Resumen

Wallwax es un revolucionario recubrimiento para paredes, diseñado para combatir dos problemas: grafiti no deseado y la humedad. Lo que hace que Wallwax sea único es su formulación a base de cera de abeja y aceites naturales. Lo más destacado de Wallwax es su enfoque ecológico. Al estar compuesto exclusivamente de materiales naturales y no contener sustancias tóxicas, Wallwax protege tanto la salud de las personas como el planeta.
No emite contaminantes dañinos al aire ni al suelo, lo que lo convierte en una elección responsable para aquellos que desean mantener un ambiente interior saludable y reducir su huella ambiental. El grafiti es un problema que afecta a muchas comunidades, y su eliminación tradicionalmente implica el uso de productos químicos dañinos para el medio ambiente. Wallwax cambia este paradigma al ofrecer una solución sostenible.
Su capa protectora facilita la eliminación del grafiti sin recurrir a productos químicos agresivos, lo que ayuda a mantener la calidad del aire y a reducir la contaminación ambiental. Además, Wallwax contribuye a la preservación de la estética de los edificios y a la durabilidad de las superficies, lo que disminuye la necesidad de realizar costosas renovaciones y, por lo tanto, reduce la cantidad de residuos de construcción.
Wallwax es una solución ambientalmente responsable que protege y cuida tanto la salud de las personas como la del planeta, al tiempo que mejora la estética de los espacios y reduce el impacto negativo en el medio ambiente. Es una elección inteligente y sostenible para el futuro.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En los últimos años, en México, se ha observado un deterioro creciente de las fachadas y muros de edificios debido a la humedad y la proliferación descontrolada de grafitis. Este fenómeno representa una amenaza tanto para el patrimonio arquitectónico como para el medio ambiente.

El grafiti, una expresión artística en muchos casos ilegal y corrosiva, ejerce una presión significativa sobre las superficies de los edificios, causando daños costosos de revertir. Además, los métodos de limpieza agresivos utilizados para eliminar el grafiti pueden dañar aún más las estructuras y generar residuos químicos perjudiciales para el medio ambiente.

El deterioro de fachadas y muros de edificios en México debido a la humedad y los grafitis es un problema que amenaza el patrimonio arquitectónico y tiene un impacto negativo en el entorno ambiental. Su abordaje es esencial para preservar la belleza de las ciudades y promover la sostenibilidad.

Antecedentes

La cera alba funciona como impermeable debido a su estructura química única. La cera alba es una mezcla compleja de ésteres de ácidos grasos y alcoholes de cadena larga, lo que le otorga propiedades hidrófobas y repelentes al agua. Dicha cera es resistente al agua y puede crear una capa protectora sobre la superficie a la que se aplica, protegiéndola de la humedad y otros elementos del clima (SIAP México, s.f.).

El uso de esta cera como impermeable es común en la fabricación de prendas de vestir y accesorios de exteriores, como chaquetas, gorros y mochilas. La cera alba se utiliza para crear una capa protectora en estas prendas, lo que las hace resistentes al agua y les permite mantenerse secas y cómodas en condiciones de lluvia y humedad y más duraderos en condiciones de uso en exteriores.

La cera es un sellador natural para la madera que la protege de la humedad y la putrefacción. Se utiliza como impermeabilizante para tableros, revestimientos de madera y estructuras exteriores de madera.

Además, se utiliza en la fabricación de selladores de concreto para pisos de garajes, almacenes y otros espacios de trabajo. Estos selladores crean una barrera hidrófoba que protege el concreto de la humedad y los productos químicos (SL, B. O., 1999).

Teniendo como antecedente lo anterior, la cera junto con otros componentes puede ser capaces de recubrir muros o paredes, de tal forma que los vuelva más resistentes al agua y protegerlos de las manchas, pintura (grafitis) y la humedad.

Dicha cera se utiliza en la industria de la pintura como un ingrediente para mejorar las propiedades de la pintura, como la resistencia al agua, la adhesión y la durabilidad. Además, la cera alba se utiliza como un sellador natural para proteger las superficies de la pintura y otros elementos que puedan dañarla, como la humedad y la abrasión.

Es importante tener en cuenta que la cera alba es un material orgánico y puede ser susceptible al deterioro con el tiempo. Por lo tanto, antes de utilizar la cera como recubrimiento para cualquier superficie, es recomendable realizar pruebas para determinar su efectividad y durabilidad en el tiempo. Además, es importante asegurarse de que la cera utilizada este en buenas condiciones y esté libre de contaminantes o impurezas que puedan afectar su rendimiento (M. Barba, C. P.-S, 2019).

