acción patológica del agua en la construcción

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1 ACCION PATOLOGICA DEL AGUA EN LA CONSTRUCCION. LA HUMEDAD COMO LESION. CAUSAS, EFECTOS, MEDIDAS PREVENTIVAS Y SOLUCIONES Pablo Enrique Azqueta * Unidad de Investigación en “Calidad, Patología Y Rehabilitación de Edificios” CaPRE, del Centro para la Promoción de la Investigación en Arquitectura CEPIA Facultad de Arquitectura, Planeamiento y Diseño. Universidad Nacional de Rosario / Argentina. Consultor Técnico en Acondicionamiento Higrotérmico, Patología Edilicia y Acústica Arquitectónica. 1º de mayo 2563 / 2000 Rosario / Argentina / Tel (+54 341) 481 6598 / Fax: (+54 341) 481 4290 e-mail: [email protected] RESUMEN La humedad en la construcción es a su vez causa y efecto de un importante número de procesos patológicos en la edificación que comprometen el confort de los usua- rios, menoscaban el patrimonio edilicio y afectan la salud de sus habitantes. Basado en un trabajo anterior (1) en donde se hace hincapié en los fenómenos de condensación de humedad, y en virtud a la recurrencia de los diversos tipos de lesio- nes que el agua provoca en las construcciones, se retoma el tema, pero en esta oca- sión, con el énfasis puesto en las medidas preventivas, tanto de diseño, como de eje- cución, uso y mantenimiento, que se deberían tomar para evitar su aparición. Del mismo modo, ante la manifestación del problema, se indican los aspectos a con- siderar para determinar su origen, con un acento en la multicausalidad, concurrencia y potenciación de los procesos patológicos afines. Por último se proponen algunas soluciones constructivas para sanear las construccio- nes que padecen este tipo de deterioros, los que, aún basándose su origen en fenóme- nos ampliamente conocidos, ocupan junto a fisuras y grietas un lugar preponderante en el cuadro de lesiones que afectan las edificaciones de la región. (1) AZQUETA, Pablo Enrique “Patología y Terapéutica de las Condensaciones de Humedad en la Construcción”. (25 páginas). Expuesto y Publicado en el” II Seminario Internacional de la Construcción Industrializada – INNO- VARQ 2001” / Buenos Aires, Argentina, julio de 2001. * Arquitecto. Profesor Adjunto FAPyD UNR. Argentina. Master en Restauración Arquitectónica. Universidad Politécnica de Madrid. “Especialista en Patología y Terapéutica de la Edificación” y “Es- pecialista en Teoría, Historia e Intervención en la Rehabilitación de Edificios”. Escuela Técnica Supe- rior de Arquitectura de Madrid, UPM. Consultor Técnico independiente en Luminotécnica, Patología Edilicia, Acústica Arquitectónica y Acondicionamiento Higrotérmico de Edificios.

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Problemas, soluciones de la acción del agua en las obras. Humedad de cimientos, humedad ascendente, etc

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    ACCION PATOLOGICA DEL AGUA EN LA CONSTRUCCION. LA HUMEDAD COMO LESION. CAUSAS, EFECTOS, MEDIDAS

    PREVENTIVAS Y SOLUCIONES

    Pablo Enrique Azqueta*

    Unidad de Investigacin en Calidad, Patologa Y Rehabilitacin de Edificios CaPRE, del Centro para la Promocin de la Investigacin en Arquitectura CEPIA

    Facultad de Arquitectura, Planeamiento y Diseo. Universidad Nacional de Rosario / Argentina.

    Consultor Tcnico en Acondicionamiento Higrotrmico, Patologa Edilicia y Acstica Arquitectnica.

    1 de mayo 2563 / 2000 Rosario / Argentina / Tel (+54 341) 481 6598 / Fax: (+54 341) 481 4290 e-mail: [email protected]

    RESUMEN La humedad en la construccin es a su vez causa y efecto de un importante nmero de procesos patolgicos en la edificacin que comprometen el confort de los usua-rios, menoscaban el patrimonio edilicio y afectan la salud de sus habitantes.

    Basado en un trabajo anterior (1) en donde se hace hincapi en los fenmenos de condensacin de humedad, y en virtud a la recurrencia de los diversos tipos de lesio-nes que el agua provoca en las construcciones, se retoma el tema, pero en esta oca-sin, con el nfasis puesto en las medidas preventivas, tanto de diseo, como de eje-cucin, uso y mantenimiento, que se deberan tomar para evitar su aparicin.

    Del mismo modo, ante la manifestacin del problema, se indican los aspectos a con-siderar para determinar su origen, con un acento en la multicausalidad, concurrencia y potenciacin de los procesos patolgicos afines.

    Por ltimo se proponen algunas soluciones constructivas para sanear las construccio-nes que padecen este tipo de deterioros, los que, an basndose su origen en fenme-nos ampliamente conocidos, ocupan junto a fisuras y grietas un lugar preponderante en el cuadro de lesiones que afectan las edificaciones de la regin.

    (1) AZQUETA, Pablo Enrique Patologa y Teraputica de las Condensaciones de Humedad en la Construccin. (25 pginas). Expuesto y Publicado en el II Seminario Internacional de la Construccin Industrializada INNO-VARQ 2001 / Buenos Aires, Argentina, julio de 2001. * Arquitecto. Profesor Adjunto FAPyD UNR. Argentina. Master en Restauracin Arquitectnica. Universidad Politcnica de Madrid. Especialista en Patologa y Teraputica de la Edificacin y Es-pecialista en Teora, Historia e Intervencin en la Rehabilitacin de Edificios. Escuela Tcnica Supe-rior de Arquitectura de Madrid, UPM. Consultor Tcnico independiente en Luminotcnica, Patologa Edilicia, Acstica Arquitectnica y Acondicionamiento Higrotrmico de Edificios.

