La formulación de pinturas es un área de la ingeniería de materiales centrada en el desarrollo de recubrimientos que, además de proteger y mejorar la estética de las superficies, les proporcionan propiedades específicas. Sus aplicaciones destacan en numerosos sectores industriales, como la construcción, la automoción, la industria naval y la fabricación de mobiliario. No se trata de una simple combinación de sustancias para obtener un color específico, sino que una pintura constituye un sistema complejo en el que cada componente desempeña una función concreta y debe integrarse adecuadamente para alcanzar las características deseadas.
La fabricación de pinturas se enfrenta actualmente a nuevos desafíos relacionados con el respeto al medio ambiente, la limitación de las emisiones de compuestos tóxicos y la necesidad de incorporar funcionalidades cada vez más específicas. Como consecuencia, es fundamental comprender tanto la interacción entre los distintos componentes como los parámetros que determinan el comportamiento final de la pintura. Con el objetivo de evaluar su calidad y rendimiento, se dispone de normas internacionales (ISO y ASTM), que recogen procedimientos normalizados para determinar propiedades como la adherencia, el brillo, la dureza y la resistencia a la corrosión. La aplicación de estos protocolos permite obtener resultados reproducibles y comparables, así como verificar los requisitos técnicos antes de su introducción en el mercado.
A lo largo de este blog, analizaremos los principales componentes que forman parte de una pintura y la función que desempeña cada uno en la formulación. Además, abordaremos las diferentes fases de su fabricación y los aspectos fundamentales que deben considerarse para diseñar un recubrimiento adaptado a unas necesidades concretas.
La formulación de pinturas se basa en el desarrollo de nuevos recubrimientos y permite diseñar productos adaptados a diferentes necesidades y aplicaciones. Principalmente, consiste en seleccionar las materias primas y establecer las proporciones en las que deben combinarse para conseguir las propiedades deseadas. Para ello, es necesario tener en cuenta tanto las características de cada componente como su interacción con el resto de los elementos de la composición de la pintura.
Una formulación está compuesta por resinas, pigmentos, cargas, disolventes y aditivos. La selección de estos elementos y el ajuste de sus cantidades influyen directamente en las propiedades principales de la pintura: el color, el acabado, la facilidad de aplicación, la adherencia y la resistencia del recubrimiento. Por este motivo, no existe una composición válida para todas las pinturas, sino que cada formulación se adapta a una finalidad y a los requisitos que debe cumplir el producto.
El objetivo es encontrar el equilibrio entre las prestaciones técnicas, la estabilidad de la pintura, el coste de fabricación y los requisitos medioambientales. Para ello, es necesario evaluar la compatibilidad de las materias primas y estudiar, mediante diferentes ensayos, los resultados obtenidos durante la optimización de la composición. De este modo, la formulación se convierte en una etapa esencial para desarrollar pinturas de calidad, capaces de ofrecer un rendimiento adecuado en las condiciones para las que han sido diseñadas.
Entre todos los componentes presentes en una formulación de pintura, se pueden destacar los siguientes:
Conocer para qué sirve cada ingrediente de una pintura es fundamental, pero el reto está en encontrar la proporción adecuada entre todos ellos.
La relación pigmento/ligante (P/L) permite conocer la proporción entre los pigmentos y las cargas minerales, por un lado, y la resina utilizada en una pintura, por otro. Influye en las características del recubrimiento una vez seco. Desde un punto de vista general, una proporción menor de pigmentos y cargas favorece la obtención de acabados más brillantes, compactos y resistentes, mientras que una proporción mayor suele dar lugar a superficies más mates y porosas, con un menor coste de formulación, aunque puede reducir determinadas prestaciones, como la resistencia al frote y a las condiciones ambientales. Por tanto, el control de la relación P/L es fundamental para adaptar la pintura a los requisitos de cada aplicación y encontrar un equilibrio entre sus propiedades y su coste.
Entre los parámetros analizados, la concentración de pigmento en volumen (PVC) indica qué porcentaje del volumen de sólidos de la película seca corresponde a pigmentos y cargas. Este dato es fundamental para encontrar el equilibrio adecuado en la formulación de la pintura. Cuando el PVC es bajo, la cantidad de resina suele ser suficiente para recubrir las partículas sólidas y formar una película compacta, con buen brillo y una elevada resistencia. Este es el caso de esmaltes y recubrimientos protectores. Sin embargo, cuando aumenta la proporción de pigmentos y cargas, el acabado tiende a ser más mate y la película puede volverse más porosa.
Existe un punto conocido como concentración crítica de pigmento en volumen (CPVC), a partir del cual la resina ya no es suficiente para rellenar los espacios entre las partículas. Al superarlo, pueden reducirse de forma importante prestaciones como la resistencia al frote y la capacidad de impedir el paso del agua.
Como conclusión, formular una pintura requiere realizar ensayos, analizar los resultados y modificar la composición siempre que sea necesario. Es un ajuste progresivo en el que cada cambio debe valorarse teniendo en cuenta sus efectos sobre la totalidad del recubrimiento.
