Humedad en muros. Métodos de solución de patologías.

En este post me gustaría hablar sobre un tema importante en cuanto a la conservación de edificios, principalmente patrimoniales, pero es un problema que lamentablemente nos lo encontramos en cualquier construcción. La humedad.

Es un tema que puede ser un poco denso, pero que es necesario conocer para enfrentarnos a los problemas que derivan de su existencia. La presencia de humedad en las edificaciones no se suele deber a una única causa, si no que la humedad se puede presentar por diversos motivos. El atacar los problemas derivados de la presencia de humedad, es algo complicado, aunque realizando un buen estudio de las causas y apoyándonos en los últimos avances para luchar contra ella, se pueden llegar a obtener buenos resultados. Principalmente la humedad se puede presentar en los edificios por cuatro motivos:

• Filtraciones en cubiertas.
• Filtraciones a través de ventanas o aperturas en fachadas.
• Condensaciones.
• Filtraciones por ascensión capilar.

Los tres primeros casos suelen deberse a problemas constructivos derivados de las cubiertas o fachadas del edificio, sin embargo el último puede deberse a diferentes motivos que deben ser analizados y profundamente estudiados.

A partir de ahora vamos a analizar las causas de presencia de humedad, la forma en la que se introduce la humedad en nuestros edificios y los efectos que producen en ellos.

Problemas de humedad en muros

Normalmente los materiales utilizados en construcción suelen ser porosos, por lo que se permite la entrada de agua de distintas formas:

• Materiales hidrófilos: entrada de agua por absorción.
• Presión del viento: entrada de agua por permeabilidad.
• Depósito de vapor en superficies frías: entrada de agua por condensación.
• Existencia de capilares en la red porosa: entrada de agua por succión capilar.
• Diferente concentración de sales: entrada de agua por ósmosis.
• Diferencia de cargas muro-terreno: entrada de agua por diferencia de potencial eléctrico.

Habiendo analizado las diferentes formas en las que el agua puede introducirse en nuestros edificios, hay que señalar las fuentes de procedencia de esta, que pueden ser:

• Procedente del ambiente: rocío o spray marino, el material la absorbe.
• Procedente de lluvia o nieve: penetran por percolación y filtración.
• Procedente del terreno: corrientes de agua, fugas o entumecimiento, ascensión capilar.
• Procedente de instalaciones: fugas, puede penetrar de distintas formas.

Sabiendo las formas de actuación de la humedad y su procedencia, vamos a establecer los efectos que el agua produce en las construcciones. Suelen ser de diversas características:

• Efectos de presión: cambio de su estado a vapor o hielo.
• Efectos de Disolución: disuelve numerosos minerales que componen la piedra.
• Efectos de Transporte: los elementos disueltos son transportados y precipitan por sobresaturación.
• Efectos de hidratación: afecta a minerales hidratables que aumentan su volumen.
• Efectos de imbibición: un ejemplo son las arcillas que pueden retener agua.
• Efectos de catalización de reacciones químicas: se crean nuevos componentes.
• Efectos de aporte de oxígeno: se produce la oxidación de elementos químicos.

Tipos de filtraciones en edificios

¿Cuáles son los efectos más perjudiciales para nuestros materiales?

Hay que considerar que todos los efectos son nocivos, unos en mayor medida que otros, pero igualmente algo que hay que procurar solucionar si se presenta. Sin embargo los efectos de disolución-transporte-precipitación de las sales solubles, es el que puede generar mayores desastres en el tiempo. Las sales solubles, al ser hidratables, pueden precipitar en zonas frágiles del material próximas a la superficie. Esta precipitación produce efectos de presión dependiendo del tamaño que lleguen a alcanzar, relacionado con su grado de hidratación. Otro de los problemas que presenta la precipitación de sales es la modificación del sistema poroso, haciéndolo más pequeño y favoreciendo la ascensión capilar.

Precipitación y cristalización de sales en muros. Equipo Arbotante (Universidad de Zaragoza) Trabajo correspondiente a la detección y eliminación de sales de la Catedral San Salvador de Zaragoza

TIPOS DE HUMEDAD ASCENDENTE

En un primer lugar habría que hablar de la capilaridad, protagonista principal de la ascensión del agua interna en los materiales porosos. Como hemos dicho antes, la mayoría de los materiales tienen una naturaleza porosa, lo que haga que exista una red capilar que favorece la ascensión de la humedad a través de ella. En las construcciones además se presentan otros factores que favorecen esta ascensión, como son el clima, la orientación del edificio, las corrientes de aire, etc.

