UNIVERSIDAD SENOR DE SIPAN

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ECONOMICA

CURSO: PROCESOS PRODUCTIVOSGUIA DE PRCTICA DE LABORATORIO No. 2

FABRICACION DE PINTURAS

OBJETIVOS Elaborar productos de recubrimiento de superficies, utilizando procedimientos a nivel de pequea escala, e identificar y aplicar, con criterio tcnico, los principales insumos a utilizar.

Describir en forma clara cada una de las actividades a realizar para la produccin de Pintura al Agua con base a las especificaciones tcnicas establecidas por las NTP, detallando el orden de las actividades, el equipo a utilizar, materia prima, que permita al estudiante contar con una herramienta de consulta tcnica.

Determinar el rendimiento productivo y la utilidad econmica del producto.

PRIMERA PARTE: FUNDAMENTO TEORICO

1.1. INTRODUCCION: La pintura es uno de los materiales indispensables en la industria de la construccin y manufacturera, se utiliza para lograr preservar de los ataques comunes por el clima, mejorar la apariencia y textura de los diferentes acabados arquitectnicos, estructura metlicas o cualquier superficie a la que se quiera lograr su apariencia.La industria de recubrimiento de superficies elabora una amplia gama de productos, entre los que destacan las pinturas al agua, barnices, lacas y esmaltes.Las pinturas con color para la industria de la construccin hacen que las obras de arquitectura tanto en el exterior como en el interior , provoquen que una construccin cambie de aspecto con el simple hecho de aplicar pintura para cambiar el tono de la luz ya sea natural o artificial, con tonos clidos o fros.Las pinturas son productos destinados a cubrir las superficies con vistas a su proteccin y decoracin.

1.2. DEFINICION: Son mezclas lquidas, generalmente coloreadas, que, aplicadas por extensin, pulverizacin o inmersin, forman una capa o pelcula opaca en la superficie de los materiales de construccin, a los cuales protege y decora. Normalmente suelen tener un acabado brillante, satinado o mate.1.3. COMPONENTES DE LAS PINTURASLas pinturas estn constituidas por un pigmento slido y el aglutinante o vehculo lquido, formando ambos una dispersin.Generalmente los materiales o componentes utilizados en la elaboracin de pinturas pueden agruparse en 5 categoras: Pigmentos. Cargas. Aglutinantes. Solventes. Aditivos menores

1.3.1. LOS PIGMENTOS.- Son cuerpos slidos, finamente pulverizados (90 100% de las partculas debe ser inferior a 10), insolubles por si solos en el medio liquido de la pintura (aglutinante o vehculo), sirven para darle color y opacidad a la pintura. De la eleccin y de la cantidad empleada en la frmula, dependen dos propiedades muy importantes en las pinturas: su poder cubriente y su resistencia a la luz del sol.Sus funciones son: Suministrar color, Proteger la pelcula de los rayos ultravioleta, Dar resistencia a la pelcula y proporcionar una apariencia esttica; Contribuir a las propiedades anticorrosivas del producto y darle estabilidad frente a diferentes condiciones ambientales y agentes qumicos.Los pigmentos deben poseer las siguientes propiedades: Opacidad y buen poder de recubrimiento Humectabilidad por aceite Ser qumicamente inertes. Permanencia o resistencia a la luz Ser de baja o nula toxicidad Costo razonable