El ácido mirístico es un ácido graso saturado de cadena larga. Este ácido es responsable de la dureza y la rigidez de la cera alba, lo que la hace resistente al agua y a los elementos. Los ácidos grasos en la cera son principalmente el ácido mirístico, el ácido palmítico, el ácido oleico y el ácido linoleico. Estos ácidos grasos tienen propiedades hidrofóbicas, lo que significa que repelen el agua y otros líquidos. Cuando se aplican sobre una superficie, estos ácidos grasos forman una capa impermeable que impide que la pintura se adhiera (Sabella, E. &. 2014).

Los hidrocarburos en esta cera de son principalmente el escualeno, el colesterol y otros compuestos similares. Estos hidrocarburos tienen una estructura química que les permite formar una capa de recubrimiento protectora sobre la superficie. Cuando se combinan con los ácidos grasos, se crea una barrera efectiva que puede impedir que la pintura se adhiera a la superficie (Soriano, G., 16 de MARZO de 2023).

Mientras que los ésteres en la cera, como el éster de cetilo formado por la combinación del ácido cetílico y el alcohol cetílico., también pueden ayudar a formar una capa protectora. Estos ésteres son hidrófobos y pueden ser útiles para repeler el agua y otros líquidos.

Objetivo

Crear una emulsión con cera Alba en base acuosa, que ofrezca una solución preventiva al problema del uso de grafitis sobre superficies, que actúe como barrera física y protectora sobre estas, impidiendo que contaminantes externos se adhiera directamente, salvaguardando su estética y evitando su deterioro.

Justificación

Wallwax hace referencia a una nueva formulacion de producto de protección de superficies y de elementos decorativos frente a las pintadas no deseadas (grafiti); que tiene un efecto añadido de barrera antihumedad y que está formulado en forma de emulsión acuosa, por lo que no contiene disolventes orgánicos y son, por lo tanto, amigables con el medioambiente y con la seguridad de las personas.

Dicho recubrimiento es un producto preventivo, es decir, se debe aplicar antes de que se produzca la pintada indeseada, no alteran el color ni el aspecto de la superficie tratada, al permanecer sobre la superficie como una película transparente una vez que se han aplicado y secado y, por último, crea una barrera física entre la superficie y las pinturas y/o tintas que es fácil de eliminar, y que evita el deterioro de la superficie impidiendo que la pintura traspase dicha barrera.
Además, Wallwax se refiere también a un procedimiento para la elaboración de las emulsiones anti-pintadas, al método de impregnación sobre las superficies o elementos a proteger, al método de limpieza de las superficies pintadas y al uso de la misma como protección frente a pintadas no deseadas.

En este sentido, Wallwax es una solución natural y ecológica eficaz en base a recubrimientos protectores que sean fáciles de aplicar y que eviten el deterioro de la superficie reduciendo la agresividad del método de limpieza de las pintadas en caso de que se produzcan, evitando al mismo tiempo la generación de residuos peligrosos para el medio ambiente y asegurando la integridad y la seguridad de las personas.

Wallwax actúa como una barrera efectiva contra el crecimiento de moho y hongos, protegiendo así a los residentes de los riesgos asociados con la humedad excesiva. Su composición no tóxica y respetuosa con el medio ambiente garantiza que no se liberarán contaminantes dañinos en el aire de espacios cerrados y/o abiertos, manteniendo un ambiente seguro y saludable.

Hipótesis

La aplicación del recubrimiento Wallwax creado a partir de insumos 100% naturales, creará película protectora amigable con el medio ambiente que evitará que los agentes externos tales como polvo humedad y grafiti tengan contacto directo con las siguientes superficies: cemento, piedra cantera, yeso y madera.

Método (materiales y procedimiento)

Para poder realizar el recubrimiento a partir de la cera de abeja, primero se debe ejecutar un proceso de limpieza de la misma, para que a la hora de hacer la emulsión tenga una mejor fijación.
Para que posteriormente sea posible utilizarla en el proceso de fusión y emulsificación, y sea permisible homogenizarse con aceites naturales, aditivos y emulgentes.

PROCESO DE LIMPIEZA DE CERA ALBA

Para eliminar de la cera alba las partículas de polvo, polen y otros componentes externos es necesario que pase por un proceso de limpieza (figura 1).