Por otro lado tenemos la presión de vapor del terreno, que se ve directamente afectada por la presión atmosférica. Si desciende la presión, el terreno tarda más en amoldarse al nuevo estado existente. Esto hace que para conseguir el equilibrio de nuevo, se produzca un flujo de aire y vapor de agua hacia el exterior del terreno. Como ejemplo, un descenso en el barómetro de 10 mm. de mercurio produce una presión ascendente de 130 kg/m2.

Ante este tipo de humedad y de cara a una posible actuación, es primordial conocer el origen, cantidad y efecto del agua existente. Por lo que habrá que tomar datos correctamente mediante diversos métodos:

• Observación visual: análisis de la superficie afectada, efectos visibles, etc.
• Medición con termohigrómetro: nos dará conocimiento si hay o no condensaciones.
• Medición de humedad superficial: se toman medidas con un humidímetro en distintos puntos y niveles del grado de humedad, lo que nos permitirá dibujar las líneas higrométicas.
• Medición de la humedad interna: se utiliza una sonda y el humidímetro, podemos conocer si el nivel es mayor o menor que en la superficie. Esto evidenciará si la humedad es debida a condensación o a capilaridad.
• Análisis mineralógico de los materiales: mediante DRX y lámina delgada, lo que nos arroja datos sobre sales, minerales solubles, hidratables, etc.

Normalmente si el muro está sano, el agua no penetrará en profundidad, esto nos facilita saber que si la humedad es de condensación o absorción el interior del muro estará seco. Mientras que se produce el efecto contrario si la humedad viene por ascensión capilar, ya que por evaporación la superficie va a estar seca y el interior húmedo. La altura a la que el agua asciende por capilaridad está relacionada con la presión atmosférica, ya que se iguala con ella y se limita su ascenso. También depende del diámetro de los capilares, a menor tamaño más ascenso, y del espesor del muro ya que cuanto mayor sea más agua ascenderá y mayor será la superficie necesaria para evaporarse.

Humedad por capilaridad en muros

SISTEMAS CONTRA LA HUMEDAD ASCENDENTE

Antes de empezar a hablar de los diversos sistemas que tenemos para intentar atajar los problemas de humedad, hay que diferenciar distintos tipos de fábricas:

• Fábricas de piedra o ladrillo visto.
• Fábricas revestidas de enfoscados o estucos.

¿Por qué diferenciar esto? Básicamente porque para el segundo caso, son aplicables todos los que vamos a describir para el primero, pero con la salvedad de que las fábricas revestidas tienen otros métodos exclusivos de ellas que son bastante más económicos y sencillos de aplicar.

MÉTODOS PARA AMBAS FÁBRICAS

Desecación

1. Por inversión del flujo de humedad: aquí habría que profundizar en el fenómeno electroosmótico de las partículas, una vez determinado que el problema se debe a este fenómeno podemos realizar algunas actuaciones para resolver el problema. Para ello hay que estudiar el terreno y el material que compone el muro, mediante la realización de ensayos. Se pueden realizar dos métodos:

• Electroosmosis simple: Como preparación, se levantará el revoco del muro hasta una altura de 50 cm por encima de la franja visible de humedad. Posteriormente se realizará una roza horizontal de 8 mm de profundidad. Seguidamente hemos de establecer la red catódica en el muro. Los electrodos serán de cobre, ya sean picas, cable trenzado o láminas flexibles. Serán alojados en agujeros de pequeño diámetro practicados en el muro, con una profundidad mínima igual a la mitad del espesor del muro más cinco centímetros. La distancia a la que se separan es función de las propiedades del muro y del grado de humedad pero es frecuente situarlos entre 60 y 85 cm. El ánodo debe colocarse a unos 4 m del muro para generar la diferencia de potencial, lo cual es un gran inconveniente en edificaciones urbanas. También en ocasiones puede ser recomendable el realizar para la colocación de los electrodos dos filas horizontales de agujeros, de manera que se formen triángulos equiláteros.