TIPOS DE PIGMENTOS:Entre los pigmentos ms utilizados en la fabricacin de pinturas se encuentran variados compuestos de origen orgnico (vegetales o animales) o inorgnicos minerales y sintticos. Los primeros son cada vez menos usados ante el predominio de los pigmentos inorgnicos.Algunos de los pigmentos utilizados en pintura son productos naturales: ocres y hierro micceo (xidos de hierro), blanco de barita(sulfato de bario), pero la mayor parte son obtenidos industrialmente. 1.3.2. LAS CARGAS:Son productos en polvo, normalmente procedentes de la molturacin de rocas naturales, que no dan por si mismas color ni opacidad, pero que contribuyen a darle cuerpo a la pintura, adems de contribuir sustancialmente a conseguir otras caractersticas. Son materiales que cumplen las siguientes funciones: Extender el pigmento, Contribuir con efecto de relleno, Disminuir el costo del pigmento, Aumentar su resistencia mecnica Mejora su consistencia nivelacin y depositacin.Entre estos materiales se encuentran sustancia de: Origen mineral: calcita o carbonato de calcio, baritas, tizas, caolines, slice, micas, talco, etc. Origen sinttico: creta, caolines tratados y sulfato de bario precipitado.1.3.3. AGLUTINANTES o formador de la pelcula El aglutinante o vehculo fijo o ligante son sustancias de naturaleza orgnica (resina o polmero) que llevan en suspensin los pigmentos y, que una vez secos, mantienen unidas las partculas de color entre si y con la superficie sobre la que se aplica la pintura, impidiendo que se desprenda.

Se pueden utilizar en forma slida, disueltos o dispersos en solventes orgnicos voltiles, en solucin acuosa o emulsionados en agua. Estas sustancias comprenden el almidn, los aceites secantes, resinas naturales y resinas sintticas. Estas ultimas son las ms utilizadas de las cuales tenemos: las resinas alquidicas, acrlicas, fenolicas, vinlicas, epxicas, de caucho clorado, de nitrocelulosa, de acetato de polivinilo, de poliuretano y de silicona. De todas estas la primera es la ms utilizada. Tambin se utilizan resinas de brea de hulla o de petrleoExisten pinturas mixtas con varias resinas o con mezclas de resinas y aceites secantesDe acuerdo a la resina empleada, las pintura pueden ser: acrlicas, vinlicas, vinil acrlicas, de clorocaucho, de poliuretano, etc.

1.3.4. LOS SOLVENTESLos solventes o vehculos voltiles son sustancias liquidas que dan a las pinturas el estado de fluidez necesario para su aplicacin, evaporndose una vez aplicada la pintura.Tienen como nica misin mantener la pintura en estado lquido durante su fabricacin, almacenaje, transporte y aplicacin. Son importantes en cualquiera de estas fases, pero especialmente nos interesan durante la aplicacin, pues son imprescindibles para que la pintura sea suficientemente lquida y penetre en los poros de las superficies, para que se adapte a la forma y contorno de los objetos a pintar, y para que se aplique adecuadamente segn el mtodo escogido. Son tambin imprescindibles para poner en su punto ptimo la viscosidad de las pinturas de acuerdo con el mtodo y las circunstancias atmosfricas del momento de la aplicacin.

Disolventes y diluyentesDisolventes.- Se acostumbra a llamar a los productos qumicos lquidos que utiliza el fabricante para dispersar o disolver los componentes de mayor densidad, durante el proceso de fabricacin y forman parte de la pintura tal como se presenta en el envase.Diluyentes.- Se acostumbra a llamar a los mismos productos qumicos o sus mezclas, que se aaden a la pintura durante el proceso de aplicacin para ajustar la viscosidad, provocando una reduccin de su contenido de slidos. Tambin se utiliza para la limpieza de tiles de aplicacin, y para limpiar y desengrasar las superficies metlicas antes de aplicar la imprimacin.TIPOS DE DISOLVENTESEL AGUA: El agua es el principal ingrediente de la fase continua de la mayora de las emulsiones de pinturas, ejemplo: pinturas al temple, pinturas plsticas, pinturas a la cal, al cemento o silicato, algunos tipos de pinturas epoxi, esmaltes acrlicos, etc. Se utiliza sola o mezclada con alcoholes o ter-alcoholes para disolver resina o materias colorantes.