El proceso que se realizo es el siguiente:

1. Recepción de materiales y de la cera alba.
2. Fundido de la cera en agua.
   • Colocar la cera de abeja en el vaso de precipitado de vidrio resistente al calor.
   • Calentar el vaso de precipitado a fuego lento, asegurándose de que la temperatura no supere los 65°C para evitar la degradación de la cera.
   • Una vez que la cera se haya fundido completamente, retirarla del fuego (Ver figura 2).
3.  Filtrado de la cera alba.
   • Colocar la malla de 1.0mm sobre otro recipiente limpio y seco.
   • Verter la cera fundida sobre la malla para filtrar impurezas como residuos de abejas, polen y otros materiales extraños (Ver figura 2).
   • Dejar que la cera se filtre completamente a través de la malla. Si la cera es demasiado espesa, se puede calentar suavemente para ayudar a que fluya a través del filtro.
4.  Refinado de la cera.
   • Si se desea obtener una cera aún más pura, se puede repetir el proceso de filtrado utilizando una malla con orificios de 2.0 mm de tamaño para eliminar impurezas más finas.
   • Alternativamente, se puede utilizar un proceso de refinado químico utilizando ácido oxálico o bicarbonato de sodio para blanquear la cera.
5.  Almacenamiento de la cera.

Figura 1: Diagrama de flujo de proceso de Limpieza de Cerda de Abeja. Fuente: Elaboración propia

Figura 2: Limpieza de Cerda de Abeja Elaboración propia

PROCESO DE FUSIÓN Y EMULSIFICACIÓN

Para la preparación del recubrimiento se realiza el siguiente procedimiento (Ver figura 5):

1. Medición de los ingredientes necesarios para elaborar la emulsión acuosa según la cantidad deseada del producto final.
2. Calentar la cera de alba a fuego lento en un vaso de precipitado de vidrio hasta que se derrita por completo (Ver figura 3).
3. Agregar el aditivo, aceite, para mejorar las propiedades del recubrimiento y mezclar a velocidad constante con ayuda de un agitador de vidrio.
4. Añadir un contraión del emulgente iónico, en agua.
5. Agregar el agua destilada poco a poco mientras se mezcla constantemente hasta obtener una emulsión homogénea.
6. Verter y almacenar en un recipiente limpio y seco con tapa hermética para su reposo y uso posterior o almacenamiento (Ver figura 4).
   

   Figura 3: Materiales y proceso de mezclado. Fuente: Elaboración propia

   

   Figura 4: Emulsión Acuosa a partir de Cera de Abeja. Fuente: Elaboración propia

   

Figura 5: Proceso de Emulsión Acuosa para Recubrimiento de Paredes. Fuente: Elaboración propia

APLICACIÓN DEL RECUBRIMEITNO EN SUPERFICIES

El recubrimiento se puede aplicar en superficies de concreto, yeso, cantera, piedra y madera.

La forma de aplicación se conforma por el uso de brocha con la cual una se esparcirá uniformemente la emulsión acuosa sobre la superficie a tratar.

El tiempo de secado del recubrimiento varía según la superficie en la cual es aplicado, el tiempo de secado promedio es de 30 minutos.

Tabla 1 Tiempo de secado por tipo de superficie

Si lo que se desea es una barrera protectora más gruesa o en su caso tapar poros en su totalidad, se recomienda aplicar una segunda capa del recubrimiento luego del tiempo de secado establecido.

RETIRO DE GRAFITIS Y DEL RECUBRIMIENTO EN SUPERFICIES

El retiro de grafitis en superficies lisas se realiza con ayuda de una estopa y agua caliente; la estopa será sumergida en agua caliente y posteriormente será dirigida a presión al espacio donde se encuentra el grafiti en la superficie tratada, hasta que el grafiti ya no sea visible.
Para la eliminación de grafitis en superficies porosas es necesario el retiro del recubrimiento en la superficie tratada. El retiro del recubrimiento aplicado en superficies es similar al retiro de grafitis, puede ser ejecutado de las siguientes maneras:

• Mediante el uso de agua caliente direccionada a presión a la superficie tratada.
• Haciendo uso de una estopa con agua caliente sometida a presión ante la superficie.

Galería Método

Resultados

La cera de abeja se obtuvo de los apicultores de la región (municipio de Jilotepec y Chapa de Mota), la cual se encontraba mezclada con partículas de polen, polvo, agua, miel, y residuos de naturaleza, por lo que se realizó un proceso de limpieza y purificación (Ver figura 6).

Figura 6: Antes y después del proceso de Limpieza de Cera. Fuente: Elaboración propia

Se sometió la cera de abeja a un proceso de fusión a una temperatura de 65°C, para después realizar un proceso de filtración, y se repitió tres veces para eliminar en un 97% las impurezas y regresando la cera a su color base (Ver figura 7).

Figura 7: Cera de Abeja Purificada. Elaboración propia

Al utilizar cera de abeja un producto obtenido en la región, esta no tiene una misma tonalidad, por lo que se sometió a pruebas de pH, prueba la cual mostró, que la cera de abeja a pesar de diferente tonalidad tiene un mismo pH, por lo tanto, utilizar cera de abeja con diferentes tonalidades no afecta a la emulsión acuosa, ya que conserva las mismas propiedades.

