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jueves, 12 de abril de 2012

El Poliuretano Aplicado


 
El Poliuretano Aplicado


El Poliuretano Aplicado: aportaciones al mantenimiento
de la edificación

Al diseñar un edificio y realizar el proyecto que va a determinar las diferentes prestaciones que debe cumplir, deberemos adoptar soluciones que nos garanticen la consecución de los objetivos previstos. Para alcanzar un buen resultado final podemos optar por diferentes soluciones, la mayoría de ellas válidas, pero que debemos elegir de acuerdo con las necesidades de utilización del edificio, su ubicación, zona climática, y otras muchas consideraciones que será necesario contemplar.


1. Proyecto


Actualmente han cobrado protagonismo aspectos que hace años tenían menos importancia y que, por consiguiente, no se consideraban esenciales. El encarecimiento de los combustibles obliga a contemplar el ahorro energético como uno de los argumentos más importantes a tener en cuenta, ya que el coste de la energía que consume un edificio a lo largo de su vida útil es, sin lugar a dudas, el componente más costoso de su mantenimiento.

La minoración del consumo de energía del edificio por tanto, debe predominar y ser uno de los objetivos prioritarios que deberemos cumplir desde el proyecto, teniendo en cuenta algo sumamente importante: toda la sociedad se verá beneficiada con este ahorro, siendo fundamentalmente el usuario el principal beneficiado. Todo esto debe ser razón suficiente para que en el diseño incorporemos un buen material aislante y con un espesor suficiente, como el medio óptimo de garantizar un ahorro energético. Es muy importante tener en cuenta que, a lo largo de la vida del edificio, las instalaciones y su rendimiento pueden ser sustituidas o mejoradas. No ocurre así en el caso del aislamiento térmico, que permanece fijo y no va a ser mejorado: un adecuado espesor será condición imprescindible para que sus prestaciones perduren en el tiempo.

En todo el mundo civilizado los aspectos medioambientales han cobrado gran importancia en la actualidad. El respeto por el medioambiente es un objetivo fundamental y cada vez más asumido por todos; por tanto, un requisito fundamental es evitar en lo posible la emisión de gases contaminantes a la atmósfera, como el CO2 el SO2 (que producen el efecto invernadero con el consiguiente calentamiento de la atmósfera en el caso del CO2, o la lluvia ácida que contribuye a la destrucción de nuestros bosques en el caso del SO2). La mejor forma de conseguir un efecto positivo inmediato es la disminución del consumo de energía, pues los residuos de la combustión son el principal causante de estos efectos tan negativos.

Como ya hemos visto anteriormente, la mayor eficacia para disminuir el consumo de energía se consigue aumentando la calidad y cantidad de aislamiento térmico, obteniendo además por esta razón otros efectos positivos, como el incremento del confort, y la disminución del coste de mantenimiento directo e indirecto.


2. Aislamiento térmico


Es evidente que la inversión en un buen aislamiento térmico contribuye muy eficazmente a la disminución del consumo de energía, así como a la mejora de diversas prestaciones del cerramiento. Además, se amortiza en general en un breve espacio de tiempo, y si este aspecto lo analizamos en profundidad nos daremos cuenta que se amortiza mucho antes de lo que en general solemos creer.

La amortización de un aislamiento suele oscilar entre tres y cuatro años en el peor de los casos y, esto contemplando sólo el régimen de invierno, disminuyendo a la mitad, si tenemos en cuenta también el régimen de verano. Teniendo en cuenta una vida útil del aislamiento -en este caso espuma rígida de poliuretano- superior a 50 años, es fácil imaginar la importantísima aportación que hace al ahorro de energía, así como a la disminución de emisiones de gases contaminantes a lo largo de la misma.




3. Estanqueidad


Aspectos como la estanqueidad de los cerramientos, la impermeabilidad de la envolvente o el comportamiento acústico, van a estar tratados con profusión en el próximo Código Técnico de la Edificación derivado de la LOE, dándoles la importancia que se merecen. La calidad global del edificio y las garantías al usuario son en la LOE objetivo prioritario y por tanto fundamental.

A nadie se le escapa el hecho de que el mayor enemigo de un edificio es la humedad, ya que proveniente del agua de lluvia, o de la formación de condensaciones tanto superficiales como intersticiales, contribuye de forma decisiva a su degradación.