AGUARRS VEGETAL O ESENCIA DE TREMENTINA. Se denomina as a un lquido voltil e incoloro que se saca destilando de la resina de los pinos. Su composicin vara segn la especie de pino del que se extraiga la resina. Se utiliza como materia prima y disolvente de todo tipo de pinturas al aceite, esmaltes grasos y sintticos y pinturas de aluminio.AGUARRS MINERAL; Son destilados procedentes de la destilacin del petrleo, normalmente son suministrados como mezclas por la dificultad de separar los compuestos individuales. Es un hidrocarburo aliftico lquido con un poder de disolucin no muy fuerte, pero suficiente para las resinas alcdicas que son la base de los esmaltes sintticos. Es ms barato que el aguarrs vegetal y es el mas utilizado1.3.5 LOS ADITIVOS MENORESSon sustancias aadidas en pequeas dosis que oscilan entre el 0.001% y el 5% para desempear funciones especficas, que no cumplen los ingredientes principales. Entre los ms utilizados se encuentran: Espesantes, dispersantes, antiespumante, coagulantes, preservantes. DISPERSIN DE LOS PIGMENTOS EN LA PINTURA.- El pigmento se suele suministrar en forma de polvo finamente; el tamao de los granos debe ser del orden de cinco centsimas de milmetro Estas partculas se deben dispersar unas de otras de forma que queden uniformemente distribuidas en toda la pintura como una suspensin coloidal. Para que tenga la mxima estabilidad en disolventes orgnicos la partcula debera estar completamente mojada con el barniz.

La dispersin se consigue normalmente en un molino, que es una mquina donde los aglomerados son sometidos a fuerzas de corte y rozamiento. Se utilizan distintos tipos de molinos dependiendo de las dificultades que presenten las partculas para su dispersin: Dispersor de alta velocidad, Molino de bolas, Molino de arena, Molino de rodillos. COMBINACIN DE COLORES.(MATIZADOS).- Normalmente el color de una pintura se prepara de acuerdo con un patrn, tiene que ser exactamente igual al color de fabricacin anterior, si el color no es exactamente el buscado se ajusta por adicin de soluciones de colores o por dispersiones concentradas de pigmentos.En las grandes fbricas de pintura se consigue un nuevo color con la ayuda de espectrofotmetros o colormetros y ordenadores. El nuevo color se puede medir en el colormetro y expresarlo como una serie de valores numricos. 1.4. CLASES DE PINTURASLas pinturas se clasifican en: - Por el color y naturaleza de los pigmentos en: blanco de cinc, azul cobalto, etc. - Por el vehculo en pinturas: de agua, cola, aceite. - Por el papel que desempean: decorativas, antioxidantes, ignifugas, lavables, etc.

1.4.1. PINTURAS BASADAS EN AGUASe les llama comnmente como pinturas ltex, vinlicas, o acrlicas, mientras que las basadas en aceite son las alquidicas, de poliuretano o barnices.

PINTURAS LATEX.- Son una suspensin de resinas acrlicas o polivinilicas hechas a base de agua, con otras resinas, mas agentes colorantes o cubridores y diluyentes que se secan por evaporacin. Es durable, fcil de aplicar, y se limpia con jabn y agua, y sta ha reemplazado a las pinturas hechas a base de aceite (hechas a base de solventes), por lo cual es el producto de pintura ms frecuentemente usado en el mercado. Aunque la pintura hecha a base de agua (ltex) es menos daina al medio ambiente y a su salud que la pintura hecha a base de aceite, sus ingredientes son peligrosos. Es por eso que sta debe manejarse como un material peligroso. 1.4.2 PINTURAS AL ACEITESon pinturas cuyo aglutinante esta constituido por un aceite secante como por ejemplo el de linaza, utilizados en su estado natural (crudos) o sometidos a algn tratamiento para conseguir ms cuerpo y ms brillo, el cual, por la accin del oxigeno del aire, se transforma poco a poco en una masa slida ms o menos dura. Toda pintura al aceite, se compone en primer trmino del colorante, del vehculo o vehculos que mantienen en suspensin el color y que al secarse por contacto con el aire, en parte se evaporan y en parte se resinifican (como el aceite secante de linaza), y endurecen junto con el color, y por ltimo el solvente, que es por lo general una sustancia voltil como el aguarrs cuya misin es facilitar la aplicacin de la pintura hacindola ms dcil al pincel y que luego de cumplida su misin se va por evaporacin natural dejando solamente algunos rastros unidos a los componentes antes citados