Método electro-ósmosis simple

Método electro-ósmosis simple

• Electroosmosis Foresis: El método de la electroosmosis-foresis no es más que una variante mejorada del sistema anterior, y su principal innovación es que introduce en el muro materiales de foresis que se desplazan con el agua y se alojan en los poros de la base del muro. Posteriormente, al bajar el nivel de humedad del elemento constructivo estas partículas fraguan y cristalizan produciendo una colmatación de la red capilar, por lo que si fallara el sistema eléctrico, el agua ya no tendría posibilidad de ascender. La única diferencia de este sistema con el anteriormente visto de electroósmosis es que en los taladros que realizamos para colocar los electrodos del muro introducimos también los productos de foresis. Una vez efectuados los taladros llenamos estos con el componente líquido. Tras ser absorbido éste por el muro, colocaremos el componente sólido con los electrodos, cuidando que no queden huecos en el interior del taladro. Si al introducir el líquido, observamos que es absorbido rápidamente por las paredes del taladro, esto será síntoma de que hemos comunicado con una red capilar importante. Lo adecuado para evitar un excesivo gasto de producto es rellenar los taladros con una lechada de cemento. Como dato aproximativo del tiempo que tarda en ser absorbido el líquido diremos que suele oscilar entre las 20 y las 30 horas, dependiendo lógicamente de la porosidad del muro.

Electro-ósmosis Foresis

Electro-ósmosis Foresis

2. Por ventilación-aireación: Podemos aplicar varios métodos para ventilar o airear el muro y con ello conseguir la evaporación del agua ascendente.

• Sifones atmosféricos: Uno de los métodos empleados para ello son los sifones de aireación de material cerámico muy poroso, introducidos en el muro en perforaciones realizadas a tal fin y que han dado resultados muy diversos, en función de la ventilación externa al muro y del contenido de sales del agua. Físicamente el método consiste en la fluencia del agua del muro hacia la superficie lateral de los sifones por descompresión capilar. La utilización de arcilla porosa atrae la humedad por presión osmótica y diferencia de densidad. La humedad contenida en el sifón   necesita una determinada cantidad de energía para evaporarse tomándola del aire que hay en el sifón anterior, el cual al enfriarse, aumentará su densidad por concentración molecular, resbalando por la superficie inclinada del sifón hacial el exterior del muro y provocando la entrada de aire seco. Se produce pues, un movimiento continuo de aire cuya fuerza motriz reside en la propia humedad.

Sifón atmosférico

Para aplicar el método, en primer lugar se recomienda picar cuanto antes los revocos contaminados, y así eliminar la mayor parte de las sales cristalizadas, la humedad contenida y la superficial. Una vez preparada la superficie, procederemos a realizar los taladros, que tendrán una inclinación en torno a 15º con la horizontal del muro y volcados hacia su salida. La longitud de estos taladros será aproximadamente de 2/3 del espesor del muro, y la distancia entre ellos, no más de 35 cm. (3 ud. por ml). En la superficie del muro se colocan unas rejillas que hoy en día se hacen de plástico para evitar la corrosión. El mayor inconveniente es que cuando el agua transporta sales estas cristalizan en la superficie. Se pueden limpiar pero al final se colmatan sus poros.

Realización de sifones atmosféricos

• Sifones RAEM: Este tipo de sifones utiliza un doble sistema al aplicar también los principios de electroósmosis, mediante la colocación de un cable interno y un talón de cobre, con una rejilla de acero. Mientras exista diferencia de potencial el sistema funciona pero tiene el inconveniente de la corrosión de la rejilla por la continua presencia de agua. Los problemas con las sales, que llegan a colmatar los poros, son su principal limitación, ya que no deben colocarse en edificios con importante aporte salino.

Sifones RAEM

• Cámaras de aireación lateral: El sistema de cámara interior tiene como ventaja su sencillez, pero presenta el inconveniente (le que no soluciona el problema, sino que como mucho hace descender la cota de equilibrio de la humedad. Hay algunas soluciones eficaces, siempre y cuando se consiga ventilar la cámara, tanto en su parte inferior como en la superior, favoreciendo el movimiento del aire. También se puede complementar con la ventilación del suelo, elevando éste y formando cámaras o conductos comunicados al exterior que permiten la ventilación y evitan que el agua ascienda. Hoy existen numerosos sistemas patentados con casetones plásticos para realizar estos forjados de saneamiento, muy prácticos cuando se trata de airear toda la base del edificio.

Cámaras de aireación lateral

• Cámaras o galerías exteriores: Esta es sin duda una solución mucho más eficaz que la anterior, consistente en la creación de una cámara construida en la parte enterrada de la cara exterior del muro. De esta manera conseguimos un doble efecto: por un lado disminuimos el contacto del terreno con el muro, evitando en parte el paso de humedad, y por otro lado aumentamos su superficie de aireación lateral, Favoreciendo la evaporación a menores cotas.

