Sistemes constructius

Làmines de coberta i impacte ecològic

Guia que avalua les diferents opcions disponibles de làmines impermeables de coberta segons el seu rendiment tècnic i impacte ecològic, comparant els diferents tipus disponibles al mercat, segons el seu impacte mediambiental, rendiment i durabilitat.
Publicado el 09 febrer 2021
selección láminas de cubierta

D’entre els elements constructius que componen un edifici, la coberta és potser el més exposat a les inclemències climàtiques i les seves patologies poden derivar en problemes greus a l’interior.

Tradicionalment, les solucions constructives per impermeabilitzar cobertes s’han executat amb materials naturals com la pedra o la teula, en el cas de cobertes inclinades, o la calç i l’argila per a cobertes planes.

Amb l’aparició dels materials sintètics, aquests sistemes han estat àmpliament substituïts per làmines impermeabilitzants de coberta, un sistema econòmic que assegura una estanquitat absoluta a l’aigua amb un pendent mínim, durabilitat i un manteniment mínim o nul.

Tanmateix, les làmines impermeables de coberta són elements sintètics amb processos de transformació d’elevat impacte ecològic, que no disposen d’alternatives naturals i que fan saltar les alarmes de qualsevol anàlisi de cicle de vida i d’impacte mediambiental d’un projecte.

Per aquest motiu, plantegem la necessitat d’avaluar les diferents opcions disponibles segons el seu rendiment tècnic i impacte ecològic, comparant els diferents tipus de làmines impermeables disponibles al mercat, segons el seu impacte mediambiental, rendiment i durabilitat.

LÀMINES IMPERMEABLES DE COBERTA

 

El terme de “terrat” o terrat s’utilitzava tradicionalment per denominar les cobertes planes de les cases de poble en què es feien activitats com estendre la roba o reunir-se amb els veïns, i que estaven protegides amb una capa d’argila compactada que garantia la impermeabilització i un sòl ferm per assegurar l’accessibilitat.

En regions amb elevada pluviometria s’adoptaven mesures basades en la geometria, en què el material de coberta té menors requeriments d’impermeabilització en evacuar la major part de l’aigua mitjançant un pendent acusat, com les cobertes de palla o vegetals dels països nòrdics o les tradicionals cobertes de teula o pedra.

I és que la coberta és un dels paraments més castigats de l’envolupant d’una construcció, tant per l’aigua en forma de pluja i neu, com per les variacions de temperatura entre dia i nit, que no només afecten el seu manteniment, sinó també l’estabilitat de la temperatura de l’ambient interior.

A més, si el disseny de l’edifici no permet una accessibilitat adequada, la coberta corre el risc de no disposar d’un manteniment mínim i que qualsevol patologia passi desapercebuda.

A causa de la seva exposició directa tant a la pluja com a la neu, un dels riscos més grans d’una coberta són les filtracions d’aigua, una patologia que ha quedat pràcticament en l’oblit des de l’aparició al mercat de les làmines sintètiques impermeabilitzants a principis del s. XX.

El fet de disposar d’un nou material flexible i impermeable que ens permet protegir amb solucions de tota mena, garantint l’estanquitat de la coberta, va ser una innovació disruptiva que va canviar completament la manera de projectar i construir els elements de coberta.

Però el fet que els materials sintètics hagin desbancat gairebé del tot la resta de solucions tradicionals fetes amb materials naturals com la calç o les teules no és només una qüestió estètica, sinó també econòmica, i és que les làmines impermeabilitzants agilitzen i abarateixen el procés d’impermeabilització d’una coberta.

 

Tipus de cobertes

 

No totes les làmines de coberta són vàlides per a tots els tipus de coberta. Així, abans de definir els diferents tipus i fer una selecció de làmines de coberta en funció del seu rendiment i impacte ecològic, comencem definint els tipus de coberta més comuns: segons els materials que les componen, la seva geometria, ús i ordre de les diferents capes.

Classificació tipològica de cobertes

 

En la classificació clàssica, els tipus de coberta se solen distingir en funció de la seva geometria. Les cobertes planes se solen definir fins a un màxim d’un 24% de pendent i les inclinades des del 25% fins al 100% de pendent.