El producto fue sometido a pruebas de toxicidad, en base a la norma “NOM-010-STPS-2014” las cuales consistían en colocar el producto con una brocha en el antebrazo de la persona, mientras el producto permanencia en contacto con la dermis no se observó alguna reacción negativa por parte de la persona, no mostró alguna señal de irritación, alergia o dolor en el cuerpo, por lo que se puede decir que este producto no es tóxico para el humano.

El tiempo de secado promedio del recubrimiento aplicado en superficies es de 30 minutos.

El recubrimiento forma una barrera protectora al secarse la emulsión aplicada en la superficie tratada. Impidiendo que agentes externos como lo son el polvo, la humedad y grafiti entren en contacto directo con la superficie trata, impidiendo el desgaste por los mismos.

En bloques de concreto se aplicó el recubrimiento, el cual fueron expuesto a la intemperie por 6 meses, en la figura 8 se muestra como la humedad no se impregno en el aérea con la emulsión, así como la permanencia del recubrimiento en la superficie.

Figura 8: Bloque de concreto con emulsión expuesto a la intemperie. Fuente: Elaboración propia.

El proceso de retiro del producto se basó en el uso de agua caliente a presión direccionada hacia la superficie de la fachada; la cual, al ser sometida al proceso de retiro, no mostró la conservación de residuos del producto, sin generar olores que afecten al personal encargado del retiro del producto, de igual manera sin que la estética de la fachada original se haya visto afectada.

Galería Resultados

Discusión

Este proyecto tiene como propósito el crear un recubrimiento  con cera Alba, que ofrezca una solución preventiva al problema del uso de grafitis sobre superficies, que actúe como barrera física y protectora sobre estas, impidiendo que contaminantes externos (grafitis, humedad, polvo) se adhieran directamente, salvaguardando su estética y evitando su deterioro. Sobre todo, aprovechando la cera desaperculada o de desecho que se produce en la región norte del estado de México. A continuación, se discutiran los principales puntos del proyecto.

De los resultados obtenidos del proyecto, se puede decir que el proceso de limpieza y purificación de la cera de abeja demuestra la importancia de garantizar la pureza del material base del recubrimiento, aprovechando las propiedades de la cera. La eliminación exitosa de un 97% de las impurezas es crucial para mantener la calidad y la eficacia del producto final.

Además, la prueba de pH revela que la cera de abeja, a pesar de tener diferentes tonalidades, conserva un pH constante. Esto sugiere que la variabilidad en el color de la cera no afecta las propiedades químicas del recubrimiento, lo que es una ventaja para la producción a gran escala y la disponibilidad de cera local sin comprometer la calidad. Porque la desaperculada o desechada presenta diferente años de elaboración y de coloración.

En las pruebas de toxicidad en la dermis se demuestran que el producto no provoca reacciones negativas ni irritaciones en la dermis. Esto es fundamental para asegurar que el recubrimiento sea seguro de usar en entornos habitados y que no represente un riesgo para la salud de las personas.

Por otro lado, el tiempo de secado promedio de 30 minutos es una característica positiva del producto, ya que permite una aplicación eficiente en proyectos de construcción y mantenimiento. Esto puede ahorrar tiempo y recursos.

El hecho de que, hasta el momento los resultados de la exposición de bloques de concreto tratados durante 6 meses a la intemperie confirman la capacidad del recubrimiento para proteger contra la humedad y el desgaste causado por factores externos, como el grafiti y el polvo. Esto respalda su utilidad como solución de mantenimiento y preservación de superficies.

De las pruebas de retiro que se realizaron el método más eficaz del producto es utilizando agua caliente a presión es eficiente y amigable con el medio ambiente. La ausencia de residuos y olores desagradables es una ventaja significativa, especialmente en áreas urbanas donde se pueden aplicar recubrimientos con frecuencia.

En general, los resultados del proyecto respaldan la viabilidad y la eficacia del producto WALLWAX. Estos resultados indican que este recubrimiento a base de cera alba es una solución amigable con el medio ambiente y segura para su uso en aplicaciones de construcción y mantenimiento. Además, la capacidad de proteger superficies de factores como la humedad y el grafiti lo convierte en una opción prometedora para la conservación de edificios y estructuras.

Conclusiones

Se acepta la hipótesis predictiva experimental planteada dado que Wallwax, crea una película protectora amigable con el medio ambiente que evita que los agentes externos (polvo humedad y grafiti) tengan contacto directo con las siguientes superficies: cemento, piedra cantera, yeso y madera.

