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La impermeabilización en la construcción

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.

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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.

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.

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.