Uno de los aspectos esenciales cuando se considera la durabilidad de un proyecto es evitar que su hormigón sea afectado por la acción del agua. Por ello, la impermeabilización de las obras subterráneas –sean proyectos civiles, mineros o comerciales– es vital. Si bien en Chile esta fase de la construcción está considerada, aún se encuentra pendiente integrar este proceso, por ejemplo, al diseño inicial de la obra. Por ello, distintos actores entregan un amplio panorama de lo que es impermeabilizar una obra subterránea.
Cuando se habla de la impermeabilización de un proyecto, se trata de mucho más que evitar que el agua afecte de manera negativa a los elementos de hormigón presentes en la obra. Esto cobra relevancia cuando estos elementos se encuentran a nivel subterráneo, donde la probabilidad de que el contacto con napas freáticas sea mayor y por lo tanto, su afectación por las mismas provoquen problemas severos.
Por lo mismo, la impermeabilización de una obra de características subterráneas, sea civil o minera, túnel o edificación, está íntimamente ligada al diseño de ésta y el éxito en la aplicación de distintos sistemas que eviten o anulen la presencia de agua, obedece más bien a una buena planificación que a la acción antojadiza. Por ello, y en esto coinciden los actores de este reportaje, es necesario que todo proceso de impermeabilización se encuentre ya especificado desde la génesis misma del proyecto.
Asimismo, los avances tecnológicos también influyen en esta materia. Si bien en Chile las mantas de PVC parecen ser los elementos más utilizados a la hora de impermeabilizar obras subterráneas, existen otra serie de productos que permiten obtener mejores prestaciones a la hora de evitar el ingreso de acuíferos al proyecto. En la actualidad, se habla de elementos proyectados, poliureas y otros, que buscan mejorar la acción impermeabilizante para proteger al hormigón.
Por estos motivos, en Hormigón al Día conversamos con varios actores, relacionados con el mundo de la impermeabilización de obras subterráneas, quienes desde su experiencia, compartieron aspectos relevantes que dicen relación con este proceso y su importancia para el desarrollo integral de un proyecto.
¿Por qué impermeabilizar?
La respuesta a esta interrogante pareciese ser simple: se impermeabiliza para evitar el ingreso de agua al proyecto. No obstante –si bien esa es la razón de peso– la impermeabilización de una obra, cualquiera sea ésta, está directamente ligada a la durabilidad del hormigón del proyecto, como subraya Sebastián Passi, Gerente de Nuevos Negocios & Marketing de Euclid Chemical Cave.
Por su parte, desde SIKA, explican que la impermeabilización es un concepto integral. “Tenemos que entregarle herramientas al proyecto para que obtenga la durabilidad que necesitamos o deseamos, de acuerdo al tipo de proyecto. Hay proyectos que tienen que durar 5, 10 o 100 años. Entonces, dependiendo de la complejidad, es el esquema que podemos recomendar para la impermeabilización y siempre es importante entender que la impermeabilización es un proceso integral, no sólo para obras subterráneas sino para el proyecto en su conjunto”.
Asimismo, la relevancia de los sistemas de impermeabilización y su incidencia en la durabilidad de la obra están directamente relacionados con la evolución de los roles que, en este caso, deben cumplir los materiales de sostenimiento del proyecto. “En el pasado, se le pedía al hormigón muchas prestaciones que éste, probablemente, no podía otorgar”, comenta Joaquín Graham, Senior Sales Engineer para Latinoamérica de GCP Applied Techonologies.
De esta forma, asegura Graham, los procesos y sistemas de impermeabilización resuelven esta problemática. “Si se tiene un hormigón con algunas potenciales fallas a nivel constructivo, derivadas del proceso constructivo propio, combinado con que además se le pedirá que sea estanco para que tenga una mayor durabilidad, bueno, ahí la impermeabilización es muy importante”, dice.
Los tres expertos consultados coinciden que, a la hora de hablar de impermeabilizar una obra subterránea, elementos como el terreno, las condiciones climáticas, el nivel de la napa freática, entre otros aspectos, son esenciales a la hora de adoptar sistemas de impermeabilización para el proyecto.
“Hay que tener todos estos factores en consideración para que el mandante sepa muy bien que si se decide por un sistema de impermeabilización determinado, sepa con exactitud cuánto será su duración, los pros y contras de utilizarlo, además de si es eficiente en materia de costos”, explica Sebastián Passi.