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    INTRODUCCION El destino del hombre est estrecha e indisolublemente vinculado al agua. Vivimos en un mundo mayoritariamente cubierto de agua. En los ocanos se inici la vida y nuestro propio cuerpo est compuesto de agua por entre un 75 % y un 50 % de su pe-so total. Privados de consumirla nuestras posibilidades de supervivencia se ven redu-cidas drsticamente a unos pocos das.

    El agua es un poderoso disolvente y slo se encuentra pura, es decir en condiciones de ser consumida por los seres humanos (con una proporcin de sales, minerales, ga-ses disueltos e, incluso de microorganismos compatibles con la vida), en una reduci-da proporcin. En la mayora de los casos, sobre todo en los grandes conglomerados urbanos, requiere de importantes inversiones en plantas cada vez ms grandes, para su potabilizacin y para el tratamiento de los deshechos metablicos de sus habitan-tes (aguas servidas) y principalmente, de los efluentes industriales, que la tienen co-mo destino final de sus emisiones; por lo que tan vital elemento se est transforman-do da a da en un bien cada vez ms escaso.

    El hombre ha irrumpido de diversas maneras en su ciclo natural y al alterarlo, deber pagar por ello un alto precio, no pocas veces incluso, con su propia vida. Lluvias in-tensas, tormentas devastadoras, grandes inundaciones, aludes, crecimiento desmedi-do de los acuferos o sequas prologadas son parte del precio de la antropizacin des-controlada del terreno natural.

    Las construcciones del hombre constituyen un medio artificial que debe protegerse de la accin ms o menos agresiva del medio natural en que se inserta, al menos por un tiempo razonable en el que cumpla la finalidad para el que ha sido creado pero, ms tarde o ms temprano, la imperturbable tenacidad de la naturaleza tornar en mineral de hierro el acero del que fue extrado.

    Resulta de inters para alcanzar los objetivos que se propone este trabajo, analizar los diferentes modos en que el agua ingresa a nuestras construcciones, los mecanis-mos a travs de los cuales se mueve dentro de stas o es evacuada al exterior y como, su aparicin incontrolada en la superficie o en la propia masa de los cerramientos la convierte en una lesin a la que nos referimos genricamente como: humedad.

    PRECISANDO CONCEPTOS Y MECANISMOS Un material poroso "seco" contiene siempre una cierta cantidad de agua que no es fija: depende del equilibrio que se establece entre l y el aire que lo rodea.

    La superficie interna de los poros se recubre de molculas de vapor de agua por la atraccin entre stas y las molculas del material. Este fenmeno se denomina: ad-sorcin de vapor (conocido tambin como: sorcin), y su cantidad depende, entre otros factores, de ciertas caractersticas fsicas como lo es el tipo de estructura porosa del material (tubular, celular, continua, formando redes, discontinua, etc.) y de la humedad relativa del ambiente determinada a su vez por la humedad absoluta (canti-dad de vapor de agua presente, medida en gramos de agua por cada metro cbico de aire seco o, tambin, como Presin de vapor de agua en kPa), y la temperatura del ai-re.

    Para unas dadas condiciones de temperatura y humedad del aire en contacto con un material, se denomina humedad de equilibrio (HE) a la mxima cantidad de agua adsorbida por ste, es decir la mxima cantidad de molculas de vapor de agua que, como fuera dicho, por efecto de la atraccin molecular se deposita en la superficie in-

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    terna de los poros. Esta es la humedad "normal" para un material determinado. Es re-cin, a partir de la presencia de una cierta cantidad de agua que supera la que corres-ponde a la de su equilibrio con la humedad relativa HR del aire, que un material se considera hmedo. Existen materiales con un escaso o nulo grado de higroscopicidad y otros que, como

    el yeso o algunas sales higroscpicas, poseen una gran capacidad de adsorcin, y cuya pre-sencia puede modificar significativamente el comportamiento hdrico de un elemento cons-tructivo, hacindolo es-pecialmente vido de agua, ya sea en forma de vapor o lquida.

    Los procesos de adsor-cin y desorcin que se producen de acuerdo a la variacin de la hume-dad ambiental y a la ca-pacidad de intercambio

    que posean los acabados interiores y el mobiliario, hacen que estos acten como re-guladores de humedad y colaboren en el mantenimiento del confort higrotrmico in-terior, pero es bueno recordar tambin, que si un material (Vg. la madera) se seca por debajo de su HE, puede volverse frgil, mientras que si se humedece por encima de ella facilita el desarrollo de distintos procesos patolgicos.

    LA DIFUSION DEL VAPOR DE AGUA De un modo anlogo a lo que ocurre cuando dos medios se encuentran a distinta temperatura, en los que se establece un flujo de calor tendiente a equilibrar el siste-ma, lo propio sucede cuando se presenta un desequilibrio en las presiones de aire (o en las tensiones parciales de algunos de sus componentes como lo es el vapor de agua), entre dos medios separados por un material poroso. Se produce un flujo de vapor de agua (difusin), cuya velocidad y magnitud es funcin de la permeabilidad del material, del espesor de ste, y del gradiente de presiones a uno y otro lado. La capacidad de difundir el vapor, junto a la de adsorcin y desorcin del mismo acorde a la variacin de las condiciones ambientales, es lo que suele llamarse: respiracin de los paramentos. EVAPORACION La evaporacin es un cambio de fase del agua a temperatura ambiente.

    El aire no saturado es vido de agua (tanto ms cuanto menor sea su humedad relati-va) y causa en el medio que lo rodea un efecto deshidratante.

