La impermeabilización
en la construcción
Raúl Huerta Martínez.
Existen numerosos problemas en torno a la impermeabilización,
y esto no se debe a la falta de productos efectivos, sino más
bien, a la complejidad creciente de la construcción y una incapacidad
para coordinar las superficies de contacto entre la multitud de sistemas
de construcción involucrados en un simple edificio.
Controlando adecuadamente el agua subterránea, el agua de lluvia,
y el agua superficial, se podrán prevenir daños y evitarán
reparaciones innecesarias en las construcciones. De hecho, el agua es
el elemento climático más destructivo del concreto, y
la mampostería, así como de estructuras de piedra natural.
Las técnicas de impermeabilización preservan la integridad
y la utilidad de una estructura a través de la comprensión
de las fuerzas naturales y su efecto durante el ciclo de vida. La impermeabilización
también involucra elegir los diseños y los materiales
apropiados para contrarrestar los efectos dañinos de estas fuerzas
naturales.
La construcción en el sitio requiere combinar numerosos oficios
de construcción y sistemas en las construcciones para evitar
la infiltración del agua. Nuestra incapacidad para reunir efectivamente
estos varios componentes, causa la mayoría de los problemas de
infiltración de agua. La experiencia ha demostrado que hasta
el 90% de los problemas de infiltración de agua ocurre dentro
del 1% del área superficial de una construcción. Una incapacidad
para controlar la instalación y los detalles, vinculando varios
sistemas de impermeabilización en una construcción, crea
estos problemas.
A fin de evitar todas las causas posibles de la infiltración
de agua, una construcción debe ser tratada con materiales a prueba
de agua. Dichos sistemas a prueba de agua deben interactuar íntegramente
para evitar la infiltración de agua. Si alguno de éstos
falla o no actúa integralmente con todos los otros sistemas,
ocurrirá una fuga.
Aun con los avances tecnológicos continuos en los materiales,
el agua continúa creando problemas innecesarios. Esto se debe
la mayoría de las veces a una incapacidad de aplicar la impermeabilización
para que actúe como un sistema integrado que evite la infiltración
del agua y de los contaminantes. Frecuentemente se diseñan varios
sistemas en una construcción, eligiendo y actuando independientemente,
en lugar de hacerlo coherentemente.
El detallado de las transiciones de un sistema a otro o los terminados
en componentes estructurales con frecuencia pasan desapercibidos. Las
sustituciones de productos que no actúan integralmente con otros
sistemas especificados crean problemas y fugas. La atención inadecuada
a las características de movimiento de una estructura puede causar
un esfuerzo a los sistemas que están en su lugar, y que no son
capaces de soportar. Todas estas situaciones que actúan separadamente,
o en combinación, eventualmente causarán infiltración
de agua. Por su parte, la nueva tecnología basada en aditivos
cristalizadores se presenta como la solución de vanguardia a
los problemas de impermeabilización, protección y mejoramiento
del concreto.
Defectos del concreto
Con modestas inspecciones oculares in situ, hasta sofisticados exámenes petrográficos en laboratorio se pueden detectar defectos en el concreto que afectaran la vida útil de las estructuras: Poros, aire atrapado y nidos de abeja, son causados por segregación durante el mezclado y el proceso de colocación del concreto, y se manifiestan desde la forma de pequeñas burbujas y oquedades algo mayores. Un concreto en estas condiciones puede acrecentar significativamente las filtraciones en el elemento estructural y afectar su durabilidad al exponer su su acero de refuerzo.
Los capilares en los elementos estructurales son finísimos conductos formados al escapar el agua de sangrado; es decir, parte del agua de mezclado que se pierde al no combinarse con el cemento. El ingreso de los líquidos al concreto se producirá, en este caso, por absorción capilar, fenómeno físico que tiene origen en las acciones intermoleculares del concreto y el agua en este caso. Las microfisuras y fisuras son causadas por esfuerzos estructurales, térmicos y de contracción por secado. Generalmente se encuentran entre los 100 µm y los 3.000 µm.