Asimismo, desde SIKA sostienen que la importancia de impermeabilizar, por ejemplo, fundaciones o cualquier obra que se ejecute bajo la cota cero, está directamente relacionada con su durabilidad porque además, está es la sección que sostendrá a toda la obra “y donde es muy difícil, una vez ya ejecutado el proyecto, reparar o impermeabilizar”.
Por este motivo, agregan, “en la especificación de la impermeabilización de la fundación, es relevante, a nivel de especificación, considerar tecnologías adecuadas de acuerdo al proyecto, dada la difícil accesibilidad que tenemos en el futuro de poder trabajar en él”.
Integrando la impermeabilización al proyecto
Uno de los aspectos en que coinciden los expertos consultados, es que cualquier sistema de impermeabilización que se tenga considerado para una obra subterránea, debiese estar considerado en la génesis misma del proyecto.
“Hay que aclarar que la impermeabilización es una especialidad dentro de la construcción. Por lo tanto, tal como una especialidad, tiene que existir un diseño inicial”, subraya Sebastián Passi. En ese sentido, complementan desde SIKA, la decisión de impermeabilizar un túnel, por ejemplo, se debe realizar “a nivel de diseño. La idea, siempre, es poder trabajar en conjunto con el equipo de ingenieros que está desarrollando el proyecto. Ese es el momento adecuado”.
En efecto, la importancia de incluir los sistemas de impermeabilización en el diseño inicial de la obra puede incidir directamente en el desarrollo futuro de ésta. “Si no ocurre esto, que la decisión de la impermeabilización se tome desde el inicio de la concepción del proyecto, en general, lo que sucede es que se empiezan a hacer decisiones sobre la marcha y en realidad, como todo lo que se hace sobre la marcha, sin una ingeniería previa, se va ejecutando el proyecto y se toman decisiones apresuradas y sin el sustento técnico que debiera”, dice Graham.
En ese sentido, Sebastián Passi subraya que “uno tiene que hacer un diseño de la especialidad, en este caso, de la impermeabilización: cómo voy a diseñar, cómo voy a atacar a esta obra y ahí se tiene que ver qué materiales se utilizarán, si es una manta de TPO, de PVC, o una manta con bentonita o bentonita inyectable, etcétera. Existen un sinfín de soluciones que van a depender de la obra a la que te estás enfrentando y un diseño”.
Eso sí, el Senior Sales Engineer de GCP Applied Technologies marca diferencias entre proyectos subterráneos. “Yo distinguiría lo que es infraestructura de lo que es un edificio comercial”. Y es que en el primero, al ser proyectos de gran envergadura, con la presencia de múltiples actores, las decisiones sobre impermeabilizar se realizan usualmente al inicio del proyecto. De hecho, dice el Gerente de Nuevos Negocios & Marketing de Euclid Cave, “en los mega-proyectos, el cómo impermeabilizar siempre está bien estudiado”.
No obstante, en un edificio comercial, “se ve que muchas sucede que desde el proyecto aseguran que no existe nivel freático y después comienzan las obras y el nivel freático está o llueve y eso se transforma en un problema. Entonces, se acuden a soluciones no aptas para la impermeabilización, creyendo que eso va a solucionar el problema”, apunta Joaquín Graham.
De hecho, dicen desde SIKA, uno de los factores que pueden explicar lo comentado por Graham es que la impermeabilización de elementos como fundaciones “requiere de tecnologías de alto estándar, las que son de mayor costo”. Por eso, aseveran, “en proyectos comerciales, más bien, se trabaja con impermeabilizaciones de tecnologías de bajo estándar, no pensando en las restricciones legales que tiene nuestro país al respecto, que son de 3 y 5 años, pero no, se utilizan estas soluciones pensando en ese corto alcance y, sin embargo, la fundación tiene que estar hasta lo que dure el proyecto”.
Sin embargo, puntualiza el Joaquín Graham, esto “no incluye la totalidad de los proyectos ni más, sobretodo en Chile donde existe una gran cultura de impermeabilización de estructuras subterráneas, no así en otro países”.
Finalmente, en SIKA comentan que la falta de normativa en lo que respecta a la impermeabilización de una obra subterránea, es una piedra de tope a la hora de incluir este proceso en el diseño inicial de la obra. “Sólo existen buenas prácticas de entidades como la Cámara Chilena de la Construcción o universidades, pero no existe ninguna normativa que regule la impermeabilización, de ningún tipo, menos de fundaciones”.