    An cuando la interfase agua-aire (lmina de aire ms prxima a la superficie del l-quido y en contacto con ste) se halle saturada, las molculas de vapor de agua son de igual modo atradas y difundidas hacia zonas de aire no saturado, siendo reempla-

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    zadas continuamente por nuevas molculas de lquido. Este proceso se reproduce con intensidad decreciente a medida que se incrementa la HR. El frente hmedo o interfase agua-aire no se presenta slo en la superficie exterior de un cuerpo sino que puede hacerlo en el interior de la masa del mismo pudiendo dar lugar a procesos patolgicos como el de cristalizacin de sales higroscpicas.

    ABSORCION DE AGUA LIQUIDA Se produce cuando el agua penetra en un material como consecuencia de una dada presin, como puede darse en la accin combinada de la lluvia y el viento sobre un cerramiento o el efecto de una cierta presin hidrosttica.

    SUCCION CAPILAR La succin capilar es un fenmeno fsico complejo de penetracin y movimiento del agua lquida dentro de un material poroso, no debido a la presin de aquella, sino a la combinacin de fuerzas electromoleculares, tensin superficial del agua y presin atmosfrica. Puede decirse que la penetracin del agua por capilaridad se debe a que la fuerza de atraccin entre sta y el slido supera la tensin superficial de la gota (que en ausencia de presiones externas la lleva a adoptar la forma esfrica para mi-nimizar su superficie exterior), y la obliga a extenderse y recubrir la red porosa mo-jando de ese modo el cuerpo.

    Tanto en su caracterizacin como en su magnitud los fenmenos hdricos de los ma-teriales porosos estn fuertemente ligados a la forma y distribucin de los poros y a sus dimensiones. Existen redes de tubos capilares abiertos, interconectados por bra-zos, algunos de estos ciegos (los que slo pueden ser llenados parcialmente con agua u otros lquidos por el incremento de la presin que estos ejercen en su interior); otros poros cerrados y aislados, que slo permiten el ingreso de vapor de agua, etc.

    Por su tamao se diferencian tres tipos de poros: los microporos y los poros de gel con radios inferiores a 10-7 y 10-9 m respectivamente. Estos poros slo permiten el ingreso de vapor de agua (el agua lquida forma macromolculas cuya dimensin es de 10-8m 10 nanmetros, mientras que las molculas de vapor de agua son de un orden de magnitud menor: 10-9m 1 nm). Los macroporos o poros capilares poseen un radio entre 10-7m y 10-4m y favorecen la absorcin capilar, permitiendo el trans-porte de agua y otros fluidos. Un ensayo de laboratorio permite comprobar la capaci-dad de ascenso de una columna de agua en funcin de la seccin de un capilar. Si el mismo posee 1 mm de dimetro el agua sube unos 15 mm, pero si se reduce el di-metro del tubo a 0,01 mm (10-5m) el agua puede alcanzar los 15 m de altura. No obs-tante, la velocidad de absorcin disminuye a medida que los capilares se estrechan, detenindose cuando el dimetro es del orden de los 10 nm (10-8m).

    En los poros de aire (cuyos radios superan los 10-4 m) no ocurre el fenmeno de ca-pilaridad y el ingreso de agua slo es posible por medio de una dada presin hidros-ttica.

    MICROPOROS 10-4 m Sin capilaridad

    CLASIFICACION SEGUN LA DIMENSION DE LOS POROS

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    Volumen de los poros El volumen de los poros es el porcentaje que ocupan los poros del volumen total del material de construccin de que se trate. Si el mismo tuviera un volumen de poros del 18 % significa que un metro cbico del material contiene 180 litros de poros (que es el volumen mximo que puede ser ocupado por un lquido o gas). Conocido tam-bin como la capacidad de humedad saturada Qs [m3/m3] que indica el contenido de humedad cuando todos los poros y capilares estn colmados.

    El Volumen aparente de poros es el porcentaje del volumen total que puede ser ocupado naturalmente por agua lquida. Los poros cerrados, los poros de aire, los pe-queos microporos o poros de gel no pueden ser llenados de la misma manera (me ocupar luego brevemente del fenmeno de condensacin microcapilar). Tambin conocido como la capacidad de agua Qa [m3/m3]; esto expresa el contenido de humedad que por absorcin capilar ocupa la zona saturada. Qs es siempre ms grande que Qa, aunque en situaciones excepcionales podran ser iguales. La diferencia entre Qs y Qa expresa aproximadamente el volumen extra de poros al que podra accederse aplicando presin. Un medio de laboratorio para obte-ner tal informacin es el porosmetro de mercurio en el que los poros de probetas de material son llenados con mercurio a presin. Comparando con patrones de referen-cia y segn cantidad de mercurio utilizado y la presin aplicada se pueden determinar algunas caractersticas de la porosidad del material.

    POROSIDAD VOLUMEN APARENTE VOLUMEN

    LADRILLO MACIZO 19% 29% HORMIGON 14% 22% HORMIGON ALVEOLAR 29% 72%

    Una experiencia ms simple permite determinar aproximadamente, tanto la porosi-dad abierta de un material (Qa), como su humedad de equilibrio (HE) a una tem-peratura y humedad relativa dadas. En el primer caso se sumerge el material en agua durante algunas horas para su saturacin, se lo escurre y se lo seca a 105 C, estable-cindose el volumen de agua absorbida por una simple diferencia de peso. De modo semejante se establece cual es la humedad de equilibrio HE de un material expuesto un tiempo al aire con una temperatura y humedad relativa constante. A modo de ejemplo, la HE de un ladrillo con una humedad relativa del 60% es de 0,7%. Si la HR se incrementa al 95% el contenido de agua del ladrillo crecer 10 veces, pero an as se lo considerar seco. A un material se lo considera hmedo slo cuando su te-nor de humedad supera la de equilibrio.

