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Tensión superficial

¿Cuáles son los beneficios en la medición de la solución de fuente?

Pablo Ferrandino

Autor

Ing. Pablo Ferrandino

Publicado

15/09/2021

Tensión superficial

Medir la tensión superficial del agua de humectación nos ayuda a mantener controlado el proceso de impresión, contribuye al plan de control de materias primas y permite establecer la efectiva dosificación de solución de fuente y alcohol isopropílico.

A diario hablamos de viscosidad y tack (pegajosidad) en las tintas de impresión off set, de blancura y opacidad en los papeles para impresión de revistas, de dureza y calcificación en los cilindros y rodillos del tren tintorero, de resistencia en las planchas de impresión y de compresibilidad en las mantillas de caucho. Sin embargo cuándo llega el turno de la solución de fuente (o Aditivo Humectante como me gusta llamarlo) y nos preguntamos con determinación ¿Qué pH tiene? ¿En qué conductividad trabaja? Sabemos muy bien que no es parámetro de efectividad funcional, sabemos que el pH y la conductividad son parámetros necesarios pero no suficientes para el correcto funcionamiento de la maquina impresora. Sabemos que, así como en la cancha se ven los pingos, en la maquina se evalúan los químicos.

Este extracto que es parte de un estudio realizado en los Laboratorios de I+D Consulting apunta a mejorar el enfoque sobre la utilización de la solución de fuente y del alcohol isopropílico. Pues tenemos a nuestro alcance la posibilidad de medir la tensión superficial en el agua de humectación. Es decir, tenemos a nuestro alcance la posibilidad de medir la capacidad de mojar la plancha de impresión con la menor cantidad de liquido posible.

Ahora bien, ¿para qué sirve conocer los valores de tensión superficial? En primer lugar, para mantener el proceso controlado.

En la medida que mantengamos los niveles de mojado a lo largo de la tirada de impresión, mas consistente será nuestra producción; o sea, menos diferencias de color, menos ganancia de punto por sobre emulsificación en el tren tintorero, mayor distancia entre lavados, menos repinte por secado pues utilizaremos menos tinta y menos agua y, su consecuente menor cantidad de desperdicio.

Luego, conociendo el valor de mojado expresado en dinas/cm -tensión superficial-, podremos establecer la relación optima de nuestro proceso productivo, sabiendo por ejemplo, que en valores de 40 dinas/cm tendremos garantizada una buena humectación en la plancha de impresión y una buena estabilidad en el tren tintóreo.

Esta óptima relación, la preparación de los químicos en el agua, es fundamental para definir la cantidad de solución de fuente que se utiliza y la cantidad de alcohol isopropílico que se repone; No solo por malgastos económicos, sino también porque el proceso sostiene una media y una desviación estándar. Tanto por mucho como por poco las variaciones físico químicas generan desfasajes que requieren ajustes permanentes.

Lo mejor que puede ocurrir es tener el proceso bajo control, con una varianza acotada y una media consistente. (Es más sencillo de lo que parece).

Hasta ahora vamos bien, pero ¿qué mas puedo hacer con la tensión superficial? Controlar a los proveedores. Controlar las materias primas y conocer su comportamiento es requisito ineludible para, a priori, garantizar la calidad de nuestro producto terminado. Mientras mejor sea nuestro plan de control, mayor grado de certeza tendremos en el producto final y mayor confianza generaremos a nuestros clientes.

Sumar a las mediciones en la solución de fuente de la Conductividad, el pH y los sólidos totales disueltos el valor de tensión superficial nos garantizara qué, colocando las mismas proporciones obtendremos el mismo nivel de mojado. Así también midiendo el agua de humectación*, es decir la preparación de la mezcla de solución de fuente, alcohol isopropílico y Agua podremos detectar el impacto del agregado del alcohol isopropilico en el mojado de la plancha.

Entonces, ¿puedo medir la calidad del alcohol isopropílico con la tensión superficial?