L’origen d’aquesta distinció té lloc en les clàssiques cobertes protegides amb materials petris o ceràmics, amb el seu màxim exponent en el sistema de teula àrab. Aquesta disposició geomètrica requereix un pendent mínim del 24% perquè, per geometria, l’aigua no hi entri, tenint en compte que parlem de materials porosos.

Un cop entrem en terreny de cobertes de baix pendent o planes, s’exigeix un grau més alt d’impermeabilitat, per la qual cosa haurem de començar a treballar amb materials no porosos. Són cobertes que tradicionalment s’executaven amb argila o calç i avui dia es duen a terme amb metalls o làmines impermeabilitzants.

Una segona classificació tipològica distingeix entre les cobertes convencionals o invertides en funció de la posició de la capa d’aïllament, o també entre les cobertes ventilades (també anomenades fredes) o no ventilades (calentes) — per la qual cosa el criteri en aquest cas seria el comportament energètic.

Finalment, podem classificar les cobertes en funció del seu ús: transitable, no transitable, tècnica, inundada o coberta vegetal.

És important destacar que l’elecció d’un sistema de coberta influirà en gran mesura en els tipus de làmines de coberta que en seran adequats, i és que el mal funcionament d’una coberta té conseqüències en el confort interior, però també en la durabilitat dels materials elàstics. La dilatació i contracció d’un material sotmès a canvis tèrmics constants pot portar a la seva degradació ràpida.

Capes d’una coberta

 

Els diferents tipus de làmines de coberta formen part d’una de les múltiples capes d’un sostre. Vegem en detall les diferents capes en funció de la seva posició, des de l’interior fins a l’exterior.

 

– Estructura: es troba a la posició inferior i sustenta la resta de capes. La seva funció és resoldre els requeriments mecànics, suportant les càrregues del sostre i transmetent-les als suports perquè baixin fins als fonaments.

– Capa de drenatge: en el cas de les cobertes planes, a més de la seva impermeabilització, haurem de generar uns pendents d’entre el 2% i el 6% d’inclinació per reconduir l’aigua cap a un embornal. Complementant les dues estratègies assegurarem una estanquitat completa.

– Aïllament tèrmic: serà aquella capa que ens protegeixi de la diferència de temperatura amb l’exterior, ja es tracti d’un material específicament aïllant o d’un mantell de terra en el cas d’una coberta enjardinada.

– Capa impermeabilitzant: la seva funció és assegurar l’estanquitat del conjunt. Se sol resoldre amb làmines sintètiques i, en cas de combinar-se amb aïllaments no impermeables, evita que l’aïllament es mulli.

Capa separadora: també anomenada capa geotèxtil, elimina el fregament entre capes i n’assegura la compatibilitat. És important separar la làmina impermeable d’acabats de graves o evitar el creixement de les arrels en el cas d’una coberta verda.

– Capa de protecció: també anomenada capa d’acabat, té la funció de protegir la resta de capes dels agents climàtics com el vent, la radiació solar o altres agressions com animals. En alguns casos s’utilitza per afegir pes, evitant així que les peces d’aïllament surtin volant. Alguns exemples són l’acabat de grava, el substrat vegetal en el cas de les cobertes enjardinades, o qualsevol paviment pesant, entre d’altres.

 

Criteris d’anàlisi

 

Al llarg d’aquest article proposem fer una anàlisi per a la selecció de làmines de coberta en funció del seu rendiment i impacte ecològic, que distingim entre 4 tipus principals:

  • Tela asfàltica
  • EPDM
  • PVC
  • TPO
  • Làmines líquides

De cadascun d’ells es durà a terme una anàlisi tècnica i de petjada ecològica.

Criteris d’avaluació del rendiment de les làmines de coberta

 

Per dur a terme l’estudi a nivell tècnic s’analitza la fitxa tècnica d’un producte representatiu de cadascun dels tipus de làmines proporcionat pel fabricant.

 

– Elongació màxima: la coberta sol ser la zona més exposada a la radiació solar, per la qual cosa els materials que en formen part es veuran sotmesos a una àmplia variació de temperatures.

L’elongació màxima mesura l’amplitud màxima del moviment de dilatació i retracció d’un material sense que aquest perdi les seves propietats originals. Per això, un valor més alt d’elongació màxima ens donarà garantia de més durabilitat. No s’expressa amb unitats, sinó en percentatge d’augment respecte de la longitud original.