Galería exterior de ventilación

Barrera Anticapilar

1. Método Químico: Este tipo de métodos, mucho menos destructivos que los de barrera estanca, se basan en la inyección de sustancias químicas en la masa del muro, con el fin de impedir el ascenso de humedad ascendente. Los productos utilizados en las citadas inyecciones pueden buscar dos efectos distintos en el muro, según sea su naturaleza. Pueden actuar por:

• Obturación: aquí la idea sería crear una barrera que impida la ascensión del agua por los capilares. Para ello es recomendable utilizar materiales como silicatos sódicos o potásicos. Hay un material que se usa bastante que se llama “Water Glass”, que no es más que un silicato de sosa obtenido por fusión de sílice triturado con carbonato de sosa. Estos materiales trabajan de dos maneras creando la barrera, por un lado formando carbonatos que por endurecimiento colmatan los poros o formando gel de sílice hidrófilo que los obtura al hidratarse.

Silicato de sodio

• Hidrofugación: con esto lo que se pretende es modificar el ángulo de contacto entre la superficie y el líquido, y así convertir al material de mojable a no mojable. Consiste en crear una barrera repelente al agua y a las sales que transporta, de esta manera la zona tratada será impermeable al agua pero será transpirable y permitirá el paso del vapor de agua. Los materiales a utilizar pueden ser parafinas o resinas, incluso jabones metálicos. Pero como la idea es llegar al interior del muro, por lo que se deberían utilizar productos de bajo peso molecular como siliconas o estearatos de aluminio. Para aplicar los materiales hidrofugantes se pueden hacer por “Inyección a presión” o “Inyección por transfusión o difusión lenta”.

Métodos barreras anticapilares

2. Métodos mecánicos: estos métodos comprenden la introducción en el muro de una barrera estanca, para lo cual se modifica la estructura inferior del muro. Las tres acciones que se pueden realizar son Introducción de láminas o chapas, Corte e inyección de resinas y Clavado de chapas metálicas onduladas. Este tipo de cortes tienen el inconveniente que dejan la humedad en la zona baja del muro, cimentación, con los problemas que puede traer consigo si se mantiene durante mucho tiempo en ese lugar. Quiero hablar de los más utilizados, la introducción de láminas o chapas en la base del muro. En este método los materiales a utilizar para la capa pueden ser plomo, aluminio o acero, mortero de resina epoxi o poliéster, pvc o materiales asfálticos.

Introducción de barrera estanca en muro

El método consiste en realizar un corte al pie del muro, bien continuo o bien por bataches. Esto dependerá de la calidad y estado de los materiales del muro y de la amplitud del corte. La realización de un corte continuo (método Massarila llevaremos a cabo cuando se disponga de maquinaria adecuada para ello y la empresa que lo ejecute nos ofrezca ciertas garantias. Por el contrario, si el corte sólo podemos hacerlo a mano, entonces su anchura alcanza los 4-5 cm. como mínimo, siendo conveniente el realizarlo por bataches cada 100-125 cm.

El corte por bataches podemos hacerlo totalmente manual o bien mediante taladros circulares superpuestos. Abierto el primer hueco, se colocará una base de cemento para regularizar y evitar punzonamientos. Sobre ella introduciremos la barrera anticapilar elegida, que si se trata de una lámina de plomo o aluminio hemos de pintar con asfalto para evitar la acción química de los morteros y del agua. Sobre la barrera colocaremos un mortero de protección y retacaremos. Si se considera necesario por razones de estabilidad pueden utilizarse cuñas de madera o PVC para la puesta en carga del batache.

Corte mediante taladros

Introducción de lámina corte manual

MÉTODO PARA FÁBRICAS REVESTIDAS

Como hemos dicho antes, los métodos anteriores podrían ser aplicables a los dos tipos de fábricas de las que hablábamos. Sin embargo existen otros métodos más económicos y rápidos de realizar que son solamente aplicables a fábricas revestidas. Son los llamados “Morteros de saneamiento o de restauración”, que consisten en sustituir la capa de mortero afectada por otro que permita en mejor medida la eliminación del agua.