La humedad más conocida es la producida por acción de la lluvia, pero no hay que olvidar la provocada por condensaciones superficiales, que suelen manifestarse generalmente con más profusión en los puentes térmicos, ocurriendo habitualmente como consecuencia de no haberse realizado la rotura del puente térmico mediante un aislamiento adecuado y suficiente.

De todas las humedades, la más desconocida y la más difícil de tratar es la producida por las temidas condensaciones intersticiales. Se pueden originar graves deterioros (en muchos casos irreversibles) en los diversos elementos de un sistema constructivo. Este tipo de patología tiene el inconveniente de que no es fácil de detectar y cuando se detecta, ya ha ocurrido el daño.


4. Ventilación

Antiguamente no se manifestaban condensaciones con tanta frecuencia como en la actualidad. Esto era debido, por una parte, a que en los edificios no era habitual tener calefacción; otro aspecto sumamente importante y que contribuía de una forma decisiva era el hecho de que las carpinterías raramente eran herméticas, produciéndose de esta forma una ventilación natural que es una de las mejores formas de evitar condensaciones. Es previsible que en el futuro Código Técnico de la Edificación y dentro de las condiciones térmicas de los edificios, con el fin de mejorar las condiciones de higiene de las viviendas, uno de los requisitos exigibles sea el dotarlas de sistemas de ventilación fija que garantice unos valores mínimos de renovación de aire. Con esta ventilación las patologías producidas por condensaciones se verán reducidas de una forma considerable.

En la actualidad, las carpinterías son esencialmente estancas. Ésta es una forma de asegurar el control de infiltraciones de aire, así como de garantizar que el nivel sonoro se mantenga dentro de niveles aceptables y establecidos por la actual legislación.


5. Humedades, predicción y control

Como se desprende de lo expuesto anteriormente, las humedades son la causa de muchas actuaciones de mantenimiento en los edificios, actuaciones que siempre son costosas. Sería interesante tener presente que es mucho más fácil y económico prevenir que curar, siendo un aspecto que deberá estar contemplado desde el proyecto, diseñando con este propósito soluciones adecuadas que eviten estas patologías. Para poder evitar condensaciones es imprescindible predecirlas, por tanto será necesario calcular si en las condiciones habituales de uso, humedad, temperatura y ocupación se producen, y si esto es así, deberemos modificar la solución constructiva recalculando y modificándola hasta estar seguros de que no se van a producir. Existen diversas actuaciones que ofrecen un efecto inmediato en la solución de este problema, y que a veces deberán usarse combinadas Para ayudarnos a tratar estos problemas, antes de que ocurran, tenemos un magnífico aliado: El aislamiento térmico mediante espuma rígida de poliuretano aplicado in situ. Hemos comentado anteriormente la conveniencia de utilizar un buen aislamiento térmico; actualmente tenemos la seguridad de disponer de buenos materiales aislantes térmicos, el 90% acreditados por certificados de calidad y de acuerdo a normas. Quiero destacar la utilización de la espuma rígida de poliuretano como uno de ellos y óptimo medio para evitar esos problemas.



6. Utilización de espuma rígida de poliuretano
La espuma rígida de poliuretano dispone de Norma UNE 92120-1 de sistemas, y que define las propiedades que va tener la espuma una vez aplicada, así como la Norma UNE 92120-2 de aplicación, que define que condiciones se deben cumplir en el proceso de fabricación en obra para que la espuma tenga las propiedades previstas en el diseño del sistema. Así mismo existe Sello INCE Marca N de sistemas y de aplicación que certifica la calidad de los sistemas así como la de la espuma fabricada en obra.

Lo que hace que este sistema de aislamiento sea singular, y lo distinga de otros materiales aislantes, es su proceso de fabricación, ya que coincide con su puesta en obra o aplicación, quedando de esta forma incorporado al elemento constructivo que pretendemos aislar en un mismo proceso. Esta operación se lleva a cabo mediante una máquina de alta presión, del orden de 175 kg/cm2 que acondiciona por separado los dos productos básicos, poliol e isocianato (azúcar el primero y un derivado de petróleo el segundo) y que por medio de mangueras va a llegar a la pistola de pulverización y mezcla que está situada en el lugar de aplicación. Todo el sistema suele ir montado sobre camión considerándose, por esta razón, como factoría autotransportada. Como únicas ayudas en la obra se necesita un espacio para ubicar el camión y suministro eléctrico.