1.5. FABRICACIN DE PINTURAS Y SISTEMAS DE MEZCLA.Al describir un proceso de fabricacin se puede dar la impresin de que se trata esencialmente de un proceso discontinuo, empezando por los ingredientes y acabando por la pintura, en cambio la descripcin de la combinacin de color puede dar una idea distinta indicando que existen otras posibilidades.En las grandes fbricas, las soluciones se harn y almacenarn en grandes cantidades, esto es de especial importancia para la fabricacin de pinturas industriales, donde ste ser el nico modo de conseguir una gama de colores y lotes que satisfaga los pedidos de los clientes.El concepto de mezcla se ha extendido en dos grandes mercados para dar un amplia gama al cliente y por ser el nico modo de acceder a la gama de color requerido. Son el mercado de la pintura decorativa y el mercado de pinturas de acabado de coches, en el que hay programas de mezcla para una gama de soluciones de colores, que se podrn utilizar solos o mezclados con cualquier otro color. 1.6. HIGIENE Y SEGURIDADEn la preparacin de las pinturas se emplea una gran variedad de materiales, y tambin se producen muchas reacciones qumicas tanto en la preparacin como en la utilizacin de las pinturas. La mayor parte de estos ingredientes son productos qumicos que pueden entraar riesgos para la salud.Posibles riesgos: quemaduras corrosivas, irritaciones de la piel y los ojos, irritaciones pulmonares, dermatitis, daos crnicos y acumulativos as como producir una sensibilizacin en el individuo.Estos riesgos se pueden prevenir tomando precauciones. Entre las ms generales son: Evitar la exposicin directa a los productos qumicos. Se deben evitar posibles fuentes de ignicin cuando se manejen materiales inflamables. Se deben controlar los mtodos de mezcla, ya que el polvo de ciertas sustancias puede formar mezclas explosivas en el aire. Controlar el ambiente en las naves de trabajo, para trabajar en condiciones de buena ventilacin. Utilizar ropa de proteccin. Lavarse antes de comer o beber.Para los productos cancergenos, hay que tomar medidas de proteccin muy estrictas, aunque no es normal que se encuentren entre los componentes de las pinturas.Durante la aplicacin de las pinturas, tambin hay que seguir una serie de medidas de seguridad: Disponer de un sistema de extraccin de aire. Las operaciones con spray tienen que ser realizadas en cabinas donde se trate el aire contaminado y las gotitas en exceso. Para algunos materiales, como isocianatos, los operarios deben llevar mascarillas.El ambiente que se respira dentro de las fbricas tiene que cumplir con las regulaciones en cuanto a las emisiones de vapores, presencia de polvo, lquidos y residuos slidos, para lo que se deben hacer controles peridicos. Para muchas sustancias, se han fijado niveles mximos de exposicin permitida en el lugar de trabajo, en incluso para algunas de ellas se exige legalmente que los operadores pasen controles sanitarios.La legislacin de algunos pases europeos requiere que todas las sustancias peligrosas, ya sean pinturas o componentes de las mismas, deben estar debidamente etiquetadas cuando se suministran o se transportan, as como incluir frases sobre medidas de seguridad indicando las precauciones que se deben tomar. Las pinturas se deben suministrar con las instrucciones necesarias para su utilizacin sin problemas de seguridad e higiene. Tambin es recomendable almacenar separadamente las pinturas y los disolventes. Por ltimo, los usuarios deben disponer de hojas con datos sobre la seguridad de los materiales, incluyendo informacin sobre la composicin y propiedades de los mismos. Se necesita indicar la identificacin del producto y de la compaa que lo suministra; composicin o informacin sobre los ingredientes; identificacin de los peligros; primeros auxilios recomendados; medidas de proteccin contra incendios; medidas contra escapes accidentales; manejo y almacenamiento;proteccin personal; propiedades fsicas y qumicas; informacin ecolgica y toxicolgica; informacin sobre el transporte y eliminacin de los residuos.

