, resistencia y durabilidad. Por
tal motivo, resulta apropiado establecer las principales características de
este insumo, además de conocer las
condiciones técnicas y ambientales
idóneas para aprovecharlo, en pro de
alcanzar el máximo grado de eficiencia en los procesos y productos que lo
involucren.
Es válido recordar que, en décadas
pasadas, los carpinteros y ebanistas
utilizaban pegamento de cola animal,
que provenía de la piel y los huesos
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Foto: Empresa Pegatex.
P
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INSUMOS
Por lo anterior, es vital para el industrial que utiliza PVA, conocer el tiempo
de aplicación del pegante, así como el
tiempo mínimo de secado, dado que,
si transcurre un periodo largo desde
el momento en que lo aplica en una
pieza hasta que la une con otra, es
posible que la cara del sustrato donde aplicó el pegamento no humedezca eficientemente la cara de la pieza
ausente de PVA, se forme la película
adhesiva y no se produzca pegue.
Así, lo ideal es aplicar el adhesivo en
los sustratos y unirlos inmediatamente, en especial si se adelantan pegues
en serie, pues las primeras piezas con
adhesivo se secan rápidamente y, al
momento del prensado, no estarán
húmedas de forma óptima, lo que
ocasiona fallas en la adhesión de los
sustratos. Por lo que es importante
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conocer el tiempo abierto del pegamento, el cual hace referencia al transcurso de tiempo que el industrial puede dejar la unión “abierta”, ya sea por
no unir los materiales o por no someterlos a presión.
La segunda se refiere a los niveles
de eficiencia de pegue en la madera,
aspecto que reporta resultados satisfactorios puesto que este adhesivo funciona muy bien utilizado en el
material y sus derivados.
En general, el PVA genera dos tipos de
adhesión en el material: la mecánica
y la específica; la primera se refiere
a que tan anclado o la cantidad de
pegante que penetra en el sustrato;
variable importante dependiendo del
tamaño del poro de la madera pues,
si en una de poro cerrado entra poca
cantidad de adhesivo, el pegue será
débil; mientras que si se emplea un
PVA adecuado según su tipo de madera, la penetración será mayor y el pegue mejor, en términos de resistencia.
La diferencia primordial entre los
PVA, es la formulación que poseen y
las características que presenta cada
variedad. Por ejemplo, existen PVA
cuyas propiedades particulares los
hacen resistentes al agua, son aquellos que poseen un contenido de sólidos alto (mayor porcentaje de adhesivos que agua) y que son utilizados
en pegas de ensambles o pegas para
empalme; y otros son los que brindan
la posibilidad de aplicarlos fácilmente
de forma manual o con rodillo.
Foto: Empresa Pegatex.
El agua es el vehículo que permite la
aplicación del pegamento sobre las
superficies de las piezas, dado que,
desde el instante en el que es aplicado entre los dos sustratos o piezas a
pegar, el agua comienza a evaporarse
hacia el ambiente o sale a través de
los poros que tenga la madera. Todas
las partículas que quedan del polímero en la superficie del sustrato se
unen unas con otras y forman una película adhesiva sobre aquel, que es la
responsable de unir los dos sustratos.
Es muy
importante que
el PVA quede
esparcido
uniformemente
sobre la
superficie del
sustrato a pegar.
Foto: Empresa Pegatex.
de los animales. Actualmente, la industria ha desarrollado una amplia
variedad de sintéticos entre los que
se encuentra el pegamento PVA –un
monómero (moléculas de pequeña
masa molecular), elemento derivado
del petróleo– el cual es el resultado
de un proceso de polimerización, que
consiste en mezclar el monómero con
agua por un proceso químico llamado emulsionar (mezclar dos líquidos
incompatibles), en donde el 50 por
ciento es agua y el otro 50 por ciento es el polímero, (molécula formada
por la unión de miles de monómeros).
El agua permite que el adhesivo entre en
contacto con los sustratos, es el vehículo
del PVA. Luego, esta agua se evapora y el
pegamento crea la película adhesiva.