Es imprescindible por la idiosincrasia de fabricación, así como por el manejo de las máquinas que el operario que realice todos estos procesos esté cualificado y disponga del equipo de protección adecuado, no siendo posible la fabricación de la espuma por personal que no esté adiestrado y posea experiencia suficiente, pues tanto el manejo de las máquinas, como los productos, son complejos.

Es interesante resaltar las propiedades más significativas de este magnífico material y su puesta en obra, ateniéndonos fundamentalmente a las que afectan al tema que nos ocupa, el mantenimiento de edificios. Considerando que el conocimiento de estas propiedades puede ser determinante para decidir su utilización, puede garantizarse con la incorporación de este material que se cumplen los objetivos previstos en la solución constructiva, como estanqueidad al aire y al agua, así como que no se producen condensaciones, disponiendo por supuesto de un buen aislamiento térmico. Es de destacar que con esta utilización habremos contribuido eficazmente a eliminar una parte importante de patologías en los edificios y que, con demasiada frecuencia, son habituales.



7. Algunas propiedades relevantes

Lo primero que debemos resaltar de la espuma rígida de poliuretano es su gran capacidad como aislamiento térmico, ya que tiene el coeficiente de conductividad térmica más bajo de todos los materiales aislantes que actualmente son utilizados en construcción: lambda de cálculo (?10°C) 0,026 W/m°C, siendo éste un valor fijo en la escala de densidades que normalmente se utilizan en construcción, comprendidas desde 30 kg/m3 hasta 55 kg/m3. La primera consecuencia positiva es que este lambda nos va a permitir tener más aislamiento a igualdad de espesor que otro material aislante y, por consiguiente, disminuir el K de la solución constructiva, que es el principal objetivo de un aislamiento. También podríamos hacer otra lectura: conseguimos el mismo aislamiento con menor espesor, lo que equivale a un ahorro del espesor total de la solución constructiva, disponiendo por tanto de más superficie habitable. Esto supondrá que el precio de venta de la superficie que estamos ganando nos amortice el coste del aislamiento.

Otro de los aspectos relevantes a tener en cuenta es que se trata de un material impermeable, impermeabilidad inherente al material y a su puesta en obra, ya que se trata de una espuma duroplástica, rígida, fuertemente reticulada, de celdas eminentemente cerradas (más del 90%) y aplicada por proyección en continuo, sin juntas ni solapes, con una absorción de agua en volumen inferior al 5% (ensayo por inmersión) siendo en la práctica, en la mayoría de los casos inferior al 2%. Esto se debe a que la probeta de ensayo normalizada es muy pequeña (5 x 5 x 5 cm) y en el proceso de preparación de la misma es preciso cortarla, con lo que se destruyen gran cantidad de celdillas de la parte exterior, por tanto afectando de una forma decisiva al resultado del ensayo.

Esta propiedad de impermeabilidad del material podemos aprovecharla de una forma positiva y muy eficazmente si asumimos que, al fabricarse en obra por proyección sobre el substrato, además conseguimos un material perfectamente adherido (no olvidemos que los poliuretanos nacieron como adhesivos), fabricado sin uniones en continuo e impermeable y que, dependiendo de la calidad del substrato, el espesor y densidad de la espuma que apliquemos, no sólo el material sino la solución también podrá ser impermeable. Esto se debe a que en su fase líquida, al proyectarse a alta presión contra el substrato, penetra en las oquedades rellenándolas al expandirse dentro de las mismas, ya que en los cinco segundos que dura la reacción química, el producto aplicado aumenta del orden de treinta veces su volumen, consiguiendo por este sistema de fabricación estanqueidad del cerramiento, siendo un factor fundamental -como es evidente- el espesor de la aplicación.

La estanqueidad, obviamente también tiene gran influencia en el aislamiento acústico, resaltando en este sentido que este material, al estar perfectamente adherido al substrato y teniendo generalmente una frecuencia de resonancia muy distinta al mismo, actúa como un magnífico amortiguador de vibraciones. Es evidente que en absorción acústica, al ser un material de celdas cerradas, no funciona como un buen absorbente; tampoco lo es por la ley de masas, por tanto en esto nunca podrá ser líder.

Otro de los aspectos relevantes y que es inherente al sistema, es la gran facilidad con que podemos resolver el aislamiento de los puentes térmicos: por muy irregulares que sean las superficies a aislar, al aplicarse por proyección (equivalente a pintar con pistola), la espuma que se forme va a adquirir la forma del substrato consiguiendo continuidad en toda la superficie tratada. Este aspecto es sumamente importante para prevenir la formación de condensaciones superficiales, teniendo gran influencia para evitar las intersticiales.