SEGUNDA PARTE: DESARROLLO EXPERIMENTAL DE LA PRCTICA

2.1. REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS Y MATERIALES Cocina a gas. Balanza chica para 1 Kg. Termmetro Jarras medidoras. Vasos de precipitacin. Material de vidrio para medir lquidos Cacerolas de acero inoxidable. Paletas o agitadores de madera o acero Esptula de metal. Embudo. Envases. Equipo de mezclado. Selladora de bolsas

2.2. PRODUCTOS A ELABORAR

2.2.1. PINTURAS AL AGUA Obtencin de pinturas basadas en agua, a pequea escala, por simple mezcla de los productos que componen su formula.I. PINTURA IMPRIMANTE: (PINTURA DE BOLSA)A.- FORMULACININSUMOFUNCIONCANTIDAD

1. AGUA 2. TIZA3. HARINA4. COLA SINTETICA5. CARBOXIMETILCELULOSA(CMC)6. FORMOL7. DIOXIDO DE TITANIO8. PIGMENTOSOLVENTECARGAADHERENCIAPEGAJOSIDADESPESANTE

PRESERVANTECOLOR BASE 1Kg 250g 100g 3g 5ml 5g 2g

B.- PROCEDIMIENTO Las operaciones necesarias para la mezcla de pinturas son fsicas en su totalidad 1.- Medir el agua y pesar los insumos necesarios, por separado. 2.- Calentar la mitad del volumen de agua hasta que empiece a hervir. 3.- Disolver la harina en un poco de agua fra (1/4 del volumen total). 4.- Colocar el agua caliente en el mezclador y adicionar la harina disuelta, agitar suavemente hasta formar una mezcla pastosa y pegajosa. 5.- Adicionar, la cola sinttica, el formol y el dixido de titanio (disuelto en agua). Mezclar a mayor velocidad. 6.- A la mezcla anterior agregar poco a poco la tiza y mezclar a baja velocidad. 7.-Adicionar el resto del agua con el espesante y aumentar la velocidad hasta conseguir una mezcla fina y uniforme. 8.- Para la elaboracin de pinturas de color adicionar el pigmento de color. Si el pigmento es slido, este debe dispersarse con la mitad de la cola y si es necesario agregar agua para lograr una mejor dispersin.

INFORME TECNICO DE LA PRACTICA1. RESUMENLa presente prctica de laboratorio fue llevada a cabo el da jueves 24 de abril, en las instalaciones de la Planta Piloto(USS). Teniendo como restricciones la elaboracin de 2 litros de Pintura Imprimante por grupo, con la finalidad de aprender a utilizar los insumos y tecnologa de manera eficiente; asimismo determinar rendimientos productivos y utilidad econmica por este producto.

2. DESARROLLO EXPERIMENTAL DEL PROCESO

Primero mezclamos medio Kg de harina de maz con medio litro de agua fra y batimos hasta obtener una mezcla uniforme, una vez obtenida esta mezcla la colocamos en medio litro de agua hervida y batimos con un cucharn para que no se endurezca la masa y mantener una mezcla uniforme que ahora debe ser pegajosa y pastosa. A la mezcla pastosa y pegajosa que obtuvimos le adicionamos 100 g de cola sinttica, formol y 5g de dixido de titanio disuelto en un poco de agua; luego a esta mezcla se le agrega 1Kg de tiza

3. DATOS EXPERIMENTALES Y DATOS CALCULADOS 3.1. REGISTRO DE CONSUMO DE MATERIA PRIMA E INSUMOS INSUMOSCANTIDADOBSERVACIONES

Agua LAgregamos la diferencia para completar los dos litros de solucin,

Tiza 1KgDa compactacin y resistencia.