Lo recomendado es medir la tensión superficial de la mezcla resultante (agua de humectación preparada), ya que el método de determinación de la tensión superficial que se utiliza para este estudio refiere a soluciones diluidas en base acuosa y de viscosidad cercana a la viscosidad del agua pura.

¿Qué significa esto?

Significa que el alcohol isopropílico es un gran tenso activo, que tiene un impacto directo en el poder de mojado del agua de humectación y que midiendo la mezcla resultante sabremos exactamente con cuántas dinas/cm estamos imprimiendo**.

De este ultimo párrafo se desprenden algunos interrogantes que dejaremos para una próxima lectura, pero es interesante preguntarse qué impacto tiene el alcohol isopropílico o Diluyente Alcohólico o Alcohol para impresión o lo que sea que estemos comprando con olor a Alcohol, en el mojado de la plancha de impresión. (Ya que, además el alcoholímetro o densímetro no mide más que peso especifico de la sustancia en cuestión)***.

El nivel de piso.

Especial atención a este ultimo concepto con el que me despido hasta un próximo Newsletter.

¿Cuál sería entonces la mejor relación de dosificación?

Para responder esta pregunta tenemos que conocer los parámetros de los ingredientes. Es decir y a modo de ejemplo, se puede colocar un 3% de solución de fuente + 5% de alcohol isopropílico y obtener 40 dinas/cm, así como también se puede poner 5% de otra solución de fuente + 10% de otro Alcohol “Isopropilico” y quedarse en 50 dinas/cm. Lógicamente menos dinas, mejor mojado. 

En la Tabla 1 se pueden observar como disminuye el nivel de tensión superficial a medida que agregamos una solución de fuente conocida y alcohol isopropílico Normal.

A esta altura, es mas que claro que para evitar que la tinta se emulsione o mejor dicho, se sobre emulsione, hay que ofrecer a la plancha de impresión la menor cantidad de agua de humectación posible, ya sea con nivelación o velocidad de rodillos, pero sin que la tinta le gane al agua. Aquí la colaboración de la tensión superficial.

Cuando hablamos de tensión superficial involuntariamente comprometemos dos actores, el mojante y el que se moja. El humectado y el humectante. Esto indica que existe un fenómeno de superficie. Pero, ¿Qué es una superficie, entonces? El limite o termino de un cuerpo que lo separa o distingue de lo que èl no es. Concepto valido para ambos actores que consecuentemente tienen algo en común: La superficie.

En esa superficie o lugar común conviven la tensión superficial del liquido con la Energia superficial del Solido; es decir el lugar donde se determina cómo se humecta la plancha de impresión.

Retomando el concepto, el nivel de piso se refiere a la concentración critica de los ingredientes que garantizan que la plancha se moje. Este nivel de piso, en gran parte debe darlo la solución de fuente y no delegarle esa tarea solamente al alcohol isopropílico.

¿Qué se esta planteando, entonces?

Se plantea que el mojado debe darlo la solución de fuente y que el agregado del alcohol isopropílico sirva para mejorar la performance del agua de humectación, de modo que si hay perdida por evaporación el valor medio de la tensión superficial del agua de humectación tenga un desvío acotado. (Y siga mojando químicamente).

Es decir, que no se generen pliegos malos o de descarte ni ahora, ni en las próximas horas de la tirada de impresión, ya que la tendencia a solucionar este problema (la aparición de velo en la impresión) es ofrecer mecánicamente agua de humectación a la plancha de impresión (darle un golpe de agua o aumentar la velocidad del rodillo mojador, y/o igual de nocivo en preparaciones manuales, agregar una jarrita de alcohol a ojo de buen cubero.

