Gerardo Matysiak

Especial para RECrecubrimientos

Cuando el carbonato de calcio se comporta “como si fuera” Dióxido de Titanio.

En la jerga diaria solemos ubicar al carbonato de calcio en la categoría de “carga inerte y barata”. Sin embargo, en ciertas condiciones de formulación se acerca peligrosamente al territorio de los pigmentos: aporta opacidad, modifica el brillo, afecta el contraste y hasta “camufla” errores de dosificación de TiO₂. En esta nota proponemos discutir cuándo y por qué el CaCO₃ deja de ser simplemente un extensor.

1. Pigmento vs. extensor: la teoría que simplifica demasiado

En los cursos de tecnología de recubrimientos solemos hacer una división muy limpia:

• Pigmento: alto índice de refracción respecto del medio, tamaño de partícula y distribución optimizados para dispersar luz → genera opacidad y color.
• Extensor / carga: índice de refracción similar al del aglutinante, aporta volumen, reología, resistencia mecánica y ayuda a bajar costos, pero no debería dar opacidad significativa.

En la práctica, esta dicotomía es bastante más difusa. Los llamados “extensores” como carbonato de calcio, talco, barita, sílices, etc. tienen índices de refracción en el rango 1,55–1,65, muy cerca de muchas resinas (≈1,5–1,6).

 Por debajo del CPVC, eso los vuelve casi “transparentes” en el film. Pero no siempre trabajamos por debajo del CPVC.

2. El caso particular del carbonato de calcio

 El carbonato de calcio (GCC o PCC) se usa en pinturas como:

• Extensor de TiO₂ (pigmento extensor).
• Carga funcional para ajustar brillo, dureza, resistencia a la abrasión.
• Filler principal en selladores, enduidos, masillas y algunos recubrimientos de alto PVC.

En muchos grados comerciales (finos, de alta blancura), el CaCO₃ presenta:

• Índice de refracción ≈ 1,59–1,65.
• Alta Blancura. 
• Distribuciones de tamaño que van desde submicrón hasta 10 µm para GCC finos. 

A eso se suma que la literatura lo menciona explícitamente como “extender pigment” para pinturas y recubrimientos, justamente porque, bien elegido, puede reemplazar parte del TiO₂ sin perder totalmente la opacidad. 

Ahí aparece la pregunta incómoda de la nota:

Si reemplazo TiO₂ por CaCO₃ y la pintura sigue cubriendo…

¿no está actuando, al menos parcialmente, como pigmento?

3. Tres escenarios donde el CaCO₃ se comporta “como pigmento”

3.1. Pinturas de alto PVC y porosidad controlada

Por encima del CPVC, el film deja de ser totalmente continuo: aparece aire en los intersticios entre partículas. El aire tiene Índice de Refracción ≈ 1,0; el CaCO₃ ≈ 1,6. Esa diferencia de índices de refracción genera dispersión de luz y, por lo tanto, opacidad, incluso si el extensor no es muy distinto del aglutinante.

En pinturas económicas de interior:

• Gran parte de la “cobertura” percibida viene de la porosidad + el CaCO₃, más que de una carga alta de TiO₂.
• Cambios relativamente pequeños en PVC, distribución granulométrica y compactación del CaCO₃ producen variaciones visibles en opacidad y brillo.

En esos sistemas, el carbonato de calcio no es solo “relleno estructural”: es co-responsable de la apariencia óptica del film.

3.2. Grados ultrafinos en PVC alto: cuando el tamaño empuja al CaCO₃ hacia el rol de pigmento

En la medida en que reducimos el tamaño de partícula y estrechamos la distribución, la capacidad de un polvo para dispersar luz aumenta (mayor superficie específica, más interfaces).

Los precipitados más finos y de cristales menos compactos y algunos GCC muy finos, con D₅₀ debajo de 2 µm o menos, se venden explícitamente para:

• Mejorar blancura y “covering power”.
• Aportar matteo controlado o brillo satinado.
• Reemplazar una fracción de TiO₂ en pinturas interiores.

En la formulación, estos grados finos se comportan como un híbrido:

• Desde la economía: se piensan como extensores (bajan costo pigmentario).

·  Desde la óptica: se acercan al comportamiento de un pigmento blanco de segunda línea.

3.3. “Spacing” de TiO₂: el CaCO₃ como pigmento extensor opacificante

 La teoría de “spacing” de TiO₂ es conocida: usar un extensor fino y bien disperso para separar las partículas de TiO₂ y evitar el “crowding”, maximizando la eficiencia de dispersión de luz del TiO₂. 

Acá el CaCO₃ juega doble rol:

1. Optimiza el uso del verdadero pigmento (TiO₂) → menos crowding, más eficiencia.
2. Cuando el tamaño de CaCO₃ es adecuado, él mismo contribuye a la dispersión de luz, sobre todo cerca del CPVC.

En la práctica, el formulador ve que:

• Puede bajar el TiO₂ unos puntos.
• Ajustar PVC con CaCO₃ fino.
• Mantener opacidad y, en algunos casos, mejorar la apariencia del film.

Otra vez: se lo nombra extensor, pero opta por funciones de pigmento en el sistema completo.

4. ¿Por qué importa esta discusión para la industria?

 Cuestionar la etiqueta de “simple carga” para el CaCO₃ no es semántica, tiene consecuencias prácticas:

1. Cálculo de costos pigmentarios
   Si el CaCO₃ está aportando opacidad, encontramos que el Carbonato más caro posible, resulta ser el más económico para el costo fórmula, ya que permite mayor nivel de reemplazo de Tio2.

2.     Control de calidad y troubleshooting
   Resulta fundamental utilizar carbonatos fabricados por empresas productoras que posean Know How específico de pinturas, y controlen adecuadamente los perfiles de curva, ya que el soporte de opacidad puede verse afectado frente a variaciones de calidad.

3. Diseño de nuevas formulaciones “low TiO₂”
   El empuje por bajar TiO₂ (costo, disponibilidad, huella de carbono) lleva a mirar con otros ojos a los “extensores inteligentes”.

Dependiendo su tipo, el carbonato de calcio se mueve en una zona gris entre relleno, extensor y pigmento funcional. Reconocerlo y medirlo como tal puede ser la diferencia entre una formulación simplemente más barata y una solución verdaderamente optimizada en costo por metro cuadrado cubierto.

La nota es un extracto del módulo cargas de la Escuela de Tecnología en Recubrimientos de ATIPAT.
El módulo es dictado por Gerardo Matysiak, quien además es miembro de la Comisión Directiva de ATIPAT y Gerente General de OMYA Quimin.
Cel +5411 2563-1234 gm@quimin.com