Durabilidad y permeabilidad del concreto
La falta de durabilidad por causas externas
es causada por la agresión del medio ambiente con ataques de origen
químico, físico y mecánico. Entonces, como la permeabilidad
es la responsable del ingreso de substancias perjudiciales para el concreto,
los concretos más impermeables serán más durables.
Los ataques químicos dependen naturalmente de la substancia en
cuestión, pero los ácidos son particularmente destructivos.
Para casos graves, aparte de un concreto con características impermeables
se necesita adicionar una película protectora.
Por su parte, los ataques físicos se dan por la acción
destructora que se produce cuando el concreto saturado en agua es sometido
a temperaturas inferiores al punto de congelación. Su aumento
de volumen generara presión en sus poros y capilares causando
desintegraciones parciales hasta la destrucción. Cuanto más
impermeable sea el concreto, menos saturado estará y el daño
será menor.
También están los ataques combinados que se desarrollan
por los sulfatos de sodio, potasio o magnesio disueltos en agua o en
suelos provocan deterioros en las estructuras de concreto y son de acción
"doble", física y química.
La acción química se da en las reacciones entre sulfatos,
la cal hidratada y el aluminato tricalcico del cemento, formando reacciones
fuertemente expansivas y además solubles en agua que al ser arrastrada
por ésta dejan oquedades en la masa del concreto.
La acción física se produce si hay humedecimientos y secados
sucesivos, produciéndose presiones de cristalización de
los sulfatos, provocando con su consiguiente aumento de volumen, desintegraciones
en el concreto similares a las producidas por los ciclos de congelamiento
y deshielo.
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Acerca del lavado de cal, en elementos estructurales donde hay presión
hidráulica en una de las caras puede suceder, si éste
no es lo suficientemente impermeable; o que haya un pasaje de líquido
de una cara hacia la otra que va arrastrando las sustancias solubles
producto de la hidratación del cemento, provocando una desintegración
paulatina. Se aprecia generalmente en los tanques de agua las manchas
blancas llamadas eflorescencia producidas por este fenómeno.
Porosidad y permeabilidad
Estamos en condiciones de afirmar que el concreto es un material netamente
poroso. Tanto la pasta como en los agregados, si lo analizamos por separado.
Los poros, oquedades, capilares y micro fisuras están interconectados
favoreciendo la condición de permeabilidad del concreto a los
líquidos y los gases.
El concreto puede auto protegerse de estos agentes externos si ha sido
correctamente dosificado, moldeado y curado, pero también debemos
considerar en situaciones particulares la utilización de adiciones
especiales que una vez distribuidas en la masa del concreto otorgan
aislamiento hidrófugo y protección en forma permanente
a los ataques.
La impermeabilización
La impermeabilización, con frecuencia catalogada como la primera
entre las causas más frecuentes de las reclamaciones en la construcción,
crea problemas innecesarios. Ningún componente individual de
un edificio que genere tan enormes problemas tiene tan poca estandarización
en la cual basar las mejoras. La industria de la construcción
tiene todavía que adoptar el principio de que la fachada exterior
completa debe ser tratada como una sola unidad cohesiva –un sistema
en el cual todos los componentes individuales son transferidos uno a
otro en un detallado completamente impermeabilizante–. Tal tarea
es complicada en el sitio de la obra. Aun si todos los componentes de
fachada fueran manufacturados de planta, en el sitio de la obra deben
ser ensamblados en una unidad única. También deben desarrollarse
estándares de impermeabilización para transferir coherentemente
los varios componentes de una construcción.
Los arquitectos o ingenieros proporcionan detallado insuficiente para
transferir todos los componentes juntos. Los contratistas carecen de
suficiente supervisión para asegurar que los acabados y los detalles
de transición sean instalados apropiadamente por los múltiples
contratistas en el negocio. Los propietarios son negligentes para implementar
programas de mantenimiento efectivos, enfocándose en el mantenimiento
de la construcción solamente cuando aparecen filtraciones.