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INSUMOS
En la clasificación aparecen los PVA
tipo D1, D2, D3 y D4, según la norma
DIN 204. El primero, D1, es adecuado
para aquellos productos u objetos de
uso en interiores en donde la temperatura, ocasionalmente, pueda
superar los 50ºC –durante cortos períodos de tiempo– y el contenido de
humedad de la madera sea máximo
de 15 por ciento.
El tipo D2 –expone la norma– es ideal
para productos de uso interior expuestos, ocasionalmente y durante cortos
períodos de tiempo, a derrames de
agua, condensación o condiciones de
alta humedad ambiental, sin que el
contenido de humedad de la madera
alcance el 18 por ciento; mientras que
el D3 está reservado para uso interior
con frecuentes exposiciones, durante
cortos períodos de tiempo, a derrames de agua o condensación y exposiciones a humedad elevada.
Por último está el PVA tipo D4, adecuado para muebles o productos de uso
interior con frecuentes exposiciones,
durante largos períodos de tiempo, a
derrames de agua o condensación, y
también para productos que tengan
como escenario final, los espacios exteriores, que deban soportar condiciones exigentes a la intemperie, pero
que también estén provistos de un
adecuado recubrimiento protector.
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Factores para una Buena
Adhesión
Existen una serie de condiciones que
influyen, de manera contundente,
para que uno u otro tipo de PVA pegue
de una forma más eficiente y añada
mayor calidad a los productos finales;
se trata de recomendaciones que el
industrial debe tener en cuenta para
que sus procesos de pegado, con esta
variedad de adhesivo, se desarrollen
de forma adecuada y se evite inconvenientes por adhesiones débiles.
En primera instancia, el industrial debe
conocer el estado de madera que trabajará, seca o húmeda; porque de esta
precisión depende el proceso y el PVA
adecuado que debe utilizar en su producto; además de los tiempos necesarios para el secado del material. En
este sentido, lo ideal es que la humedad de la madera se encuentre entre 8
y 12 por ciento; aunque, si el nivel está
por debajo del rango el PVA pegará los
sustratos (piezas), igual que si es mayor de 12 por ciento (hasta 20 por ciento), con la salvedad que en este último
caso, el tiempo de secado puede variar
considerablemente lo que aumentará
los tiempos de prensado.
Cabe resaltar que tampoco es recomendable exagerar en el secado de
la madera, puesto que dicho material
Es indispensable
que el industrial
conozca el tipo
de sustratos
que unirá para
determinar el
PVA correcto que
utilizará.
buscará un equilibrio natural con el
ambiente, ya sea ganando humedad
de este, o absorbiendo la que puede
transmitirle el pegamento, hecho que
genera cambio de dimensiones en la
madera, y ocasiona que las partes
que componen el producto fabricado
con ella ejerzan presión sobre las pegas y estas, aún sin importar la cantidad de pegante aplicado, no resistan;
despegándose y provocando problemas de calidad en el producto final.
Ya, en los casos en los que se aplica
PVA en madera húmeda, las consecuencias revisten en demoras mayores de tiempo para solidificarse la
pega dado que los poros se saturan
de agua y no permiten que fluya la
que contiene (agua) el PVA; con el
paso del tiempo, la madera tiende
a contraerse debido a que libera humedad al ambiente hasta llegar a un
equilibrio con éste, lo que ocasionará
fallas en el producto final.
Que quien trabaje madera, conozca si
es blanda o dura, también es necesario a la hora de utilizar el tipo correcto
de PVA, pues si se aplica un pegante
no formulado para maderas duras, en
éstas, la penetración será más difícil a
razón de los poros cerrados o pequeños que presentan sus especies, cuyo
tamaño impiden que fluya, normalmente, el PVA y que su contenido de
agua se evapore más rápido.
Foto: Empresa Pegatex.
En este sentido es importante recalcar
que en Colombia no existe una clasificación de PVA que haga referencia a
la aplicación específica del producto.