En el mercado existen morteros especialmente preparados para dar solución a estos problemas, también existen aditivos que añadidos a un mortero tradicional evitan la presencia de humedad.   Este tipo de aditivos se denominan porógenos ya que, añadidos a los morteros, permiten la transpirabilidad de las fábricas y la eliminación de la humedad. Estos últimos se denominan morteros de saneamiento o desecadores. Para obtener con los aditivos un producto de calidad uniforme, las condiciones deben ser siempre las mismas. Es decir que la calidad y la composición granulométrica de la arena, el tipo de aglomerante y el reparto del aditivo son criterios decisivos para lograr un buen resultado.

Humedad en muro revestido

Igualmente se usan productos o sistemas para limpiar las eflorescencias salinas, aunque son de aplicación una vez cristalizadas las sales y no impiden sus efectos nocivos, por lo que resulta mucho más interesante inhibir la cristalización y evitar así las presiones que generan.

En el Symposium de Roma de 1981 se estableció por primera vez las características básicas que deben reunir los morteros de restauración:

• Fácil trabajabilidad.
• Fraguado rápido en ambientes secos y húmedos.
• Retracción lenta durante el fraguado.
• Características mecánicas, térmicas y porosidad similares a las del material junto al que se ejecuten.
• Contenido de sales solubles lo más bajo posible.

El empleo de morteros convencionales de cemento para las reparaciones presenta incompatibilidades con el soporte, dado su alto contenido de álcalis, la fuerte retracción, su mayor resistencia mecánica e impermeabilidad y la diferente reología. Por ello diversos autores han experimentado con otros tipos de morteros con adiciones como el humo de sílice o aditivados con hidrofugantes.

Lo importante de los morteros de restauración es tener la idea de que cada caso implica el uso de un mortero distinto. No existe la fórmula mágica, como en casi todos los trabajos de restauración, que nos solucione del mismo modo todos los problemas. Habrá que estudiar la composición del material y el efecto que ha producido el agua en él, para determinar que tipo de mortero vamos a utilizar.

Restauración de fachada con mortero

También se puede hablar de un concepto denominado “Enlucido de saneamiento”. Se trata de emplear morteros con elevada porosidad y permeabilidad al vapor de agua, que poseen al mismo tiempo una conductividad capilar mucho menor. Por ello no actúan como enlucidos de barrera sino todo lo contrario: permiten eliminar el agua presente en los muros y a su vez reducen la ascensión de ésta por succión capilar. También mejoran substancialmente la resistencia a las heladas. El mecanismo de actuación de este enlucido es el siguiente:

Debido a la combinación entre una succión capilar muy reducida y una elevada permeabilidad al vapor de agua, se consigue desplazar la zona de evaporación del agua desde la superficie externa hasta las capas más profundas, lo cual provoca también que las sales que se puedan encontrar en el muro, cristalicen dentro de estas capas. Es por ello que el espesor del mortero debe estar por encima de los 3 cm y aumentar en función del espesor del muro. De este modo se obtiene una superficie seca y exenta de sales, que se puede terminar con una pintura permeable al vapor.

Si la pintura o el revoque final tienen suficiente permeabilidad al vapor, el enlucido puede desprender más humedad en forma de vapor de la que puede filtrarse por capilaridad en forma líquida desde el suelo. Las sales que penetran, junto con el agua capilar en el enlucido de saneamiento, pueden depositarse al cristalizar, en los poros del enlucido, siendo su presión reducida. Tan sólo cuando los poros estén prácticamente colmatados las sales pueden destruir el enlucido, efecto que se retrasa notablemente en relación con un enlucido convencional debido a la diferencia en la geometría de los poros de ambos.

En los muros que contienen sales la absorción higroscópica de humedad es muy elevada, dándose la circunstancia de que, en muchos casos, la causa de la imbibición de un muro es únicamente la presencia de sales higroscópicas. Entonces el enlucido de saneamiento es suficiente para sanear las superficies.

Los tratamientos para evitar las sales son necesarios para evitar una alteración temprana del enlucido, especialmente cuando está recién aplicado y aún no es suficientemente hidrófobo. Son productos que transforman los sulfatos y cloruros solubles en nuevos compuestos de baja solubilidad. Tienen también propiedades hidrofugantes que delimitan la capacidad de migración de los nitratos que no pueden ser transformados, evitando así los efectos dañinos que producen al formar nitratos cálcicos solubles.

Enlucido de saneamiento

Ref: Clase magistral profesor Don Miguel Louis Cereceda. Máster Univ. Granada año 2012.