 

– Resistència a tracció: a causa de les variacions en la longitud de les làmines fruit dels canvis de temperatura, es generen unes tensions en el material que podrien ocasionar trencaments si superen els esforços màxims permesos. Per aquesta raó, el valor de la resistència a tracció és important, ja que com més alt sigui, menors seran les possibilitats que el material perdi la seva capacitat impermeabilitzant. S’expressa en unitats de pressió, MPa, l’equivalent a un N per m2, ja que en dividir una força entre una superfície estem comptabilitzant la pressió que s’exerceix sobre aquesta secció de material.

 

– Pes: es tracta d’un valor que es calcula en funció del seu gruix i longitud, amb l’objectiu de poder mesurar quant pesa cada làmina de cara al transport o la resistència del suport de coberta. Per això, el pes es quantifica seguint les unitats de pes/superfície, kg/m2, i el gruix en mm.

 

– Sistema de presentació: determinats tipus de làmines de coberta solen venir en format de rotlle, amb amplada, gruix i longituds concretes. Necessitem saber quin és el format de presentació per poder calcular el nombre de rotlles necessaris, així com el nombre de capes superposades. L’objectiu és minimitzar la merma i aprofitar al màxim el material, tant per qüestions econòmiques com ecològiques.

 

– Factor d’emissió: qualsevol producte es pot definir amb un valor representatiu que relacioni la quantitat de contaminant emès a l’atmosfera amb l’activitat associada a aquesta emissió. S’expressa mitjançant les unitats KgCO2eq per m2 de producte, una mesura en unitats de massa del CO2 equivalents a la producció d’un m2 del producte que estem analitzant. [1]

La massa dels gasos emesos es mesura per la seva correspondència amb el CO2, en ser el gas més conegut i referència de la resta de gasos d’efecte hivernacle. Les dues unitats de massa més utilitzades solen ser la tona i el quilogram, tCO2eq o KgCO2eq.

Per al seu càlcul, hem de tenir en compte que el pes molecular del CO2 és de 44 g/mol. Així doncs, en una tona de CO2 hi ha 22.727 mols. Els gasos d’efecte hivernacle diferents del CO2, com el metà, l’òxid nitrós o els hidrofluorocarburs, es converteixen al seu valor equivalent en CO2 multiplicant la massa del gas pel seu Potencial d’Escalfament Global (GPW).

El GPW és un índex, per la qual cosa no té unitats, que mesura quanta calor pot ser atrapada per un determinat gas i pot ser calculat per períodes de 20, 100 o 500 anys, sent 100 anys el valor més freqüent.

Criteris d’avaluació de l’impacte ecològic de les làmines de coberta

 

Abans d’entrar en detall en la selecció de làmines de coberta en funció del seu rendiment i impacte ecològic, fem un repàs d’alguns conceptes clau relacionats amb l’avaluació ambiental d’un producte.

 

– Fitxa de Seguretat: es tracta del segon document, després de la fitxa tècnica, que obligatòriament ha d’acompanyar qualsevol producte, tot i que no sempre és fàcilment accessible de manera oberta i en molts casos cal sol·licitar-lo al fabricant.

A la fitxa de seguretat d’un producte, és obligatori indicar tots els components que es puguin considerar tòxics en la mescla, sempre que el seu percentatge respecte del total representi com a mínim el 0,1%. Això vol dir que pot haver-hi alguns productes tòxics en concentracions mínimes dels quals no és obligatori informar.

L’ideal seria disposar d’una declaració completa de components, però atès que molts fabricants no volen revelar la composició completa d’un producte, en els darrers anys han aparegut nombrosos segells de certificació ecològica de productes. Aquests analitzen i validen de manera independent si la composició d’un producte compleix certs estàndards de qualitat en relació amb el seu impacte sobre el medi ambient i la salut de les persones.

A més, la fitxa de seguretat inclou informació sobre la manipulació i la manera de rebutjar un producte per minimitzar la toxicitat tant en usuaris com en el medi ambient.

 

– ACV: L’Anàlisi del Cicle de Vida és un dels mètodes més utilitzats avui dia per a l’avaluació de l’impacte ambiental d’un producte. A través d’aquest mètode es té en consideració el seu impacte ambiental més enllà del càlcul de les seves emissions de carboni. Per a això, s’avaluen diverses categories d’impacte com són: l’esgotament de recursos, l’impacte sobre la capa d’ozó, l’acidificació de l’aigua, l’eutrofització, així com la toxicitat en humans o l’ecotoxicitat.