Hasta ahora el industrial han comenzado a familiarizarse con estándares
de calidad europeos que hacen alusión a la resistencia del pegamento al
agua cuando el pegamento se ha curado- formado la película adhesiva-,
puesto que los consumidores de los
productos nacionales en el extranjero, exigen normas y requerimientos
internacionales para la compra y uso
de productos en madera nacionales.
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Foto: Empresa Pegatex.
Si el sustrato es poroso, lo ideal es que se compre un PVA de
alto poder de cubrimiento (viscoso) que garantice que la película quede en la superficie de la pieza y pueda ser trasferida
al otro sustrato, lo que aumenta el rendimiento del pegante
evitando la aplicación de una segunda capa. En los casos en
que el adhesivo presenta una consistencia demasiado líquida y la madera tiene grandes poros, es probable que el PVA
se filtre a través éstos y no impregne lo suficiente la superficie; por lo que resulta necesario aplicar una mayor cantidad.
Para las ocasiones en las cuales, los carpinteros realizan
pegues con dos tipos distintos de maderas o sustratos de
diferente estructura o composición; los expertos recomiendan aplicar el PVA en la madera blanda, puesto que
esta absorberá más pegamento –por sus poros abiertos–
y se humectará mejor al momento de entrar en contacto
con la pieza compañera, para transferirle adhesivo.
Luego de que el industrial determine los aspectos anteriores, también debe considerar los niveles de humedad relativa –la que posee el ambiente donde se realiza el pegue y
que incide favorable o desfavorablemente en el secado del
adhesivo– debido a que entre mayor sea el porcentaje de
humedad relativa, más difícil será que el ambiente reciba el
vapor de agua que emana el PVA, mientras se evapora en
el sustrato, acción que demanda mayor tiempo de secado.
Para el secado del pegamento también es necesario que
el industrial tenga presente la temperatura del ambiente
al momento de aplicar el PVA, dado que a mayor temperatura, más rápido se evaporará el agua presente en el
pegamento lo que reduce el tiempo abierto, antes de la
unión de los sustratos.
INSUMOS
En síntesis, los industriales deben combinar de forma
adecuada estos factores –humedad relativa y temperatura–, pues son fundamentales en todo proceso que requiera aplicación de PVA debido a que determinan, en gran
medida, los tiempos de producción; y deben igualmente
considerar que existen PVA con distintos contenidos de
agua que, dependiendo del grado –mayor o menor– incide en un tiempo de secado igualmente mayor o menor.
% de humedad de la madera en relación con la
humedad del ambiente y la temperatura
C
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
10
5.5
6.3
7.1
7.9
8.7
9.5
10.3
11.2
12.3
13.4
14.8
16.4
15
5.4
6.2
7.0
7.8
8.6
9.4
10.2
11.1
12.1
13.3
14.6
16.2
21
5.4
6.2
6.9
7.7
8.5
9.2
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11.0
12.0
13.1
14.4
16.0
26
5.3
6.1
6.8
7.6
8.3
9.1
9.9
10.8
11.7
12.9
14.2
15.7
32
5.1
5.9
6.7
7.4
8.1
8.9
9.7
10.5
11.5
12.6
13.9
15.4
Otro aspecto que amerita comentario es la fuerza de los
pegues en ensambles o empalmes, para lo que la industria del PVA ha desarrollado tipos de sólidos altos y rápido secado. Específicamente, para el ensamble es muy
importante que las piezas se maquinen con las dimensiones precisas a fin de evitar problemas de espacios vacíos
entre piezas, caso en el cual, los sustratos no estarán en
contacto y el PVA no actuará como relleno para corregir
los defectos de la madera.
A nivel de equipos para la aplicación –y aunque para el
PVA pueden ser usados elementos convencionales como
espátula, aplicador, rodillo, brocha, entre otros– para todos los procesos en los que el industrial use PVA, incluyendo los anteriormente nombrados, aplicar el pegante
con encoladora resulta más uniforme y rentable puesto
que entre más tecnificado sea el procedimiento, mejores
rendimientos arrojará.
condiciones en las que fabricará el mueble, determinar
cuántas piezas realizará por vez, antes de prensar, debido a que si aplica el PVA en las piezas, al momento de
prensarlas y el adhesivo se ha secado, los sustratos no se
unirán de forma óptima.