Es innegable el aporte del alcohol isopropílico al mojado, por ende a la performance del agua de humectación, pero es injusto pedirle solamente al Alcohol que haga todo el trabajo de mojado. Hoy en día, los avances tecnológicos no solo se dan en los autos eléctricos, ni en las visitas al espacio, sino también en los procesos químicos. Nuevos plásticos repelentes al agua, nano tubos de carbono, materiales livianos, nobles y conductivos, y en lo que a la físico química de la maquina impresora, tenso activos ultra mojantes, que, utilizados con buenas practicas nos ayudan a tener mejor calidad de producto terminado, mejor productividad en la sala de impresión, mejores costos y sobretodo, mas tranquilidad a lo largo de la jornada.

Estudio realizado con Solución de Fuente H#333FSP con características mojantes. 
https://www.idconsulting.com.ar/soluciondefuente


Se anexa a modo de guía un cuadro con diferentes formulaciones y su valor de tensión superficial expresada en dinas/cm. Estudio realizado con solución de fuente H#333FSP con características mojantes. https://www.idconsulting.com.ar/soluciondefuente

Nótese primeramente, que la curva tiende a la asíntota, es decir en determinado momento cercado a las 36 dinas/cm el agregado tanto de solución de fuente como de alcohol isopropílico no es eficaz, por mas que agreguemos, no moja. Por otro lado los excesos en la utilización del alcohol isopropílico son perjudiciales para la vida útil de la plancha de impresión, a punto tal de sumar repetición de copiado de plancha, parada de maquina, dolor de cabeza. De igual modo, un exceso de solución de fuente predispone al agua de humectación a sobre emulsionarse con la tinta, perdiendo ésta reología y propiedades de transferencia y viscosidad.

La mejor opción es el equilibrio de los componentes del agua de humectación SIEMPRE.

Para despedirme los invito a revisar sus equipos de dosificación, así como también revisar la metodología de preparación y control del agua de humectación con los siguientes interrogantes:
¿Dejamos registro de los valores preparados? Proporciones, valores de conductividad, pH, apariencia general de la preparación, temperatura. 
¿Contamos con un instructivo de preparación y control del agua de humectación?
¿Conocemos acaso su comportamiento a lo largo de la jornada?
¿Medimos lo que compramos?
¿Conocemos la oferta de mercado?
¿Viene apareado de la compra de solución de fuente un manual técnico de producto?
¿Es alcohol isopropílico lo que colocamos en la batea?

Quizás sea tiempo de revisar algunas variables.

La combinación de la experiencia obtenida en algunos talleres de impresión, donde generalmente encontramos este tipo de falencias, y de la investigación científica es la que nos permite generar este tipo de conocimiento.

Conocimiento que agrega valor cuando podemos aplicarlo y convertirlo en beneficios. Nuestros encuentros, hoy virtuales, pero preferentemente presenciales de resolución de problemas de impresión, sean en el aula como en la sala de impresión, son ese puente entre la teoría y la práctica con resultados concretos, inmediatos y sostenidos.

Hasta la próxima

REFERENCIAS

* Lamamos agua de humectación a la mezcla final de Solución de Fuente, Agua de Red y Alcohol Isopropilico. Esa mezcla con la que finalmente imprimimos, la que esta en la batea general de circulación filtrando y refrescando.

** Este dato también es importante para las diferentes tintas que se utilizan, los colores especiales, lo sustratos no absorbentes, la plancha de impresión y las variaciones de temperatura ambiente.

*** No estamos descubriendo nada nuevo, es común al utilizar un producto de calidad obtener un feed back del estilo “es rendidor” o “todavía tengo” o “pongo menos, no hace falta reponer”.


AUTOR

Pablo Ferrandino

CEO en I+D Consulting SA Tecnicatura en Química Ingeniero Industrial UTN FRA. Posgrado en Ingeniería Gerencial UTN FRBA Magister en Administración de Negocios MBA UTN FRBA Experiencia en impresíon offset tanto en rotativas como planas. Experiencia en certificación ISO 9000 y normas GMP. Trayectoria docente UTN, UADE, GUTENBERG.





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