Se realizó el proceso de limpieza y purificación de cera de alba, para eliminar células muertas y partículas como polvo, polen y potencializar las propiedades y la calidad de la misma.

Se ejecutaron 5 diferentes mezclas de emulsión para establecer las mejores alternativas de aditivos y emulgentes que brinden una mejor fijación y adherencia al momento de combinarse y mezclarse con la cera de abeja (Ver figura 9).

Figura 9: Mezclas de Emulsión Acuosa. Fuente: Elaboración propia.

Se llevaron a cabo pruebas de toxicidad, pH, intemperización en superficies porosas para medir el nivel de duración y fijación en las mismas, para establecer el nivel de eficiencia del recubrimiento.

Para crear una emulsión acuosa con cera de abeja, se necesitaron ingredientes como aditivos, emulgente, agua. Se emplearon aditivos para mejorar distintas características de la cera de abeja, tales como su viscosidad y su capacidad de adherencia. El emulgente, por su parte, es un ingrediente crucial para que la cera de abeja pueda mezclarse adecuadamente con el agua y crear la emulsión. El agua, como componente principal de la emulsión, se usa para diluir la cera de abeja y otros componentes.

Uno de los beneficios más importantes del uso de la emulsión acuosa de cera de abeja en las paredes es su capacidad para resistir la pintura de graffiti. La cera de abeja crea una superficie no porosa que dificulta la adhesión de la pintura. Además, la emulsión acuosa de cera de abeja se puede limpiar fácilmente con un detergente suave y agua, lo que permite eliminar la pintura de graffiti sin dañar la superficie recubierta.

Otro beneficio importante del uso de la emulsión acuosa de cera de abeja es su capacidad para resistir la humedad y el moho. La cera de abeja es naturalmente resistente al agua y la humedad, lo que la hace ideal para su uso en áreas húmedas como baños y cocinas. Además, la cera de abeja tiene propiedades antibacterianas y antifúngicas, lo que la hace útil para evitar el crecimiento de moho y bacterias en las paredes.

Para finalizar, la emulsión acuosa de cera de abeja también es una opción ecológica y sostenible para recubrir las paredes de la casa. A diferencia de los recubrimientos de paredes sintéticos que emiten productos químicos dañinos en el aire interior, la emulsión acuosa de cera de abeja es un material natural que no contamina el medio ambiente ni afecta la salud humana.

Bibliografía

M. Barba, C. P.-S. (2019). Beeswax: A Valuable Cosmetic Ingredient. Cosmetics, 6(3), 46.

Sabella, E. &. (2014). Sabella, E., & Elia, A. C. . Asian Pacific Journal of Tropical Medicine.

SIAP México. (s.f.). Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP). Recuperado el Marzo de 25 de 2013, de https://www.gob.mx/siap/articulos/produccion-de-cera-de-abeja-en-mexico-272357?idiom=es

SL, B. O. (1999). La Cera de Abeja. Recuperado el 09 de Marzo de 2023, de https://www.botanical-online.com/cosmetica/cera-abeja-caracteristicas-usos

Soriano, G. (16 de MARZO de 2023). Burocracia del INAH impide comenzar a limpiar pintas en la Plaza de la Patria en Aguascalientes. EL CLARINETE, pág. 2.

Summary

Wallwax is a revolutionary wall coating designed to combat two problems: unwanted graffiti and moisture. What makes Wallwax unique is its formulation based on beeswax and natural oils. The highlight of Wallwax is its ecological approach. Being composed exclusively of natural materials and free from toxic substances, Wallwax protects both people’s health and the planet.
It does not emit harmful pollutants into the air or soil, making it a responsible choice for those who want to maintain a healthy indoor environment and reduce their environmental footprint. Graffiti is a problem that affects many communities, and its removal traditionally involves the use of environmentally harmful chemicals. Wallwax changes this paradigm by offering a sustainable solution.Its protective layer facilitates the removal of graffiti without resorting to harsh chemicals, helping to maintain air quality and reduce environmental pollution. Additionally, Wallwax contributes to the preservation of the aesthetics of buildings and the durability of surfaces, reducing the need for costly renovations and therefore decreasing the amount of construction waste.
Wallwax is an environmentally responsible solution that protects and cares for both people’s health and the planet, while enhancing the aesthetics of spaces and reducing negative impact on the environment. It is a smart and sustainable choice for the future.

Research Question

Problem approach

In recent years, in Mexico, there has been a growing deterioration of building facades and walls due to moisture and the uncontrolled proliferation of graffiti. This phenomenon poses a threat to both architectural heritage and the environment.