    Mecanismo de absorcin de agua El agua es absorbida por los materiales de construccin en forma lquida o de vapor. De acuerdo a la experiencia acerca del tamao y distribucin de los poros, se puede decir que todos los poros estn en condiciones de absorber agua en forma de vapor. Este vapor de agua puede condensarse en el interior de los poros an con humedades relativas menores a la de saturacin, dependiendo del tamao de los mismos. En los microporos o poros de gel el agua se condensa an con una muy baja HR por efecto de un fenmeno conocido como condensacin microcapilar (partiendo de una ecua-

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    cin propuesta por Kelvin es posible determinar que en aquellos capilares que poseen un radio menor a 5 nm (5 x 10-9m) la condensacin se manifiesta ya con una HR = 75 %). Por el contrario, cuanto mayor sea el tamao de los poros tanto mayor deber ser la HR para que se produzca la condensacin. En los capilares mayores y en los poros de aire la HR deber estar prxima al 100 %.

    El nivel que puede alcanzar el agua depende tambin como fuera dicho del tamao de los poros. Mientras que en los poros pequeos y en los microporos, la absorcin se detiene despus de un tiempo, en los poros capilares la absorcin continuar siem-pre que haya un suministro de agua. En los poros ms grandes (poros de aire), la ab-sorcin de agua slo es posible bajo presin. No obstante, bueno es recordar que el agua con presin hidrosttica (debida a gravedad o viento) tiende a ingresar preferen-temente por huecos mayores a 0,5 mm, que son vas de descompresin (juntas cons-tructivas, fisuras, grietas) pero en este caso, la manifestacin de la lesin se evidencia sin lugar a dudas por goteo o chorreadura del lado interior del cerramiento.

    La absorcin capilar de un muro de mampostera con su base anegada, produce un flujo de agua, primero lquida y luego en forma de vapor; establecindose un gra-diente de contenido de humedad con una mayor cantidad de agua en la zona de suc-cin. Se puede de este modo definir varias zonas en un muro sometido a un proceso de absorcin capilar ascendente: la zona saturada (en la que los poros abiertos del material estn llenos de agua); la zona mojada (en cuyos poros coexisten: agua l-quida, vapor de agua y aire); la zona hmeda (en la que circula slo vapor de agua en cantidad superior a la que correspondera a la de su Humedad de Equilibrio - di-fundindose hacia el exterior). Esta caracterstica es uno de los elementos determi-nantes en el diagnstico de las humedades de capilaridad.

    ACCION PATOLGICA DEL AGUA. LA HUMEDAD COMO LESION. CAUSAS Y EFECTOS La Humedad deviene lesin cuando aparece de manera no deseada, de un modo in-controlado y en una proporcin superior al esperable en cualquier material o elemen-to constructivo. Por su origen podemos distinguir al menos cinco tipos de humedades, todas debidas a causas de carcter fsico. Pueden ser primarias o secundarias (resultado de otra le-sin previa) pero en general todas actan como desencadenantes o favoreciendo el desarrollo de diversos procesos patolgicos. Se enumeran y analizan sucintamente los diversos tipos de humedades de acuerdo a su origen Humedad de obra Como ya fue dicho, el agua es utilizada intensamente en la realizacin de una obra, en especial del tipo tradicional hmeda. Una vez cumplido su objetivo, su excedente debe evaporarse hasta alcanzar la humedad de equilibrio. Este proceso insume lapsos prolongados muchas veces incompatibles con los tiempos de ejecucin y en muchas otras, adems, la humedad queda confinada entre acabados superficiales, en general mucho menos permeables, lo que dificulta su evaporacin al ambiente.

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    Humedad capilar Es el agua del terreno donde se asienta el edificio, que busca equilibrarse con el medio ambiente a travs de aquel. As-ciende por la red de capilares de los pa-ramentos hasta alturas que dependern del tamao de los capilares, de su forma y estructura, de la presin atmosfrica y del potencial elctrico del muro respecto a la fuente de agua.

    Humedad de filtracin Aparece en fachadas y cubiertas y es el resultado directo de la absorcin del agua de

    lluvia que penetra a travs de las estructu-ras macroporosas de los paos ciegos en general o de juntas constructivas abiertas, impulsada por una dada presin hidrost-tica debida el efecto combinado del vien-to y la lluvia o de la fuerza de gravedad, cuando su escorrenta se ve dificultada o impedida.

    Se detecta en salientes como guardapol-vos y aleros y en arranques de muros y zcalos, combinada frecuentemente con

    procesos de microcapilaridad. Se produce tambin a menudo en juntas constructivas, en los encuentros de distintos materiales y en especial en la unin de los muros con la carpintera. Se localiza usualmente en terrazas, balcones y canteros. Humedad accidental

    Es la humedad que se produce por la falla de algn conducto de alimentacin de agua (presurizada, fra o caliente), embu-tidos en general en muros y tabiques, en donde una eventual prdida resulta fcilmente detectable, o de desages pluviales o cloacales (a presin atmosfrica), los que pueden encontrarse embebidos en contrapisos, suspendidos en plenos de cielo rasos o enterrados bajo rasante y prximo a los cimientos.

    Las humedades de condensacin Tienen su origen en el cambio de estado de parte del vapor de agua contenido en el aire, que se encuentra o se genera en los edificios, sobre las superficies interiores de los paramentos o dentro de los mismos. La condensacin se produce, o bien por un incremento de la cantidad de vapor de agua del ambiente sin modificacin significativa de la temperatura del aire (esto ge-

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    nera un aumento de la HR, comenzando la condensacin al alcanzarse la Presin de Vapor de Saturacin Pvs), o por un descenso de la temperatura, an sin variar el contenido de vapor de agua en el aire (lo que producir de igual modo un aumento de la HR, inicindose la condensacin al alcanzarse la temperatura de roco tr). Si la condensacin se produce en la superficie interior de un cerramiento se la llama condensacin superficial y si ocurre dentro de aquel se la denomina condensacin intersticial. EFECTOS PATOLOGICOS Los daos y lesiones que provocan los diversos tipos de humedades hasta aqu enu-merados son: Eflorescencias: Se producen tanto en la cara interior como exterior de los paramen-tos, por efecto de sales disueltas, desde su fuente de origen en los materiales constitu-tivos de los cerramientos, incorporadas durante el proceso de produccin (vehiculizadas por el agua de obra), o absorbidas por capilaridad desde le sue-lo junto al agua en la que estn disueltas. En general son arrastradas al exterior de los muros donde al evaporarse el agua, cristalizan en las su-perficies o en capas internas inmediatas. Son en su mayora: nitratos, carbonatos y sulfatos de calcio, sodio, potasio y magnesio, e incluso al-gunas sales frricas. Causan manchas superficiales y a veces llegan a formar una suerte de "copos o cristales algodono-sos".