En ser un mètode recent, encara és difícil trobar fitxes d’ACV per a molts productes industrials; esperem que en un futur pròxim mètodes d’avaluació complets com aquest siguin d’implementació obligatòria per a tots els fabricants. L’ACV està regulat per les normes ISO 14040 [2] i ISO 14044 [3] de la normativa europea.

 

– DAP: de l’Anàlisi del Cicle de Vida d’un Producte, obtenim la DAP — Declaració Ambiental del Producte. La DAP és un document cada vegada més estès que desenvolupa el mateix fabricant del producte. Una DAP es classifica com una Ecoetiqueta de tipus III i està regulada per la norma ISO 14025 [4].

Existeix una plataforma anomenada OpenDAP en la qual es recull el major nombre de declaracions a nivell espanyol, permetent-ne la consulta lliure i oberta.

A les DAP es fa referència a l’origen de la matèria primera, la seva extracció i transformació, però sobretot s’avaluen les emissions de CO2. Per això, la dada en què ens basarem serà el factor d’emissió del producte.

Selecció de làmines de coberta en funció del seu rendiment i impacte ecològic

 

Tela asfàltica

 

Les teles asfàltiques, també anomenades làmines bituminoses o làmines de betum modificat (LBM), són el sistema més estès per a la impermeabilització de cobertes. Aquesta denominació fa referència al fet que el material asfàltic utilitzat en la composició d’aquestes làmines ha estat modificat amb additius o polímers per millorar certes característiques, com la seva resistència a la intempèrie, elasticitat i adherència. La composició del material sol contenir, entre d’altres: asfaltos naturals, betums asfàltics de penetració, betums asfàltics d’oxidació, quitrà i brees.

En primer lloc, aclarirem l’origen de tots els materials esmentats. El betum és un producte derivat del petroli, mentre que el quitrà i les brees són derivats del carbó. Per la seva banda, anomenem asfalt una mescla d’àrids amb betum que s’utilitza normalment per a la construcció de carreteres.

Amb tot això, la làmina asfàltica parteix d’un material de base que li dona suport i resistència, que antigament consistia en amiant o teixits naturals. Actualment s’utilitzen nous materials per al suport: fa uns anys eren d’alumini o coure, i ara de polièster, polietilè o fibra de vidre.

El procés de fabricació del material asfàltic consta dels passos següents: extracció, transport, preparació de la mescla asfàltica, laminació, aplicació del material d’acabat, refrigeració i bobinatge. [5]

L’extracció del petroli es fa normalment mitjançant pous a gran profunditat, invertint una gran quantitat d’energia en el procés. Espanya és un país que es caracteritza per la seva elevada dependència energètica, ja que només gaudeix d’un 0,4% de producció pròpia de petroli. Així, la gran majoria de la importació prové de Mèxic, per la qual cosa ha de creuar tot l’Atlàntic en vaixell, suposant una despesa ecològica elevadíssima en transport.

Un cop a fàbrica, el petroli es refina per obtenir productes com gasolina, gasoil, gasos, etc. A les refineries, el petroli cru se sotmet a diferents processos de destil·lació i separació, la temperatura dels quals varia depenent del procés que s’estigui duent a terme i de la unitat específica utilitzada. Tanmateix, en general, algunes de les unitats operen a temperatures relativament altes, arribant a assolir entre 300 °C i 400 °C o fins i tot més en alguns casos, per dur a terme la destil·lació i separació dels diferents components del petroli. D’aquest procés se’n genera un excedent i derivat que és el betum; és a dir, es tracta d’un producte residual que s’aprofita després del refinatge del petroli per a productes com les làmines bituminoses. Posteriorment, cal barrejar aquest betum amb una proporció concreta d’àrids per obtenir l’asfalt.

La mal·leabilitat del betum està estretament relacionada amb la seva temperatura, sent la temperatura ambient aquella en què es troba en forma sòlida. Per això, s’ha de treballar en tot moment a una temperatura de 150 ºC, fins i tot durant el temps d’emmagatzematge, moment en què se sol col·locar en tancs fixos que consten d’una gran caldera per mantenir la calor.