Graffiti, an artistic expression that is often illegal and corrosive, exerts significant pressure on building surfaces, causing costly damage to reverse. In addition, the aggressive cleaning methods used to remove graffiti can further damage structures and generate chemical waste harmful to the environment.

The deterioration of building facades and walls in Mexico due to moisture and graffiti is a problem that threatens architectural heritage and has a negative impact on the environmental surroundings. Addressing it is essential to preserve the beauty of cities and promote sustainability.

Background

Beeswax acts as a waterproofing agent due to its unique chemical structure. Beeswax is a complex mixture of fatty acid esters and long-chain alcohols, giving it hydrophobic and water-repellent properties. This wax is resistant to water and can create a protective layer on the surface it is applied to, protecting it from moisture and other weather elements (SIAP Mexico, n.d.).

The use of this wax as a waterproofing agent is common in the manufacturing of outerwear and accessories such as jackets, hats, and backpacks. Beeswax is used to create a protective coating on these garments, making them water-resistant and allowing them to stay dry and comfortable in rainy and humid conditions, as well as more durable in outdoor use.

Wax is a natural sealant for wood that protects it from moisture and rot. It is used as a waterproofing agent for boards, wood claddings, and exterior wood structures.

Additionally, it is used in the manufacture of concrete sealers for garage floors, warehouses, and other workspaces. These sealers create a hydrophobic barrier that protects the concrete from moisture and chemicals (SL, B. O., 1999).

Based on the above, wax, along with other components, can be capable of coating walls, making them more water-resistant and protecting them from stains, paint (graffiti), and moisture.

This wax is used in the paint industry as an ingredient to enhance paint properties such as water resistance, adhesion, and durability. Additionally, beeswax is used as a natural sealer to protect painted surfaces and other elements that may damage them, such as moisture and abrasion.

It is important to note that beeswax is an organic material and may be susceptible to deterioration over time. Therefore, before using wax as a coating for any surface, it is advisable to conduct tests to determine its effectiveness and durability over time. Additionally, it is important to ensure that the wax used is in good condition and free from contaminants or impurities that may affect its performance (M. Barba, C. P.-S, 2019).

Myristic acid is a long-chain saturated fatty acid. This acid is responsible for the hardness and rigidity of beeswax, making it resistant to water and elements. The fatty acids in the wax are mainly myristic acid, palmitic acid, oleic acid, and linoleic acid. These fatty acids have hydrophobic properties, meaning they repel water and other liquids. When applied to a surface, these fatty acids form an impermeable layer that prevents paint from adhering (Sabella, E. &., 2014).

The hydrocarbons in this wax are mainly squalene, cholesterol, and other similar compounds. These hydrocarbons have a chemical structure that allows them to form a protective coating layer on the surface. When combined with the fatty acids, an effective barrier is created that can prevent paint from adhering to the surface (Soriano, G., March 16, 2023).

Meanwhile, the esters in the wax, such as cetyl ester formed by the combination of cetyl alcohol and cetyl alcohol, can also help form a protective layer. These esters are hydrophobic and can be useful in repelling water and other liquids.

Objective

Create an emulsion with Beeswax in an aqueous base, which offers a preventive solution to the problem of graffiti use on surfaces, acting as a physical and protective barrier on them, preventing external contaminants from adhering directly, safeguarding their aesthetics and avoiding deterioration.

Justification

Wallwax refers to a new formulation of a surface protection and decorative element product against unwanted graffiti. It has an additional anti-humidity barrier effect and is formulated as an aqueous emulsion, so it does not contain organic solvents and is therefore environmentally friendly and safe for people.
This coating is a preventive product, meaning it should be applied before unwanted graffiti occurs. It does not alter the color or appearance of the treated surface, as it remains as a transparent film once applied and dried. Lastly, it creates a physical barrier between the surface and paints and/or inks that is easy to remove, preventing the deterioration of the surface by preventing the paint from penetrating through that barrier.
In addition, Wallwax also refers to a procedure for the production of anti-graffiti emulsions, the method of impregnation on surfaces or elements to be protected, the method of cleaning painted surfaces, and its use as protection against unwanted graffiti.
In this sense, Wallwax is an effective natural and ecological solution based on protective coatings that are easy to apply and prevent surface deterioration. It reduces the aggressiveness of graffiti cleaning methods in case they occur, while avoiding the generation of hazardous waste for the environment and ensuring the integrity and safety of people.
Wallwax acts as an effective barrier against the growth of mold and fungi, thus protecting residents from the risks associated with excessive moisture. Its non-toxic and environmentally friendly composition ensures that no harmful pollutants will be released into the air of closed and/or open spaces, maintaining a safe and healthy environment.