    Criptoeflorescencias: Fenmeno que responde a causas semejantes al anterior, pero a diferencia de ste, la evaporacin y consiguiente cristali-zacin se produce en el interior de paramentos especialmente porosos. Al cristalizar estas sales lo hacen expandindose enrgicamente, dis-gregando el material que las contie-ne y produciendo incluso despren-dimientos de piezas de revestimien-to o trozos de revoques.

    Organismos: El aire en movimiento traslada semillas y esporas que germinan produ-ciendo musgos, algas, hongos y lquenes (e incluso especies vegetales ms complejas) en exteriores y mohos y colonias de bacterias en las superficies interiores. El exceso de humedad en algunos materiales como las maderas, facilita el desarrollo y proliferacin de organismos xilfagos, tanto vegetales como animales. Es de destacar que mucho de estos orga-

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    nismos tienen un metabolismo muy activo cuyos deshechos en forma de cidos ori-ginan a su vez corrosin qumica. Disgregacin por heladicidad: El aumento de volumen por congelamiento del agua infiltrada o condensada intersticialmente en un elemento poroso, produce erosin f-sica, desprendimientos y hasta colapso de piezas, en especial de revestimientos p-treos o cermicos. Es de destacar, que los niveles de congelamiento de una superficie expuesta a cielo abierto pueden alcanzarse an cuando la temperatura ambiente exterior est varios grados por encima de 0 C y esto es debido al conocido fenmeno de radiacin a cie-lo fro. Por otra parte, si el elemento poroso no se encuentra saturado o con un grado de humedad prximo a la saturacin, el riesgo de deterioro por heladicidad se reduce considerablemente, pues el agua al aumentar su volumen encuentra poros vacos en los cuales expandirse sin mayor deterioro de la estructura interna del material (tal aumento es del 9 %). Es en base a esta particularidad, que se especifica especialmen-te para cubiertas de tejas cermicas, el llamado "techo ventilado", que al permitir que

    la cara inferior de las piezas estn en contacto con el aire exterior, lo-gran mantener el tenor de humedad de las mismas por debajo de las condiciones crticas.

    Si bien esta precaucin es fundamental en climas fros, es de hacer notar que an en la Zona Bioclimtica III (templado clida), en donde se hayan emplazados los princi-pales centros urbanos del pas, se produce anualmente un importante nmero de heladas. A modo de ejemplo, en Rosario, provincia de Santa Fe, se da un promedio de 18,3 heladas por ao. Oxidacin y corrosin: Tanto la oxida-cin como la corrosin pueden entender-se como la tendencia natural de los meta-les a volver paulatinamente a su estado original. La presencia de agua acelera di-cho proceso. De ambas, la oxidacin es menos grave y puede ser incluso beneficiosa al actuar como una capa protectora que pasiviza en alguna medida el resto de la pieza. La corrosin en cambio, supone prdida de material por erosin, que en casos extremos, anula toda su capacidad estructural. En el caso particular que nos ocupa, la humedad contenida en los cerramientos, faci-lita la corrosin de los elementos metlicos insertos o empotrados en los mismos.

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    Prdida de capacidad aislante: Es sabido que los materiales porosos poseen una conductividad trmica () menor que los ms compactos. La presencia de aire confi-nado en la masa guarda una relacin directa con su capacidad aislante. En rigor, muchos materiales especficamente utilizados como aislantes trmicos, se basan en el comportamiento del "aire quieto" confinado en su interior y de all la baja densidad que los caracteriza. Ahora bien, se trate de un aislante o simplemente de algn elemento poroso, si se halla saturado de agua modificar radicalmente su respuesta. Un material, con sus poros virtualmente colmatados con agua, acta como un slido de elevada conductividad trmica que acelera y agrava los procesos de evaporacin, cada de presin, condensacin, etc., creando un crculo vicioso que afecta profun-damente el comportamiento higrotrmico de los paramentos. Elementos para un diagnstico de humedad por ascenso capilar de agua. Las manchas de humedad, moho o eflorescencias con que se manifiesta un proceso patolgico pueden deberse a diferentes causas, en algunos casos concurrentes: como resultan ser las infiltraciones (con la consecuente disminucin de la capacidad aislan-te trmica del cerramiento antes mencionada) y la humedad de condensacin; y otras distintas que enmascaran el verdadero origen del proceso patolgico. Dnde se encuentra ms frecuentemente esta lesin? En primer lugar: en el arran-que de muros desde el terreno. En segundo lugar: en los pavimentos de plantas bajas o stanos con contacto con el suelo cuando no se ha interpuesto capa de drenaje ni membrana impermeable. Hay un caso especial que Monjo Carri llama de microcapilaridad por su escala y por responder al mismo tipo de fenme-no fsico. Se manifiesta en distintos pun-tos de una fachada vertical, a partir de su encuentro con pequeas plataformas horizontales o de escasa pendiente, como molduras, salientes, guardapolvos y con los solados de terrazas y balcones. Cabe distinguir tambin como elemento de identificacin del proceso y de su co-rreccin dos situaciones distintas. Una es aquella en la que el agua asciende por el interior del espesor del paramento (aso-ciada a las lesiones de capilaridad de muros con arranques desde el suelo y la de pavimentos de plantas bajas); y la otra en que el fenmeno capilar se manifiesta slo en la superficie o en el acabado exterior (esto involucra las lesiones de microcapilaridad y la de algunos arranques de muros cuando la humedad proviene de una acera o de un cantero adosado). Deber descartase la humedad de obra, lo que queda rpidamente confirmado si no se trata de una edificacin reciente o si lo fuera, si esta ha sido sometida a un sistema de sacado o aparece nuevamente la lesin en el perodo ms lluvioso. Otra causa que podra confundir el diagnstico sera la de una humedad accidental por rotura de una caera enterrada por lo que, para descartarla, convendra revisar los planos de insta-laciones sanitarias. En el caso de lesiones antiguas bien puede confundirse la capilaridad ascendente con el depsito y acumulacin de sales higroscpicas que condensan humedad, ya que ta-les sales han sido transportadas por humedad capilar. Algunas de estas sales son fuer-