La espuma rígida de poliuretano aplicada por proyección, siendo impermeable al agua no lo es al vapor de agua. Aunque es bastante resistente, permite la transpiración del cerramiento: se pueden considerar valores de m 60 para una espuma de 30 kg/m3 y ??de 150 para una espuma de 55 kg/m3 de espuma envejecida. Los valores de resistencia al vapor de agua que se obtienen en soluciones constructivas tradicionales que incorporan como aislamiento térmico espuma rígida de poliuretano, en raras ocasiones presentan problemas de formación de condensaciones intersticiales y mucho menos superficiales (si bien deberá realizarse, y sobre todo en soluciones constructivas de aplicación de espuma sobre cubierta, que suelen ser las más críticas), un estudio de comprobación. En caso de que existan será imprescindible el realizar una barrera de vapor como medida preventiva para evitar la formación de condensaciones.

Las condensaciones intersticiales provocan serios desperfectos en la edificación: si éstas se producen en el interior del aislamiento se pierde poder aislante, con el consiguiente aumento de consumo de energía. Si las condensaciones se producen en el resto de materiales del cerramiento originan deterioro por humedad y si hay congelación los daños pueden ser considerables e irreversibles. Debido a las magníficas propiedades de este material, así como a su proceso de fabricación in situ unido a su versatilidad y rapidez de ejecución, el aislamiento térmico mediante espuma rígida de poliuretano aplicado por proyección es actualmente el más utilizado en cerramientos verticales, siendo su aplicación sobre cubiertas cada vez más frecuente. Para hacernos una idea de magnitudes, en el año 1999 se aplicaron en España 33.000 toneladas, lo que equivaldría aproximadamente a 23.000.000 de m2. A la cabeza de los países consumidores está Estados Unidos con 100.000 toneladas, seguido de Japón con 40.000, siendo España el tercero; el resto de países europeos tiene un consumo de 27.500 toneladas. Es evidente que España tiene muy desarrollada esta tecnología, exportando nuestros sistemas de poliuretano a otras partes del mundo: países de Europa, Asia y África. Nuestro mercado, al estar muy desarrollado, ofrece una excelente relación calidad-precio.

8. Cerramientos de ladrillo cara vista
De los 23 millones de metros cuadrados en que se ha aplicado poliuretano en España en el año 99, aproximadamente 19 millones se han realizado sobre cerramientos verticales, siendo la aplicación más utilizada el aislamiento sobre el trasdós de ladrillo visto. Más del 90% de esta aplicación se ha realizado directamente sobre la fábrica de ladrillo sin enfoscado con mortero de cemento.

Este aspecto merece la pena ser analizado: es mucho más impermeable la solución sin enfoscar, ya que tanto el ladrillo como la espuma de poliuretano son impermeables. Por tanto, es difícil que el agua penetre al interior o descienda hasta el forjado.

Analizando ahora la otra solución alternativa, es lógica la deducción de que el enfoscado con mortero de cemento, previo a la proyección de espuma, empeora la solución constructiva: Contribuye por una parte a absorber más cantidad de agua y por otra, cuando éste se satura, a que, entre el ladrillo que es hidrófugo y la espuma de poliuretano que es impermeable, el agua, almacenada en el mortero, descienda a través de él con mucha facilidad, produciendo humedades en el forjado que por capilaridad van a pasar dentro.

Por otro lado, si analizamos higrotérmicamente la solución, nos encontramos que se pueden producir condensaciones intersticiales con más facilidad; esto es debido a que incorporamos en la cara fría un material que es más resistente al paso de vapor de agua que el poliuretano.

Además, si el coste de esta unidad de obra la invertimos en aumentar el espesor del aislamiento, mejoraremos la solución de una forma considerable, obteniendo entre otras ventajas mayor eficiencia energética, que desde el principio era uno de los objetivos fundamentales dentro del proyecto.


9. Rehabilitación

Un aspecto importante del mantenimiento en los edificios es la rehabilitación. La espuma rígida de poliuretano, por sus propiedades, parece que fue creada para favorecer la rehabilitación de diversas y variadas soluciones constructivas: su versatilidad, rapidez y prestaciones facilitan el proceso de rehabilitación en la mayoría de las circunstancias, siendo relevante en estos casos su extraordinaria adherencia y su resistencia a la compresión (3 kg/cm2 para una espuma de 50 kg/m3), además de las propiedades ya comentadas anteriormente.