Hypothesis

The application of the Wallwax coating created from 100% natural ingredients will create an environmentally friendly protective film that will prevent external agents such as dust, humidity, and graffiti from coming into direct contact with the following surfaces: cement, quarry stone, plaster, and wood.

Method (materials and procedure)

To be able to make the coating from beeswax, a cleaning process must first be carried out so that it has better adhesion when making the emulsion.

To be able to use it in the melting and emulsification process, and to be able to homogenize it with natural oils, additives, and emulsifiers.

 BEESWAX CLEANING PROCESS

To remove dust particles, pollen, and other external components from beeswax, it needs to go through a cleaning process.

The process is as follows:

1. Receiving materials and beeswax.
2. Melting the beeswax in water.
   • Place the beeswax in the heat-resistant glass beaker.
   • Heat the beaker slowly, making sure the temperature does not exceed 65°C to prevent the degradation of the wax (See figure 1).
   • Once the wax has completely melted, remove it from the heat.
3. Filtering of the beeswax.
   • Place the 2.0mm mesh over another clean and dry container.
   • Pour the melted wax onto the mesh to filter impurities such as bee residues, pollen, and other foreign materials (See figure 1).
   • Allow the wax to fully filter through the mesh. If the wax is too thick, it can be gently heated to help it flow through the filter.
4. Wax refining.
   • If you want to obtain an even purer wax, you can repeat the filtering process using a mesh with 2.0 mm-sized holes to remove finer impurities.
   • Alternatively, a chemical refining process can be used using oxalic acid or sodium bicarbonate to bleach the wax.
5.  Wax storage.

Figure 1: Bee’s Wax Cleaning. Own elaboration.

MELTING AND EMULSIFICATION PROCESS

For the preparation of the coating, the following procedure is carried out (See figure 5):

1. Measure the necessary ingredients to make the aqueous emulsion according to the desired quantity of the final product.
2. Heat the beeswax slowly in a heat-resistant glass beaker until it is completely melted (See figure 2).
3. Add the additive, oil, to improve the properties of the coating and mix at a constant speed using a glass stirrer.
4. Add a counterion of the ionic emulsifier in water.
5. Gradually add distilled water while continuously mixing until a homogeneous emulsion is obtained.
6. Pour and store in a clean and dry container with an airtight lid for resting and later use or storage.

Figure 2: Materials and mixing process and Aqueous Emulsion from Beeswax.   Own elaboration.

APPLICATION OF COATING ON SURFACES

The coating can be applied on surfaces such as concrete, plaster, quarry, stone, and wood.

The application method consists of using a brush to evenly spread the aqueous emulsion on the surface to be treated.

The drying time of the coating varies depending on the surface on which it is applied, with an average drying time of 30 minutes.

Table 1 Drying time by surface type

If a thicker protective barrier is desired or if it is necessary to completely cover pores, it is recommended to apply a second coat of the coating after the established drying time.

REMOVAL OF GRAFFITI AND COATING ON SURFACES

The removal of graffiti on smooth surfaces is done with the help of a cloth and hot water. The cloth is soaked in hot water and then directed with pressure to the area where the graffiti is located on the treated surface until the graffiti is no longer visible.
For the removal of graffiti on porous surfaces, it is necessary to remove the coating on the treated surface. The removal of the coating applied on surfaces is similar to the removal of graffiti and can be done in the following ways:

• By using hot water directed with pressure to the treated surface.
• Using a cloth soaked in hot water and applied with pressure to the surface.

Method Gallery

Results

Beeswax was obtained from local beekeepers (in the municipalities of Jilotepec and Chapa de Mota), which was mixed with particles of pollen, dust, water, honey, and natural residues. Therefore, a cleaning and purification process was carried out (See figure 3).

Figure 3: Before and after the Beeswax Cleaning Process. Own elaboration.

The beeswax was subjected to a melting process at a temperature of 65°C, followed by a filtration process, which was repeated three times to eliminate 97% of impurities and restore the wax to its original color (See figure 4).

Figure 4: Purified Beeswax. Own elaboration.

Since beeswax obtained from the region may have different shades, pH tests were conducted, which showed that despite the different shades, the beeswax had the same pH. Therefore, using beeswax with different shades does not affect the aqueous emulsion, as it retains the same properties.

The product was subjected to toxicity tests, based on the “NOM-010-STPS-2014”, which consisted of applying the product with a brush to the person’s forearm. While the product remained in contact with the skin, no negative reaction was observed, and there were no signs of irritation, allergy, or pain in the body. Therefore, it can be said that this product is not toxic to humans.

The average drying time of the coating applied to surfaces is 30 minutes.

The coating forms a protective barrier when the emulsion applied to the treated surface dries. This prevents external agents such as dust, moisture, and graffiti from coming into direct contact with the treated surface, preventing wear and tear.

