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Impermeabilización y protección contra la humedad

La presencia de agua en la estructura, produce alteraciones en sus características físicas e incluso mecánicas que significan cuantiosas pérdidas de recursos para las empresas y los propietarios de inmuebles.

Para visualizar estas alteraciones baste recordar la dependencia que existe entre el aislamiento térmico y el contenido de humedad del material aislante, o los daños por incorporación de sales agresivas disueltas. Algunas de estas sustancias agresivas pueden ser sales contenidas en el suelo en contacto con las cimentaciones, como por ejemplo el sulfato de calcio y de magnesio, o bien gases agresivos.
Así, el dióxido y trióxido de azufre, presentes en la atmósfera de ciudades altamente contaminadas, al combinarse con el agua de lluvia, originan las conocidas lluvias ácidas, por formación de ácido sulfúrico, que reacciona con los conglomerantes alcalinos de acuerdo al siguiente esquema de ataque.
Cuando la concentración de sulfato de calcio, en la solución intersticial, es suficientemente elevada se combina con los aluminatos hidratados del cemento formando una sal de sulfoaluminato de calcio hidratado de carácter fuertemente expansivo, denominada etringita, que es capaz de disgregar la estructura del concreto o mortero atacado. Por otra parte la presencia de concentraciones elevadas de CO₂ atmosférico, puede provocar una paulatina disminución de la alcalinidad de los compuestos cementicios, debido a la transformación del hidróxido de calcio Ca (OH)₂ en carbonato o bicarbonato de calcio, este último soluble en agua. La consecuente reducción del pH de la pasta de cemento, por efecto de la transformación indicada, elimina la protección básica generada sobre el acero de refuerzo por el ambiente altamente alcalino, facilitando el inicio del fenómeno de oxido reducción (corrosión), en presencia de agua y oxígeno.
Independientemente del ataque químico indicado, la presencia de humedad en muros y losas, altera su capacidad de aislamiento térmico y facilita la proliferación de hongos y bacterias, produciendo las características manchas negras en el interior de las viviendas. Finalmente la penetración de agua al interior de materiales porosos, como ladrillos, morteros o concretos, puede disolver las sales solubles contenidas en los poros abiertos, produciendo manchas conocidas como eflorescencias.

Mecanismos de penetración del agua
Los principales mecanismos que conducen a la absorción de agua por parte de un material son: Absorción por capilaridad; permeabilidad al agua de escurrimiento superficial, subterráneo o de depósitos, y condensación capilar.

Absorción por capilaridad
Todos los materiales de construcción absorben agua a través de sus capilares abiertos. Esto ocurre principalmente en superficies expuestas como fachadas y en los muros de cimentación, no impermeabilizados, en contacto con el terreno.

Permeabilidad
La presión de agua, incluso cuando es muy reducida, fuerza la penetración del agua a través de los capilares de mayor diámetro y poros abiertos, permitiendo su paso al interior de las estructuras. No obstante lo anterior, los numerosos ensayes realizados han demostrado que la penetración de agua a través de elementos de concreto de alta resistencia, con contenidos de cemento iguales o superiores a 300 kg/m3 y relaciones a/c inferiores a 0,5, es lenta y reducida, ya que difícilmente alcanza los 5 a 6 cm., incluso con una presión hidrostática relativamente elevada. En estos casos la permeabilidad de la estructura se produce principalmente a través de puntos de discontinuidad, tales como fisuras, grietas, concretos poco compactados así como juntas de concreto mal ejecutadas.

Absorción por condensación
Esta condensación ocurre cuando el aire a una determinada temperatura contiene una cantidad de agua, en forma de vapor, superior a su capacidad de retenerla (punto de condensación). El mecanismo de condensación capilar determina la humedad de equilibrio propia de un material y depende de la cantidad y diámetro de capilares que este tenga. Este valor, conocido como higroscopicidad, puede verse alterado por la presencia de sales solubles que aumentan la humedad de equilibrio de un determinado material. De acuerdo con lo anterior, un material debe considerarse seco cuando contiene la humedad de equilibrio correspondiente al ambiente en el
que está inmerso.
Como la humedad de equilibrio depende del ambiente que rodea los materiales utilizados y ésta necesariamente varía con los cambios climáticos estacionales, los elementos expuestos, como en el caso de fachadas, deben permitir el intercambio de vapor, propiedad que se conoce como difusión de vapor y que resulta fundamental en la protección de superficies expuestas. A este respecto la teoría de Künzel establece que una fachada o superficie expuesta a la intemperie estará protegida cuando su capacidad de difusión de vapor supera la capacidad de absorción de agua.