Harina(trigo) 250gBrinda la caracterstica de ligocidad al producto.

Cola Sinttica 100gProvee la propiedad de adhesividad al producto.

CMC 3gEspesante y estabilizante..

Formol 5mlUtilizado como conservante

Dixido de Titanio 5gPigmento base

Pigmento( colorante en polvo) 2g Agregar la cantidad requerida( gusto y tonalidad deseada)

3.2. CARACTERISTICAS FISICOQUIMICO DE LOS PRODUCTOS:

PRODUCTOESTADO FISICOASPECTODENSIDADPHCOLORAROMA

Pintura ImprimanteKaltonSemilquidoPastoso 2.5cidoAmarillopatitoLatex

3.3. COSTOS DE PRODUCCION:

PINTURA LATEX Insumo Unidad Cantidad Precio Unit. Precio Total

Agua L 1000ml=1L S/.0.002 S/.0.002

Tiza Kg 1000g=1Kg S/.1.00 S/.1.00

Harina(trigo) Kg 250g=0.25Kg S/.12.00 S/.3.00

Cola Sinttica Kg 100g=0.10Kg S/.1.00 S/.1.00

CMC Kg 3g=0.003Kg S/.30.00 S/.0.09

Formol L 5ml=0.005L S/.8.00 S/.0.04

Dixido de Titanio Kg 5g=0.005Kg S/.28.00 S/.0.14

Pigmento( colorante en polvo) Kg 2g=0.002Kg S/.55 S/.0.11

Envases Unid. 1 S/.4.50 S/.0.09

Etiquetas Unid. 1 S/.0.05 S/.0.05

Costos indirectos: Combustibles,agua, fabricacin, electricidad, otros. 5% S/.0.2761

Costo de produccin S/.5.522

COSTO TOTAL: S/.5.80

4. CALCULO DE RENTABILIDAD (calcular para cada producto) Cantidad producida (CP):

Unidad (Volumen)=UV:

Unidades producidas (UP=CP/UV):

Costo total produccin (CT):5.80

Costo Unitario (CU=CT/UP):

2.45

Precio de venta (PV):

Utilidad por unidad (UT=PV-PU):

por unidad

Utilidad total (UP X UT):

por todas las unidades

5. RENDIMIENTO DEL PRODUCTOPara la produccin de 2.365 litros de Pintura Imprimante Kantol, el rendimiento de los insumos son:

Agua: Tiza: Harina(trigo): Cola Sinttica: CMC : Formol : Dixido de Titanio : Pigmento( colorante en polvo) : Observacin: 1Kg=1LEl colorante se dosifica de acuerdo al tono que se quiere llegar, no se estima un rendimiento exacto. El agua se dosifica de acuerdo a la cantidad que se necesite para llegar a los 2 litros de pintura al agua.

6. ANALISIS DE RESULTADOS

7. CONCLUSIONES

8. CUESTIONARIO Calcular la cantidad de pigmento y carga necesaria para producir 5000 Kg de pintura al agua. Cual es el nmero de unidades producidas si cada unidad pesa 10 libras. Utilizar los datos de la experiencia realizada.

Realiza un cuadro de insumos utilizados, sealando el tipo de insumo y su importancia.

Qu etapas, operaciones fsicas se pueden identificar en el proceso productivo de fabricacin de pinturas al agua que has desarrollado.

9. BIBLIOGRAFIA

(2002). Sistemas, Modelos y Programacin Lineal (Problemas productivos). En M. J. Pacherres, Investigacin de Operaciones (Programacin Lineal aplicada a: Economa, Administracin e Ingeniera) (pgs. 1-9). Lima - PER: Ediciones e Impresiones Grficas Amrica S.R.L.

10. APNDICES

FOTOGRAFAS DEL DESARROLLO DE LA PRESENTE PRCTICA

1