► Fotodegradació de la fusta.

La fotodegradación de las superficies de madera por los rayos ultravioleta. Causas, soluciones.

Botánicamente hablando, la madera, es la parte sólida y rígida que se encuentra bajo la piel de los tallos leñosos, en forma de tejido vascular.

Composición química de la madera

Los principales componentes químicos de la madera, son los siguientes:

Celulosa 50%
Lignina 30%
Productos orgánicos varios 20%
100%

Los dos primeros, (celulosa y lignina), se encuentran formando la práctica totalidad de las paredes de las fibras leñosas y componiendo a su vez, el resto de las paredes de las células, con un 20% de los productos orgánicos, divididos del siguiente modo:

Sustancias de reserva Almidón, azúcares, grasas, taninos y sustancias albuminóideas.
Sustancias de secreción Aceites esenciales, sustancias colorantes, sales minerales, ceras y resinas.

Tanto la madera, como los ligantes y las demás sustancias orgánicas que intervienen en la preparación de las pinturas y lacas, pueden sufrir alteraciones importantes de sus propiedades y características, al estar expuestas a la acción de la luz solar, el oxígeno del aire y otros factores climatológicos, como la temperatura, la humedad o la lluvia.

Como resultado de estas alteraciones, pueden modificarse roturas de cadenas moleculares, reticulación entre éstas y también una despolimerización, (por ejemplo en sustancias plásticas). Puede además ocurrir la formación de dobles enlaces e incluso la aparición de nuevos grupos químicos.

El resultado de estos cambios de estructura, se traduce en un cambio de propiedades generales y en particular, en un cambio de color, que limita en gran medida el “período” de vida de las citadas superficies.

En el caso de la madera utilizada para zonas interiores, el cambio de color producido durante el envejecimiento, es el principal causante de la degradación de la madera.

CONCEPTOS TECNICOS

El Sol, envía a la Tierra, una radiación energética, de espectro continuo. Por convenio, se distinguen en este espectro distintos tipos de radiación, diferenciándose básicamente en su longitud de onda y por la energía de sus fotones.

  1. Espectro solar

Longitud de onda (l ) en nm

10-3 100 400 780 106

Rayos cósmicos

Rayos X
Radiación ultravioleta
(UV)

Luz visible

Radiación
infrarroja(IR)
Radiación de alta frecuencia
(Tv, radio)

Fig. 1 espectro solar

La radiación global, comprende:

53% IR (Infrarrojo) – 780 / 1.480

43% Luz visible – 400 / 780

4-6% UV (Ultravioleta) – 290 / 400

La radiación extraterrestre que llega del espacio, se debilita en su paso a través de la atmósfera, gracias a la absorción por el vapor de agua, la capa de ozono y el oxígeno. Debido a la acción de estos fenómenos, sólo la mitad de la radiación, llega a la superficie de la Tierra.

  1. La radiación ultravioleta

La parte ultravioleta de la radiación solar, es la principal causante de la degradación sufrida por las superficies de madera y de los recubrimientos que sobre ésta se aplican.

Designación Longitud de onda

(nanómetros)

Características
UV-A 400 – 315 nm. Puede causar alguna degradación en polímeros. Inofensiva para los humanos

UV-B

315 – 280 nm.
Responsable de la mayoría de daños en polímeros. Causa quemaduras en los humanos. Es absorbida por el cristal de una ventana.

UV-C

£
280 nm.
No llega a la Tierra, sólo se encuentran en el espacio exterior.

Fig. 2 Capacidad fotoquímica relativa

REACCIONES DE FOTODEGRADACION DE LA MADERA

El cambio de color de la madera, es básicamente una reacción de superficie. La penetración de la luz en las capas de madera es inferior a 75 micras, cuando se trata de luz UV y de 200 micras en el caso de la luz visible. El cambio de color, no obstante, puede afectar de forma más profunda, por las reacciones derivadas de la degradación, traduciéndose en una pérdida de brillo y aumento de rugosidad de la superficie.

La fotoquímica de la lignina, no es del todo conocida, aunque se acepta el hecho de que los radicales fenoxi, son los intermedios principales que derivan en estructuras quinonas en orto, responsables del amarilleo de la lignina y por ende de la madera.

MECANISMOS DE PROTECCIÓN FRENTE A UV

Como se ha visto anteriormente, la madera, como sustancia orgánica, sufre una fotodegradación o fotooxidación, causada por la radiación uv, responsable del indeseado cambio de color y propiedades. Los recubrimientos aplicados sobre la madera, generalmente barnices, no están a salvo de esta degradación. La acción de esta degradación, tiene como resultados visibles:

  • Pérdida de brillo
  • Cambio de matiz
  • Laminación (ampollas)
  • Craqueo o agrietamiento
  • Amarilleamiento

La utilización de filtrantes uv, puede mejorar sensiblemente estas propiedades.

Estas sustancias, se caracterizan por absorber eficazmente en la zona de máxima sensibilidad de los polímeros considerados y ser ellos mismos muy estables a la luz.

De este modo, se protege, al mismo tiempo, la/s capa/s de barniz empleada/s y el substrato (madera) evitando los fenómenos indeseados anteriormente citados y prolongando, por ende, la vida útil de las superficies.

¿Cuándo debería emplearse un filtrante UV ?

Como se ha visto anteriormente, la adición de los absorbentes uv, influye en las propiedades de las superficies barnizadas, prolongando su durabilidad. Es particularmente recomendable emplear estos productos, en los siguientes casos;

  • Barnices de uso exterior
  • Stains ó lasures protección exterior
  • Cuando se requiera la máxima durabilidad y mínimo cambio de color
  • Muebles modulares
  • Puertas de mobiliario de cocina, oficina, etc.
  • Paneles de sujección de cuadros (ejemplo museos)
  • Suelos de madera con decoración cambiante
  • En general, siempre que se pretenda mantener el aspecto original de las superficies de madera el mayor tiempo posible.
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