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    temente expansivas en su cristalizacin, produciendo desprendimientos de acabados. Si se contara con un detector de humedad, luego de un perodo sin lluvias, debera detectarse que la zona inmediatamente debajo de la lesin se encuentra ms seca, con lo que no se altera el natural gradiente humdico que caracteriza el ascenso capilar de agua. Para descartar el fenmeno de condensacin superficial, sobre todo cuando se mani-fiesta en la arista de encuentro de paredes y pisos, se cuenta con la ventaja de la esta-cionalidad de este fenmeno. Respecto a las microcapilaridades, las mismas pueden confundirse con simples in-filtraciones aunque stas tienden a penetrar al interior del edificio mientras que aque-llas suelen permanecer prximas a la superficie exterior. Se podra incluso verificar su recorrido con una pequea cala. Tcnicas de intervencin para eliminar la humedad de capilaridad En primer lugar deber tenerse en cuenta que ste es un problema de difcil y relati-vamente costosa solucin y que no se deben ocultar sus efectos sin suprimir sus cau-sas, con excepcin, tal vez de ocultarlo tras un paramento provisto de una cmara de aire fuertemente ventilada al exterior (la llamadas cmaras bufas). Si bien la capilaridad es frecuentemente la causa del ingreso de agua de lluvia en los paramentos verticales, su impermeabilizacin resulta siempre ms accesible que la de ascenso vertical de humedad desde el terreno por lo que si bien algunas de las estra-tegias de intervencin son aplicables a ambos casos, la atencin se focaliza en la humedad ascendente. Las estrategias a seguir se pueden dividir en dos grupos. En el primero las tcnicas a emplear seran: a) Reduccin del agua del terreno que rodea a los cimientos mediante sistemas de drenaje. El problema derivado del agua de lluvia o fuga de las instalaciones urbanas de saneamiento o provisin, o del incremento de nivel de la napa fretica, que afec-tan la cimentacin de un edificio, requiere de soluciones de cierta magnitud que ex-ceden los alcances de este trabajo. En general contemplan la instalacin de una red de zanjas drenantes, tubos porosos y/o lminas de drenaje con geotextiles para la re-cogida y conduccin del agua. En algunos casos requieren de pozos drenantes que desaguan con bombas sumergidas. b) Aumento de la velocidad de evaporacin de los muros. Este grupo tiene como ob-jetivo mantener bajo el nivel de ascenso del agua (se podran incluso insertar aqu los mtodos conocidos como drenajes elctricos y electromagnticos Vg. Siste-ma de electro-smosis). Esta solucin utiliza el fenmeno de smosis inducida para forzar el secado del paramento, invirtiendo el sentido natural del flujo de agua y obligando al terreno a reabsorber la humedad del muro mediante la colocacin de electrodos catdicos (negativos) en el terreno y andicos (positivos) en el muro (por ejemplo de cobre y de hierro, para que, siendo menos electronegativo el segundo, acte como ctodo). Los primeros requeran una conexin permanente a la red elc-trica pero en la actualidad se utilizan sistemas pasivos, aprovechando la diferencia de potencial creada por los electrodos entre muro y terreno, que forman una pila electroltica. La corrosin de los electrodos se evita usndolos de titanio. Las tres tcnicas del segundo grupo procuran crear o recrear una barrera hidrfuga horizontal que disminuya o anule el ascenso de humedad y son: c) Obturacin de los poros, reduciendo el dimetro de los mismos. Los materiales que se emplean son silicatos y/o resinas plsticas de diversos tipos (epoxdicas, l-

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    tex, poliuretnicas, de siliconas o de polister), cales, cementos osmticos y otros productos capaces de endurecer por fraguado, mineralizacin o polimerizacin. Los huecos y poros de aire requieren de materiales expansivos como la bentonita sdica, que es una arcilla que se expande 15 veces su volumen inicial, cuando entra en con-tacto con el agua, creando una capa impermeable que obtura cualquier hueco. d) Hidrofugacin de los poros en toda su seccin, pero permitiendo el paso del va-por. La accin de los hidrofugantes, sean estos de superficie o de masa, es la de mo-dificar el ngulo de contacto (llamado tambin de mojado), formado por la

    tangente a la gota de agua y la pared del poro. Al hidrofugar un material con un producto en base a silicona, no se obturan sus poros y capilares, sino que sus paredes quedan cubiertas por una fina capa de resina de silicona que disminuye el dimetro original del

    poro en aproximadamente 5 %, manteniendo la capacidad de difundir el vapor de agua. Desde el punto de vista qumico la silicona se ubica entre las sustancias inor-gnicas puras (de origen mineral) y las orgnicas puras (PVC, polietileno, etc.). Po-see una estructura semejante a la del cuarzo (SiO2), responsable de su fijacin a las paredes del poro, a la cual estn unidos grupos orgnicos responsables de la accin hidrorrepelente. Existen diversos tipos: monmeros, oligmeros o polmeros, solu-bles en solventes orgnicos y en agua, especficos para diversas aplicaciones.