Los aditivos "cristalizadores"
Están compuestos por cemento Portland, arena silícea
y varios químicos activos que se agregan en el mezclado del concreto
y reaccionan con la humedad del concreto fresco y con los subproductos
de la hidratación del cemento, ocasionando una reacción
catalítica. Esta reacción genera la formación de
cristales no solubles dentro de los poros y capilares del concreto,
sellándolos permanentemente contra la penetración de agua
y otros líquidos en cualquier dirección. Son recomendados
para: contenedores y represas, plantas de tratamiento de agua potable
o aguas cloacales, cámaras subterráneas, estructuras secundarias
de contención, cimentaciones, túneles, albercas, prefabricados
y estructuras para estacionamientos.
Las ventajas que presenta son: reducen notablemente la penetración
de cloruros; son resistentes a presiones hidrostáticas extremas;
sellan microfisuras de hasta 0.4 mm., de acción permanente y
permite
que el concreto respire. También son altamente resistentes a
las sustancias agresivas; no es tóxico y más económico
que otros métodos además de que no se deteriora en condiciones
normales.
Mezcla en planta con agregado del producto con agua
El impermeabilizante es un producto cementoso de aspecto cristalino que se agrega al concreto durante la mezcla. Se adiciona el polvo seco al camión mezclador; se hace girar la olla y se agrega el 60 al 70% del agua junto con 150 a 230 kg de agregados. Se mezcla el material de 2 a 3 minutos y luego se completa la carga del camión mezclador normalmente.Se realiza una mezcla en forma de lechada en proporción de 5 a 9 Kg., de polvo en 14 litros de agua. Se procede a la carga de los agregados, el cemento y el agua en forma normal con el sistema de la planta (se debe tener en cuenta la cantidad de agua utilizada en la lechada para descontarla de los ciclos de carga). Se vacía el preparado dentro del trompo mezclador y se mezcla 5 minutos. Es importante tener en cuenta, para obtener mezclas homogéneas, no agregar directamente el producto en seco a la olla ya cargada de concreto para prevenir la formación de gránulos que impidan su esparcimiento completo en la mezcla.
Cabe decir que existen productos especialmente formulados para cumplir las variaciones del proyecto y de las condiciones de temperatura. Para cumplir con las prácticas modernas del concreto, que incorporan a la mezcla ciertas adiciones tales como cenizas volantes (fly ash) y escoria, teniendo este producto poco a ningún efecto en el tiempo de fraguado. También concretos ricos en cemento donde se requiera un fraguado normal o ligeramente retardado. Para aquellos proyectos donde se requiera un retardo debido a las temperaturas ambientales o a prolongados tiempos de entrega.
Sistemas de impermeabilización
El proceso de instalación debe estar a la par de los avances
de la tecnología en materiales y sistemas.
Estos productos manufacturados no producen filtraciones; es, más
bien, el detallado inapropiado o la falta de él en integrar productos
en una estructura es lo que causa el problema. Los fabricantes de impermeabilizantes
también deben proporcionar información sobre los detalles
correctos para las transiciones y los métodos de aplicación
usados para incorporar sus materiales en una construcción específica.
Finalmente, deben promoverse las pruebas para asegurar el ciclo de vida
más efectivo de estos componentes de transición, que con
frecuencia son la fuente inicial de infiltraciones de agua y daño
estructural. ¿De qué sirve un tiempo de vida de 10 años
para una membrana impermeabilizante cuando el detallado de la transición
entre él y los sistemas adjuntos durará solamente 5 años?
Todos los contratistas de fachadas exteriores, desde el albañil
que está instalando botaguas hasta el electricista que está
instalando la luz exterior, requieren de las habilidades para aplicar
impermeabilizantes.
Todos los trabajadores deben de tomar consciencia de los requisitos
de impermeabilización y su papel en mantener la eficacia de la
hermeticidad al agua de la construcción que se esté realizando.
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Referencias:
Michael T. Kubal, Impermeabilizando la envoltura del edificio, 2006.
Sebastián Cichello (Prokrete), La impermeabilización del
futuro, Asociación Argentina del Hormigón Preparado, abril
de 2007.
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