Tras definir la composición de la pintura, comienza el proceso de fabricación, cuyo objetivo es conseguir una mezcla homogénea en la que los pigmentos y las cargas queden bien distribuidos y se mantengan estables. Para ello, se siguen varias etapas que permiten incorporar los ingredientes, mejorar su dispersión y ajustar las propiedades del producto final.
Las pinturas se clasifican según el medio utilizado para dispersar el ligante y el mecanismo mediante el cual se forma la película sobre la superficie. La elección del tipo de pintura depende de factores como las características de la superficie, las prestaciones requeridas, el método de aplicación, las condiciones de secado o curado y los requisitos medioambientales.
Una vez terminada la fabricación, es necesario analizar si la pintura cumple los requisitos establecidos y mantiene una calidad constante entre lotes.
Entre las propiedades más comunes se encuentran:
Además de estos controles, la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) resulta especialmente útil para estudiar la composición química de las pinturas y analizar posibles problemas durante su fabricación o aplicación. Esta técnica permite identificar grupos químicos característicos del ligante, comprobar la composición de las materias primas y comparar diferentes lotes con una muestra de referencia. También puede utilizarse para estudiar determinados procesos de curado mediante el seguimiento de cambios en las bandas espectrales asociadas a grupos funcionales específicos.
Otra de sus aplicaciones más interesantes es el análisis de defectos en los recubrimientos. La comparación entre zonas correctas y defectuosas puede ayudar a detectar contaminantes, como residuos de silicona relacionados con la aparición de cráteres, o diferencias químicas que permitan investigar problemas de adherencia.
La normativa aplicable a formulación de pinturas se relaciona directamente con los compuestos orgánicos volátiles. El marco de referencia es la Directiva 2004/42/CE (Decopaint), que limita el contenido total de COV en las pinturas, barnices y productos de renovación del acabado de vehículos incluidos en su anexo I para prevenir y reducir la contaminación atmosférica. En España se aplica mediante el Real Decreto 227/2006, según el cual esos productos solo pueden comercializarse si su contenido de COV no supera los valores máximos fijados. Además, obliga a indicar en la etiqueta el tipo de producto y su contenido máximo de COV. A efectos de esta norma, se considera COV cualquier compuesto orgánico con un punto de ebullición inicial igual o inferior a 250 °C a presión estándar, y el contenido se expresa en g/l del producto listo para su uso. Las emisiones de las instalaciones que aplican recubrimientos se regulan por separado: el Real Decreto 117/2003 limita las emisiones de COV por el uso de disolventes en determinadas actividades y fue modificado por el Real Decreto 815/2013 para incorporar la Directiva 2010/75/UE sobre emisiones industriales.
En cuanto al dióxido de titanio, principal pigmento blanco del sector, el Reglamento 2020/217 lo había clasificado como sospechoso de ser carcinógeno por inhalación en forma de polvo con un 1 % o más de partículas de diámetro aerodinámico igual o inferior a 10 μm, lo que obligaba a revisar el etiquetado y las fichas de seguridad. Sin embargo, el 1 de agosto de 2025, el Tribunal de Justicia de la UE confirmó la anulación de esa clasificación y, en septiembre de ese año, la ECHA anunció la actualización correspondiente. Aun así, conviene seguir de cerca su evolución y mantener las buenas prácticas de manipulación de pigmentos en polvo.
El desarrollo de una pintura a medida o la mejora de una formulación existente puede responder a diferentes necesidades: reducir las emisiones de COV, sustituir determinadas materias primas, mejorar la adherencia o identificar las causas de un defecto que se repite durante la aplicación. Para abordar estos retos, es fundamental conocer la composición del recubrimiento y evaluar cómo influye cada componente en sus propiedades.
En Atria ayudamos a las empresas del sector a estudiar y optimizar sus formulaciones mediante técnicas avanzadas de caracterización de materiales. Utilizamos la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), con accesorio ATR, para identificar componentes, comparar materias primas y lotes, y analizar posibles cambios químicos durante el curado. Esta técnica también resulta útil para investigar defectos en los recubrimientos, como cráteres, problemas de adherencia o contaminaciones, mediante la comparación de zonas afectadas y superficies sin defectos.
Además, contamos con otras herramientas de caracterización, como la microscopía de fuerza atómica (AFM) y la imagen hiperespectral, que permiten estudiar las características superficiales y la homogeneidad de los recubrimientos. Estos análisis pueden complementarse con el diseño de experimentos (DoE), una metodología que ayuda a planificar los ensayos, identificar los factores que más influyen en el resultado y optimizar la formulación de manera eficiente.
¿Tienes un reto relacionado con la formulación o el rendimiento de una pintura? ¡Contacta con nosotros!
Tu éxito es nuestra meta. Queremos ser tu compañero en el desarrollo de tus proyectos, aprovechando el poder de la innovación, la flexibilidad y la confianza que ofrecemos. Juntos, marcamos la diferencia a través de nuevas tecnologías.
¡Contáctanos y construyamos el futuro juntos!