Distintos tipos de proyectos, ¿mismos sistemas de impermeabilización?
Como se mencionó previamente, existen distintos tipos de obras subterráneas. Por una parte, están aquellas que obedecen a grandes obras de infraestructura y luego, se tienen proyectos comerciales como las fundaciones y subterráneos de una edificación, ya sea de carácter comercial o habitacional. En ambas, los sistemas de impermeabilización a utilizar son vitales para la durabilidad de la obra.
Por ello, Sebastián Passi enfatiza en que es necesario conocer las características de la obra subterránea, en pos de especificar correctamente el sistema de impermeabilización idóneo para el proyecto. “Se hacen sondeos, así como se explora cuál es el tipo de roca en la que se va a perforar para ver si se ocupará una TBM o una excavadora para hacer la obra subterránea, también se hacen sondeos para saber con qué nos vamos a encontrar, con cuánta agua, con qué presencia de suelo y ahí, eso es una especialidad”, subraya.
La decisión de aplicar los distintos tipos de sistemas de impermeabilización debe estar considerada al inicio del proyecto. “Es en esa etapa donde se tiene que ir planificando cómo va a ser la impermeabilización, de la misma forma en que se planifica cómo será cualquier parte de la ejecución estructural”, explica Joaquín Graham.
De esta forma, se van analizando las características del proyecto antes de tomar la decisión de impermeabilizar. “Por ejemplo, en Santiago –explican en SIKA– no es lo mismo un proyecto de edificación tradicional que tiene fundaciones de un subterráneo que, por ejemplo, la Torre Titanium, que posee alrededor de seis niveles menos y que además, se encuentra ubicada al borde del Río Mapocho, que en época fluvial transporta bastante agua. Entonces, lo relevante de las tecnologías de impermeabilización en la fundación es hacer una integralidad entre los sistemas”, subrayan.
De todas formas, desde SIKA aclara que “en algunos proyectos mineros o en proyectos de tunelería, muchas veces se toma la decisión de no impermeabilizar sino que de conducir flujos de agua”. Si bien existen tecnologías que permiten la correcta conducción de las aguas, esto, explican, finalmente “lleva a filtraciones en el mediano plazo” en el túnel.
Sin embargo, recalca Sebastián Passi, la decisión respecto a qué tecnología de impermeabilización aplicar “depende mucho del proyecto. Por ejemplo, una membrana de PVC o de TPO puede servir pero si se tiene mucha exigencia, entonces la opción, por ejemplo, es una membrana de bentonita”.
Por otra parte, Joaquín Graham puntualiza que la impermeabilización debe tener dos elementos centrales: debe ser del lado positivo del elemento a impermeabilizar y debe ser completamente adherida a éste. “Del lado positivo es colocar la impermeabilización al hormigón que nosotros queremos proteger del lado exterior a la estructura. Entonces, el agua que quiera ingresar, con lo primero que se encuentra es con la membrana o con el sistema de impermeabilización escogido”, explica.
“La segunda razón técnica principal –subraya– es que esté 100% adherido. Esto, obviamente no todos los sistemas lo cumplen y por lo mismo, podría ser una característica secundaria pero dada la importancia que tiene, termina siendo principal”. De esta manera, el ingeniero explica que “cuando tienes un sistema colocado del lado positivo y 100% adherido, aseguras que la migración lateral de agua, que sería el mayor mal que uno podría tener cuando el sistema por algún punto falla, no exista y al no existir, uno tiene el tratamiento puntual de la reparación”.
Como mencionan antes los expertos, los sistemas de impermeabilización están determinados de acuerdo al método constructivo del proyecto. Por ejemplo, en túneles mineros, subrayan desde SIKA, el sistema a utilizar son membranas. “Membranas de PVC –puntualizan– que se colocan contra terreno y posteriormente se pone una especie de malla y luego, después de eso, el shotcrete, para que en el fondo el shotcrete tenga el agarre adecuado a la membrana de PVC”.
En este aspecto, puntualiza Graham, si bien los sistemas de impermeabilización pueden ser similares entre un proyecto minero y uno civil, es más relevante ver el desarrollo del procedimiento constructivo del proyecto. “Dónde va a estar la obra, cómo van a ser los agentes de ataque, dónde está el nivel freático y todos los elementos ya mencionados”, apunta.