    e) Creacin de una barrera estanca en el muro, previo corte del mismo. Su implemen-tacin en edificios terminados es costosa y algo complicada, pero para muchos es el nico mtodo que logra eliminar en forma rpida y segura la humedad ascendente por capilaridad, incluso con exceso de humedad. Consiste en el seccionado del muro (por tramos o bataches) y la incorporacin de un material impermeable y adherente o, incluso, de una lmina metlica o plstica LA CONDENSACIN SUPERFICIAL

    OBTURACION DE POROS

    HIDROFUGACION

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    Se origina en el cambio de estado a fase lquida, de parte del vapor de agua contenido en el aire que se encuentra o se genera en los edificios, sobre las superficies interio-res de los paramentos. El riesgo de que se produzca condensacin superficial depende:

    1) de la cantidad de vapor de agua que se halle en el ambiente (su humedad especfica), y

    2) de la temperatura superficial interior de los cerramientos (tsi). La presin de vapor interior Los habitantes entregan al ambiente a travs de la piel y mediante la respiracin, una cantidad variable de vapor de agua que puede estimarse en alrededor de 4 litros / da para una familia tipo. (Este valor se incrementa significativamente por el hacina-miento, frecuente en los grupos familiares de menores recursos).

    La calefaccin y coccin de alimentos utilizan en general en nuestro medio gas natu-ral como combustible. Este produce en su combustin unos 180 g de agua por cada 1.000 kcal.hora. Es decir, que una estufa de fuego abierto de 3.000 kcal, encendida durante 12 horas aporta 6,5 litros /da. A esto deberamos agregar el lavado y secado de ropa y la higiene personal, por lo que no resulta inverosmil estimar una produccin de entre 20 y 35 Kg diarios de agua evaporada en ambientes que adems, han ido reduciendo histricamente sus volmenes habitables. Consecuentemente, las previsiones que deben tomarse son, en primer lugar, tratar de reducir la produccin de vapor de agua interior. Esto se consigue, bsicamen-te, reemplazando las estufas y calefones de combustin abierta por los de tiro balan-ceado.

    La segunda estrategia a seguir para mantener baja la HR es el "secado" del aire a travs de la simple ventilacin natural o forzada, en virtud de que el aire exterior pre-senta, en general, una humedad especfica ms baja.

    Esto trae aparejado el inconveniente de que al ventilar se pierde calor, lo que no re-sulta un problema menor cuando se generan elevados niveles de vapor de agua que requieren la renovacin de importantes volmenes de aire y, consecuentemente, grandes consumos de energa para la calefaccin.

    La ventilacin natural se favorece con la estratgica colocacin de las aberturas o de rejillas "ad hoc" de dimensiones adecuadas, que debern facilitar la circulacin cru-zada del aire pero que, por s solas, pueden resultar insuficientes.

    La ventilacin forzada mediante aireadores electromecnicos o por conductos y ex-tractores elicos, se torna imprescindible en lugares de elevada produccin de vapor como baos y cocinas.

    La temperatura de las superficies interiores El otro factor que incide en los procesos de condensacin que nos ocupa es la tem-peratura superficial interior (tsi) de los cerramientos. La prdida invernal de calor de la envolvente depende de la resistencia trmica total (RT), que es el resultado de la suma de las resistencias parciales de todas las capas que componen el cerramiento ms las resistencias superficiales internas (Rsi) y ex-ternas (Rse).

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    Cuanto menor sea la RT mayor ser la prdida de calor y, en consecuencia, tsi ser tambin menor incrementndose su diferencia con la temperatura del aire interior.

    En tales condiciones es grande el riesgo de que la temperatura superficial tsi al-cance la temperatura de roco tr y se produzca condensacin. La accin preventiva a realizar consiste sintticamente en aumentar la temperatura de las superficies interiores (de un modo anlogo a lo que realizamos comnmente para desempaar los parabrisas y lunetas de nuestros vehculos). Esto se consigue, de un modo activo, mediante una adecuada calefaccin y de manera pasiva, incremen-tando la aislacin trmica de la envolvente.

    PUENTES TRMICOS GEOMTRICOS Y CONSTRUCTIVOS Las diferencias de temperaturas entre las superficies y el aire estn determina-das en buena medida por las resistencias superficiales interiores y stas depen-den fuertemente del movimiento del aire. En aristas y rincones o detrs de muebles o en el interior de placres, donde la circulacin convectiva del aire se ve restringida,

    las diferencias son mximas o lo que es lo mismo, las tsi son menores que en el resto de la envolvente. Estos sitios constituyen aspectos crticos en la problemtica que estamos tratando al igual que lo son los puentes trmicos geomtricos (puntos singulares en los que transmitancia trmica se ve aumentada por la forma de la envolvente, presentndose en los encuen-tros de muros exteriores de una construccin y en elementos constructivos salientes).

    Por su parte, los puentes trmicos constructivos son los que se forman por la insercin de un elemento, ge-neralmente estructural, de menor resistencia trmica que el resto del paramento, produciendo una dismi-nucin de la temperatura superficial in-terior por un aumento de la transmi-tancia trmica respecto a la que poseen los elementos circundantes.

    Ejemplos de puentes trmicos

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    Efectos patolgicos de la condensacin superficial de humedad Las condensaciones de humedad sobre las superficies interiores de los paramentos producen problemas de salubridad, higiene, prdida de confortabilidad y menoscabo del patrimonio edilicio, coadyuvando a que el bien que respalda una eventual deuda hipotecaria se deteriore, al grado de tornarla prcticamente irrealizable, o causa de demandas por los vicios constructivos derivados de una ejecucin o proyecto inade-cuados.