Protección e impermeabilizado
El incremento de la construcción en altura, producido por la necesidad de un mayor número de viviendas y el aumento del costo de los terrenos en zonas urbanas, ha generado la necesidad de proteger mayores superficies expuestas a la absorción de agua, como por ejemplo; terrazas, techos planos y subterráneos. Para cubrir esta necesidad actualmente existen un número importante de alternativas de protección e impermeabilización las que pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes criterios: Productos para protección de parámetros expuestos que no estén sometidos a presión hidrostática, o productos impermeabilizantes capaces de resistir presión hidrostática.
Dentro de esta clasificación, para una adecuada elección del tipo de producto a utilizar en la protección de fachadas y paramentos verticales expuestos, dentro de la vasta gama de revestimientos y pinturas impermeables que ofrece el mercado, es necesario considerar su capacidad de difusión de vapor, a fin de no alterar la habitabilidad de los recintos en contacto con el paramento protegido. Por otra parte, los productos impermeabilizantes capaces de resistir presión hidrostática disponible, pueden clasificarse de acuerdo a distintos criterios entre los cuales están:
1. Según el material con que están constituidos: asfaltos, acrílicos, polietileno, PVC y otros.
2. Según su elasticidad: rígidos, semielásticos y elásticos.
3.Según su adherencia a la base: adheridos o flotantes.
4. Según su forma de aplicación: láminas prefabricadas adheridas o flotantes, láminas de formación in situ, productos que impermeabilizan por formación de cristales que sellan los poros abiertos, y productos impermeabilizantes incorporados al material, generalmente concreto, durante su elaboración.
Cada uno de los tipos de impermeabilización descritos presenta ventajas y desventajas que pueden resumirse como sigue:
El uso de láminas prefabricadas asfálticas y PVC tiene la ventaja de un espesor y características constantes pero su colocación requiere de uniones soldadas por termofusión, lo que incrementa la posibilidad de fallas, producidas por errores de ejecución y a las tensiones generadas por la contracción del material al enfriarse.
Sobretodo en el detallado de retornos en los encuentros con muros, ductos y pasadas, debido a las dificultades de ejecución que estos puntos presentan. Estas láminas son generalmente degradables cuando no están protegidas, lo que se traduce en una pérdida progresiva de su elasticidad.
Otra consideración que debe tenerse presente respecto a las láminas asfálticas, es su baja resistencia al ataque de solventes y ácidos orgánicos débiles, lo que limita su utilización, sin protección, en muros en contacto con suelos que contengan materias orgánicas o superficies expuestas a derrames de solventes orgánicos como bencina y aceites, entre otros.
Las láminas de formación in situ, elaboradas sobre la base de emulsiones acrílicas, como los acrilatos de estireno, en general presentan una buena resistencia a la radiación ultravioleta y envejecimiento, debido al mayor aporte de energía necesario para romper los enlaces iónicos de estos tipos de polímeros, son resistentes a los ácidos orgánicos débiles y además permiten resolver, en forma simple, los puntos singulares, incluso con detalles complejos. Tienen el inconveniente de requerir un estricto control de aplicación, ya que el espesor de la lámina depende del aplicador y el método utilizado, lo que puede traducirse en la existencia de puntos con espesores variables e incluso insuficientes, aumentando la probabilidad de dejar poros abiertos, que pueden provocar filtraciones puntuales. Por este motivo, la aplicación de estas membranas debe realizarse siempre en dos o más capas, que minimicen la posibilidad de coincidencia de poros, siendo recomendable su aplicación con pistolas de proyección, ya que este procedimiento permite lograr espesores más uniformes y reduce el riesgo de formación de poros por defectos de colocación.
La elasticidad del material utilizado es otro factor relevante a considerar en la elección del producto adecuado para cada caso. A este respecto es necesario hacer presente que el uso de impermeabilizantes rígidos, con base en morteros, cementos modificados, o sellantes de superficie, en estructuras sometidas a deformaciones es una de las causas recurrentes de fallas de la impermeabilización colocada. De lo anterior, resulta evidente la necesidad de conocer el grado de elasticidad del producto utilizado y compararla con la deformación que pueda tener la estructura, sobretodo si es probable que se generen fisuras después de aplicada la impermeabilización o bien si existen fisuras activas, cuya abertura y movimiento deben ser absorbidos por la impermeabilización utilizada. En este aspecto, el uso de láminas flotantes permite independizar la impermeabilización del substrato evitando el reflejo de fisuras, pero tiene el inconveniente de que posibles fallas puntuales, producidas por defectos en las uniones soldadas o por indentación del material colocado, son difíciles de localizar, debido a que el agua se acumula bajo la impermeabilización, por lo que las filtraciones pueden aparecer a varios metros del punto de falla en cualquier dirección y un problema puntual puede comprometer toda la zona impermeabilizada.
Resumiendo lo expuesto puede concluirse que el éxito de una impermeabilización depende fundamentalmente de la elección de un producto adecuado al comportamiento de la estructura en servicio, de su ubicación, de la protección considerada y de la realización de un proyecto de impermeabilización que resuelva los puntos singulares, propios de cada obra, considerando las características del material elegido. c

Fotos: Archivo CyT.
Referencias bibliográficas: Tomado de Impermeabilizaciones, de Fernando Arancibia, Ingeniería y Construcción, 2009.