Podríamos citar como relevantes las actuaciones que se realizan en este sentido sobre cubiertas de fibrocemento, rehabilitando las placas, ya que en la mayoría de los casos no será necesaria su sustitución. Esto se debe a que la espuma, además de proteger al fibrocemento de las condiciones climáticas extremas, le va a dotar de unas prestaciones mecánicas excelentes. El acabado de protección contra los rayos ultravioleta suele realizarse mediante proyección de un elastómero poliuretánico, del que luego trataré. Hay que resaltar de esta solución, que durante el proceso de rehabilitación no se interfiere el desarrollo de las actividades que se despliegan debajo.

Lo dicho para el fibrocemento es asumible en el caso de aplicaciones sobre y bajo ripias antiguas, teniendo en cuenta en este caso que no es aconsejable la proyección por ambas caras de la madera, pues se quedaría sin transpiración. Cada vez son más habituales las rehabilitaciones de cubiertas inclinadas antes de retejar, o en cubiertas planas que tengan los tradicionales tratamientos y que no posean aislamiento térmico, hecho que ocurre en la mayoría de edificios antiguos. En todos estos casos la incorporación de este magnífico aislamiento nos puede dar grandes satisfacciones.



10. Protección de la espuma


La espuma rígida de poliuretano es muy estable ante la mayoría de los productos químicos, no siendo habitual que haya reacciones negativas en ningún sentido con los materiales que usualmente se utilizan en construcción. La principal degradación que sufre la espuma rígida de poliuretano ocurre por exposición prolongada a los rayos ultravioleta, degradándola de una forma importante, pudiendo llegar a la desaparición de la misma, estimándose (y dependiendo de las diferentes condiciones climáticas), una disminución de espesor entre 1,5 y 2 mm por año de exposición sin protección.

Después de lo comentado en el párrafo anterior, parece obvio que deberemos proteger la espuma de este agente degradante utilizando los diferentes sistemas y siempre en función del uso al que va a estar destinada la solución constructiva; para ello podremos utilizar multitud de sistemas por todos conocidos: pinturas, protecciones pesadas, ligeras, etc. Actualmente la tendencia es utilizar elastómeros de poliuretano de última generación, incluyendo las poliureas, que son muy versátiles y se fabrican a medida dependiendo de la utilización a la que van destinadas. Tienen unas propiedades extraordinarias, destacan por ser muy resistentes a la abrasión, muy elásticos y, por supuesto impermeables. Además, tienen la ventaja de que se aplican por proyección con la misma máquina que hemos utilizado para realizar la proyección de la espuma.

Estos elastómeros, dadas sus magníficas propiedades, también se utilizan para impermeabilización en diferentes soluciones constructivas, puentes, estructuras metálicas, boyas y estructuras marinas, así como en protección de pavimentos como aparcamientos, suelos industriales, etc. Son muy utilizados en Estados Unidos, Japón, Alemania y otros países europeos. Esto nos da una idea del futuro que en España van a tener estos productos por sus posibilidades de utilización como impermeabilizantes en la construcción, tanto en rehabilitación como en obra nueva.

Cuando utilicemos elastómeros para protección de la espuma, deberemos tener en cuenta que son muy resistentes al paso del vapor de agua, y al estar aplicados en la cara fría, será necesario estimar si tenemos riesgo de condensaciones intersticiales. En el caso de que esto ocurra, será necesario incorporar una barrera de vapor en la cara caliente, previo a la proyección de la espuma. Esto también es aplicable a cualquier protección que utilicemos y que sea muy resistente al paso de vapor de agua, pues de no hacerlo, corremos el riesgo de que se nos formen condensaciones intersticiales.


11. Conclusión
Despu és de todo lo explicado hasta aquí es fácil concluir diciendo que en la espuma rígida de poliuretano tenemos un magnífico aliado que nos va a facilitar el trabajo de cada día, ayudándonos a disminuir las patologías y por consiguiente el mantenimiento del edificio; sólo nos va a exigir elegir bien la solución y verificar que se cumpla la calidad prevista. Todo lo expuesto justifica el gran incremento de mercado de esta tecnología, ya que cuanto mejor la conocen los técnicos más la utilizan.
 

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