Lo ideal para que el PVA quede esparcido en toda la superficie de los sustratos, explican los expertos, es que
exista una presión uniforme a lo largo de la superficie, de
lo contrario, pueden ocurrir problemas de despegues; de
igual manera, debe ser aplicada la presión justa, porque
los sustratos pueden quedar aparentemente unidos, pero
cuando el agua presente en el pegante se evapore, este
reduce su grosor y queda un espacio mayor entre los sustratos, lo que causa una adhesión inconsistente.
Un problema muy frecuente en los talleres que trabajan
con el adhesivo, es dar poco tiempo al prensado y por
ende, no esperan el lapso necesario para que desarrolle la
fuerza necesaria. Respetar este tiempo es determinante
si se quieren uniones fijas y duraderas, debido a que, precisamente con tiempo, es que los pegantes ganan fuerza,
resistencia al calor y resistencia química a otros elementos que se aplican en el proceso de elaboración del mueble, como pinturas, solventes y selladores, entre otros.
En este sentido, el tiempo ideal para que el PVA garantice resistencia son siete días, y el menor tiempo para que
la película que forma el adhesivo gane la mayoría de sus
propiedades, son 24 horas; por tal razón, es recomendable que el carpintero espere un día –entre la aplicación
del pegante y el prensado o la realización de cualquier
otro proceso adicional en la elaboración del producto–
para obtener el pegue ideal.
Prensado y Entamborado
Particularmente para el proceso de prensado –vital cuando se usa PVA, el carpintero debe tener presente las
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Para un prensado
correcto es
indispensable
para una buena
adhesión.
Foto: Empresa Pegatex.
Así como en los procesos de transformación de la madera
–como secado, dimensionado y otros– para el prensado
y entamborado en los que se incorpore PVA, también influyen variables propias del adhesivo como su contenido
de agua, sólidos y tiempo máximo abierto; y otras externas al adhesivo, como el tipo de madera, la humedad del
ambiente y la temperatura del sitio en el que se realice
cualquiera de los procesos.
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El prensado en caliente es una buena
alternativa para reducir los tiempos en
el proceso de secado del PVA, teniendo
presente las características del PVA utilizado.
Además de los tiempos que el industrial respete al prensar, es importante la forma en que prense las piezas y la
presión que ejerza sobre ellas; pues si la presión es exagerada, puede sacar el pegante de los sustratos y ocasionar,
de paso, pandeos o torceduras en los materiales que no
sean muy rígidos.
Cabe señalar que para agilizar los tiempos de prensado, resulta eficaz utilizar la prensa en caliente, puesto que ayuda
a eliminar la humedad más rápidamente, pero considerando
siempre la temperatura máxima que resista el pegante para
no afectar el polímero y provocar problemas en la adhesión.
Ya, para el caso del proceso de entamborado, lo recomendable es el uso de adhesivos que prensen en calor,
los cuales, normalmente, incluyen en su composición altos sólidos; en el caso de prensados en frío, lo adecuado
es elegir un adhesivo que brinde un alto tiempo abierto
–que no necesariamente tienen en su composición, un
contenido alto de sólidos- y tener presente que los tiempos de prensado se extenderán debido a un mayor porcentaje de agua en el PVA.
En este punto es importante decir, primero, que el agua
presente en el PVA asegura que los materiales o sustratos queden lo más unidos posible –no se muevan– a fin
de que el pegante genere la adhesión ideal, adhesión que
dependerá también de la regularidad o uniformidad de la
superficie del sustrato; y segundo, que no es posible precisar cuánto tiempo necesitan ser prensadas unas piezas,
debido a que este aspecto depende de las condiciones del
clima, ambientales, la humedad de la madera o sustrato a
pegar y la cantdad de PVA aplicado.
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Foto: Empresa Pegatex.
torno de su empleo correcto o incorrecto y que es necesario aclarar, para
un mejor aprovechamiento por parte
de los usuarios del insumo y evitarles
producciones malogradas por acciones inadecuadas.