    Uno de los procesos que se desencadenan ms frecuen-temente y que ponen en riesgo la salud de los habitantes es la proliferacin de colonias de hongos o mohos que slo necesitan que las esporas con las que se reproducen entren en contacto con los nutrientes (que en forma de partculas en suspensin abundan en el ambiente), un poco de oxgeno del aire y un elevado tenor de humedad. (En rigor, y tal como lo acota Paul Bittner), no es ni si-quiera necesario que haya condensacin para que una in-

    festacin con hongos se produzca, es suficiente tan solo, que durante un cierto tiem-po se mantengan humedades relativas del orden del 85 % en el aire en contacto con la superficie.

    LA CONDENSACIN INTERSTICIAL Durante el perodo invernal, an cuando la HR exterior resulte sensiblemente mayor a la HR interior, su humedad absoluta es menor debido a la baja temperatura del aire, por lo que la presin de vapor interior (Pvi) ser mayor que la del exterior (Pvi>Pve). Como consecuencia de este desequilibrio es que se produce la difusin de vapor desde el interior al exterior, la que ser proporcional a la diferencia de presiones y depender, adems, del espesor y de la permeabilidad al vapor de agua () de los materiales que constituyen el cerramiento.

    En invierno en los paramentos se establece un gradiente de temperaturas decrecientes hacia el exterior, correspondindole a cada valor de temperatura una dada presin de vapor de saturacin (Pvs). En el proceso de difusin, a medida que el vapor atraviesa el cerramiento va disminuyendo su presin pero puede ocurrir que en su recorrido se encuentre con una capa cuya temperatura sea igual o menor a la temperatura de roco (tr) corres-pondiente a la tensin de vapor en ese punto (Pvx), en cuyo caso se producir con-densacin intersticial.

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    Para evitar la condensacin intersticial es necesario que la Pvx en ningn momento alcance la Pvs (o lo que es igual, que la temperatura en cada punto del cerramiento se encuentre siempre por encima de la correspondiente tr). Esto se logra, en primer lugar, disminuyendo la HR del aire interior y en segundo trmino, elevando la temperatura interior del cerramiento mediante el incremento de su resistencia trmica. Lo que se consigue aumentando la aislacin trmica existente. La localizacin del aislante resulta aqu de singular importancia, ya que si bien no afecta la transmitancia trmica total (K) del paramento, influye en el riesgo de con-densacin intersticial. Los mismos materiales colocados en diferente orden pueden

    provocar en algunos casos condensaciones y en otros no.

    En el grfico vemos de que modo afecta la localizacin del aislante trmico en pare-des de igual espesor y configuradas con los mismos materiales, al riesgo de conden-sacin intersticial. En el ltimo ejemplo (d) se verifica la incorporacin de una ba-rrera de vapor. Si lo que se busca es aislar trmicamente y evitar la condensacin intersticial, el ais-lante del cerramiento debera ser localizado lo ms externo posible, incluso sobre la cara exterior de ste, donde las Pvx sern menores. Esto aleja el riesgo de conden-sacin y, adicionalmente elimina el pernicioso efecto de los puentes trmicos. Ahora

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    bien, si por razones constructivas o de funcionamiento fuera necesario colocar el ais-lante adicional en el medio, o incluso sobre la cara interior del cerramiento, se vuelve imprescindible la incorporacin de una barrera de vapor a fin de reducir el eleva-do riesgo de que se produzca condensacin intersticial.

    CONCLUSIONES Veamos que responsabilidad les cabe a los distintos agentes involucrados, sean estos proyectistas, contratistas, proveedores de materiales de construccin o usuarios, en la generacin de procesos patolgicos descriptos.

    Una serie de estudios estadsticos en diversos pases, incluido Espaa, arrojan los si-guientes porcentajes de causas indirectas como generadora de dichos procesos:

    Proyecto 40 % Ejecucin 35 % Materiales 15 % Mantenimiento 10 %

    Estos valores nos deberan hacer reflexionar sobre la responsabilidad de proyectistas y directores de obra en la patologa constructiva y permitirnos avanzar hacia una acti-tud ms comprometida con la prevencin de los procesos patolgicos y la materiali-zacin de nuestras obras. ALGUNAS SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS PARA MUROS Y CUBIERTAS

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    1. Muro de bloques de hormign a al vis-ta con azotado hidrfugo y revoque inter-ior grueso y enlucido. 2. Idem con aislamiento trmico, barrera de vapor y hoja interior de cermico de 8 revocado. 3. Muro de ladrillo cermico hueco revo-cado en ambas caras, exterior con azo-tado hidrfugo, jaharro y enlucido e inter-ior con jaharro y enlucido. 4. Idem con aislamiento trmico exterior tipo EIFS con base coat, EPS y malla de vidrio asdica.

    5. Muro de 30 de ladrillo macizo revocado exterior con azotado hidrfugo, jaharro y enlucido e int. con jaharro y enlucido. 6. Muro doble macizo con azotado hidrfugo en cara interior de hoja exterior vista, aislante trmico y barrera de vapor, revoque interior con jaharro y enlu-cido.

    7. Muro doble macizo con hoja exterior vista e hidrofugada con silicona. Aislamiento trmico y azotado hidrfugo en cara interna de hoja interior como barrera de vapor. Revoque interior con jaharro y enlucido. 8. Muro exterior de ladrillo macizo visto y aislante y hoja interior de ladrillo cermico de 12 revocado con cara interna con azotado hidrfugo.

    9. Techo Invertido para cubierta pesa-da (en este caso tipo bovedilla), termi-nada: en losetas con junta abierta en un caso y canto rodado en el otro. 10. Sistema de techo ventilado para evitar el riesgo de heladicidad en las cubiertas de tejas cermicas y pizarra.

    PABLO ENRIQUE AZQUETA, Rosario, Argentina, septiembre de 2004 / [email protected]