The coating was applied to concrete blocks, which were exposed to the weather for 6 months. Figure 8 shows how moisture did not penetrate the area with the emulsion and the durability of the coating on the surface.

Figure 5: Concrete block with emulsion exposed to the elements. Own elaboration.

The process of removing the product was based on the use of hot water under pressure directed towards the surface of the facade. When subjected to the removal process, no residue of the product was observed, without generating odors that affect the personnel in charge of the product removal, and without affecting the aesthetic of the original facade.

Results Gallery

Discussion

The purpose of this project is to create a coating with Alba wax that offers a preventive solution to the problem of graffiti use on surfaces, acting as a physical and protective barrier, preventing external contaminants (graffiti, moisture, dust) from adhering directly, safeguarding their aesthetics and preventing deterioration. Above all, taking advantage of the uncapped or waste wax produced in the northern region of the state of Mexico. The main points of the project will be discussed below.

From the results obtained from the project, it can be said that the cleaning and purification process of beeswax demonstrates the importance of ensuring the purity of the base material of the coating, taking advantage of the properties of the wax. The successful removal of 97% of impurities is crucial for maintaining the quality and effectiveness of the final product.

In addition, the pH test reveals that beeswax, despite having different shades, maintains a constant pH. This suggests that the variability in the color of the wax does not affect the chemical properties of the coating, which is an advantage for large-scale production and the availability of local wax without compromising quality, as the uncapped or waste wax presents different years of elaboration and coloring.

The dermal toxicity tests demonstrate that the product does not cause negative reactions or irritations on the skin. This is essential to ensure that the coating is safe to use in inhabited environments and does not pose a risk to people’s health.

On the other hand, the average drying time of 30 minutes is a positive feature of the product, as it allows for efficient application in construction and maintenance projects. This can save time and resources.

The fact that, so far, the results of the exposure of treated concrete blocks for 6 months outdoors confirm the coating’s ability to protect against moisture and wear caused by external factors such as graffiti and dust. This supports its usefulness as a maintenance and surface preservation solution.

Regarding the removal tests that were carried out, the most effective method of the product is using hot water under pressure, which is efficient and environmentally friendly. The absence of residues and unpleasant odors is a significant advantage, especially in urban areas where coatings can be applied frequently.

Overall, the results of the project support the feasibility and effectiveness of the WALLWAX product. These results indicate that this Alba wax-based coating is an environmentally friendly and safe solution for use in construction and maintenance applications. Additionally, its ability to protect surfaces from factors such as moisture and graffiti makes it a promising option for the preservation of buildings and structures.

Conclusions

The experimental predictive hypothesis is accepted since Wallwax creates an environmentally friendly protective film that prevents external agents (dust, moisture, and graffiti) from coming into direct contact with the following surfaces: cement, quarry stone, plaster, and wood.

The process of cleaning and purifying beeswax was carried out to remove dead cells and particles such as dust and pollen, and to enhance its properties and quality.

Five different emulsion mixtures were executed to establish the best alternatives of additives and emulsifiers that provide better fixation and adhesion when combined and mixed with beeswax (See Figure 6).

Figure 6: Aqueous Emulsion Mixtures. Own elaboration.

Toxicity, pH, and weathering tests were carried out on porous surfaces to measure the level of durability and fixation on them, in order to establish the level of efficiency of the coating.

To create an aqueous emulsion with beeswax, ingredients such as additives, emulsifier, and water were needed. Additives were used to improve different characteristics of beeswax, such as viscosity and adhesion capacity. The emulsifier, on the other hand, is a crucial ingredient for the proper mixing of beeswax with water to create the emulsion. Water, as the main component of the emulsion, is used to dilute beeswax and other components.

One of the most important benefits of using aqueous emulsion of beeswax on walls is its ability to resist graffiti paint. Beeswax creates a non-porous surface that makes it difficult for paint to adhere. Additionally, the aqueous emulsion of beeswax can be easily cleaned with mild detergent and water, allowing graffiti paint to be removed without damaging the coated surface.

Another important benefit of using aqueous emulsion of beeswax is its ability to resist moisture and mold. Beeswax is naturally resistant to water and moisture, making it ideal for use in damp areas such as bathrooms and kitchens. Additionally, beeswax has antibacterial and antifungal properties, making it useful for preventing the growth of mold and bacteria on walls.

Finally, aqueous emulsion of beeswax is also an environmentally friendly and sustainable option for coating the walls of the house. Unlike synthetic wall coatings that emit harmful chemicals into indoor air, aqueous emulsion of beeswax is a natural material that does not pollute the environment or affect human health.

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