Sobre la cantidad de gramos de pegante a aplicar por metro cuadrado
dependiendo del proceso, aunque,
desafortunadamente para el usuario
del PVA, no hay una herramienta que
arroje este dato, existe una recomendación útil y es que ejerza presión
sobre la superficie de los elementos
unidos, para que aparezca la línea de
encolado. Si el industrial excede la
cantidad de pegante adecuado, seguramente afectará la fuerza del pegue,
los tiempos de proceso, los tiempos
de secado del pegante y los tiempos
de prensado del producto que realice.
Finalmente, un aspecto muy importante para quienes utilizan esta variedad
de pegante, son los costos del insumo
y sobre este respecto, desafortunadamente, son numerosos los casos en
que los industriales de la madera se inclinan por lo más barato sin considerar
que no siempre el PVA de menor precio es el mejor o más adecuado para su
proceso o para el ambiente en el que
trabaja. Por eso es clave conocer que
el costo del pegamento oscila entre el
3 y 5 por ciento del costo total del producto final, lo que no representa una
gran suma de dinero, pero si es fundamental en la calidad y durabilidad del
producto, cuando se elige bien.
Lo primero es señalar que es innecesario aplicar PVA en ambas caras de
los sustratos, puesto que no es cierto que entre más pegante se aplique,
mejor quedará la adhesión; de hecho,
en el concepto de adhesión se recomienda que lo mejor es mantener los
dos sustratos lo más unidos posible,
acción que no se logra con cantidades
abundantes de PVA , porque sus capas
o películas gruesas, en cambio, alejan
los dos sustratos cuando seca el agua.
Otra equivocación es afirmar que
cuando se forma la película del adhesivo, el usuario puede empezar a
realizar otros procedimientos en el
producto, pues debilita la película
que no ha ganado todas sus propiedades de resistencia.
De igual manera, no es acertado
pensar que entre más espeso sea el
pegante, mayor cantidad de sólidos
tendrá para pegar; si el PVA es denso no necesariamente puede ser por
una mayor cantidad de sólidos, puesto que esta cualidad puede provenir
de una mayor cantidad de sólidos no
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El color del PVA, sobre el que también existe mito, no influye de ninguna forma para que el adhesivo pegue
más o menos los sustratos; así como
la función del PVA, no es rellenar los
espacios vacíos entre las piezas que el
industrial pega.
Finalmente, si el PVA ofrece resistencia
al agua, no quiere decir que sea el más
adecuado para aplicar en maderas con
alto contenido de humedad; o que secará más rápido. La resistencia al agua
se refiere a la durabilidad que adquiere
el PVA cuando la película adhesiva está
seca y, por tal motivo, el producto puede estar sometido a frecuentes o esporádicos contactos con el agua.
Es conveniente que el industrial tenga en cuenta esta serie de recomendaciones y las aplique a sus necesidades de producción en particular,
puesto que si conoce los factores del
ambiente en que realizará el producto, el estado de la madera, el uso final del producto y el tipo de prensado que necesita, entre otras; puede
determinar qué tipo de PVA será el
adecuado para su proceso, y no tendrá problemas en tiempos, devoluciones por defectos o sobrecostos.
El tiempo de secado del PVA depende
del agua que éste contenga, de la madera utilizada y del ambiente.
Fuentes
Mitos sobre el PVA
Con el paso de los años y el uso popular de los PVA, en la industria han
aparecido una serie de mitos en
adhesivos, como espesantes presentes en la fórmula.
Realizar el procedimiento adecuado,
puede ahorrar tiempo y dinero en el
proceso al industrial.
•
Martha Cecilia García. Jefe servicio técnico
Pegatex Ltda. tel: 4 22 14 20 ext. 3620 cel:
301 240 95 47. martha.Garcia@pegatex.
com.co
•
Johana Osorio Camargo. Jefe desarrollo Pegatex.
•
Gustavo Quecan. Gerente Técnico Pegatex.
•
Patricia Riveros M. Gerente Unidad Resinas y
Adhesivos Preflex. [email protected]
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