De todas maneras, el ingeniero de GCP Applied Technologies aclara que se debe diferenciar la impermeabilización del sostenimiento si se trata de un shotcrete o de un hormigón colocado in situ. En esos casos, comenta, deben buscarse alternativas que permitan asegurar la correcta aplicación de un sistema de impermeabilización, cualquiera sea éste.
Nuevas tecnologías de impermeabilización
Así como existen métodos constructivos distintos a la hora de enfrentar un proyecto subterráneo, también hay diferentes desarrollos destinados a la impermeabilización de este tipo de obras, los que se utilizan dependiendo si se quiere lograr la estanqueidad completa o, como se mencionó antes, se pretende conducir el agua por el túnel.
En este sentido, desde SIKA aclaran que “las tecnologías, si hablamos en términos de productos, son las mismas. No existen nuevos inventos como, por ejemplo, membranas de un material desconocido. Lo que existe, en términos de innovación respecto a estos elementos, está en la forma en cómo se instalan dichos productos”.
Por otra parte, Joaquín Graham subraya que cada método constructivo posee una solución impermeabilizante distinta, que se adecúa a sus requerimientos. Por ejemplo, puntualiza, en túneles ejecutados con TBM, se impermeabiliza en las juntas a través de sistemas de inyección –lo que refrendan desde SIKA– mientras que para shotcrete, el Senior Sales Engineer de GCP explica que “se trata de soluciones pre-aplicadas. No es que no se pueda colocar una manta de PVC, por ejemplo, pero dadas las características de esa solución, membranas pre-aplicadas son una mejor opción”.
Los tres entrevistados coinciden en que el sistema de impermeabilización más utilizado en nuestro país, es la manta de PVC. “La penetración de este tipo de producto es muy grande y no lo vamos a negar. Entiendo también que existe una evolución en su desarrollo, en los pliegos de especificaciones y en situaciones en las que la manta de PVC, soldada in situ, ha tenido mucho éxito”, comenta el ingeniero de GCP.
Asimismo, desde SIKA subrayan que una de las posibles razones por la alta demanda de esta solución es que tiene una durabilidad prolongada. Mientras, el Gerente de Nuevos Negocios & Marketing de Euclid Chemical Cave explica que la manta de PVC, en comparación con otros sistemas de impermeailización, “se podría decir que es un sistema de impermeabilización simple” y que eso podría ser uno de los factores que incidan en su uso masivo.
No obstante la masividad de este sistema, los consultados para este reportaje destacan que el PVC no es la única solución. Existen elementos como el TPO, la bentonita y el HDP, cuyas prestaciones son, de acuerdo a SIKA, “más especializadas que las brindadas por una manta de PVC”. Por ejemplo, las mantas de TPO, explican, son más robustas que las mantas de PVC y poseen una tecnología que bloquea el paso de las raíces, lo que hace que se utilicen para “cubiertas verdes o en proyectos que tengan paisajismo asociado”, comentan.
De la misma manera, existen en el mercado sistemas de mantas que mezclan el HDP con la bentonita, asegurando una doble impermeabilización. “Por ejemplo, si el HDP se rompe, la bentonita reacciona con el agua, se cristaliza y detiene e ingreso de ésta. Asimismo, también existen membranas líquidas de poliuretano que funcionan con hormigones húmedos”, detalla Sebastián Passi.
Por el lado de los productos pre-aplicados, explica puntualiza Joaquín Graham, las membranas desarrolladas especialmente para hormigón proyectado representan un avance. “Son morteros especialmente diseñados para el shotcrete que se inyectan en el elemento, que se adhieren completamente al hormigón y son hidroexpansibles, de ciclos finitos”, explica.
Además, existen productos que integran inyecciones de acrilatos, poliuretanos u otros elementos con los sistemas de mantas de PVC, cosa que cuando la manta falla, “se activa un sistema que inyecta la solución y a través de un sistema de mangueras que va inserto en el muro de hormigón, se esparce el poliuretano, acrilato o el elemento impermeabilizante que fuere, en las juntas, sellando la filtración”, detallan desde SIKA.
Las membranas de poliurea también son alternativas a la hora de impermeabilizar una obra subterránea. “Se trata de membranas líquidas que se aplican con un reactor a 70, 80 grados de temperatura. Es bi-componente, tienes el tambor A, el tambor B, el reactor mezcla en una aguja el producto y lo proyecta”, explican en SIKA. De instalación, aplicación y secado rápido, la poliurea se puede utilizar en varios proyectos subterráneos, aunque su aplicación se ve principalmente en túneles mineros.