El procés final de refrigeració també suposa una elevada despesa energètica, ja que ha d’aconseguir rebaixar aquests 150 ºC en un temps molt curt per mantenir la geometria del material.

Amb tot això, se solen afegir additius al material per modificar-ne el comportament. Per incrementar l’elongació màxima, s’hi afegeixen elastòmers, uns polímers termoplàstics o derivats del cautxú. Per millorar la resistència a tracció, s’hi afegeixen plastòmers o polímers termoestables que en milloren la resistència.

Una característica important d’aquest tipus de làmines és la seva placabilitat a baixes temperatures. La placabilitat d’un material fa referència a la seva capacitat per adaptar-se i conformar-se a les superfícies i configuracions de la coberta, fins i tot quan estan exposats a temperatures fredes. Quan la temperatura ambient és baixa, l’asfalt i els materials bituminosos tendeixen a tornar-se més rígids, i això podria dificultar-ne la manipulació i aplicació en certes condicions climàtiques fredes. Tanmateix, les làmines bituminoses que tenen una bona placabilitat a baixes temperatures són més flexibles i mal·leables fins i tot en entorns freds.

 

Segons la composició i els additius de la làmina distingim entre diversos subtipus:

  • Làmina bituminosa d’oxiasfalt
  • Làmina d’oxiasfalt modificat
  • Làmina de betum modificat amb elastòmers
  • Làmina de betum modificat amb plastòmers
  • Làmina extruïda de betum modificat amb polímers.

 

Destaca el procés de fabricació de l’anomenat oxiasfalt, que en les darreres dècades ha estat el material més utilitzat per fer làmines asfàltiques. La diferència rau en el fet que, alhora que se sotmet l’asfalt a altes temperatures, se li insufla aire per oxidar-lo, per la qual cosa s’obté un material dur però alhora molt elàstic. [6] Des de 2013 s’ha prohibit explícitament l’ús de l’oxiasfalt tipus OA-70/40 en cobertes en la contractació pública i en altres àmbits de construcció en general com els carrils bici, ja que no funciona bé la seva resistència a tracció que marca la norma UNE 104202 de 1992. [7]

Com a alternativa, avui dia s’utilitzen làmines amb elastòmers SBS i làmines amb plastòmers APP, també conegudes com a làmines de betum polimèric. En la majoria dels casos es poden utilitzar indistintament, però en els països de climes càlids les làmines de plastòmers APP ofereixen més facilitat d’aplicació, ja que la penetració a temperatures altes (25 ºC o més) acaba sent menor. La menor penetració significa que aquestes làmines són menys propenses a estovar-se excessivament i perdre les seves propietats mecàniques en condicions caloroses, cosa que en facilita la instal·lació i evita problemes associats amb la deformació en el procés d’aplicació.

A nivell de classificació, existeixen dues tipologies de tela asfàltica en funció del seu material d’acabat: les autoprotegides i les que no tenen protecció. Les autoprotegides gaudeixen d’un acabat mineral o metàl·lic incorporat, mentre que a les no protegides se’ls col·loca un simple acabat de film plàstic, per la qual cosa s’hauran de protegir mitjançant grava o un paviment.

Segons la seva composició, les làmines es classifiquen de la manera següent: monocapa, bicapa o monocapa millorada. El sistema monocapa consisteix, com bé indica el seu nom, en una única capa del rotlle de material. Per això, és important el solapament entre diferents franges per assegurar-ne la impermeabilitat, no inferior a 8 cm, utilitzat sobretot en làmines autoprotegides. D’altra banda, el sistema bicapa consisteix en dues capes compostes per franges solapades que en el nivell següent es col·loquen cobrint la junta solapada anterior, en ambdós casos de manera perpendicular a la línia de màxim pendent. Finalment, les làmines de tela asfàltica de monocapa millorada són similars a les làmines monocapa, però presenten millores en la seva composició per oferir característiques addicionals de rendiment.

El sistema d’adherència pot consistir en adherit, semiadherit o flotant. El mode adherit significa que la impermeabilització s’adhereix al suport en tota la seva superfície, oferint una millor estanquitat en solidaritzar-se amb el suport base. El mètode semiadherit s’uneix per punts al suport entre el 15 i el 50% de la seva extensió — una tècnica emprada per distribuir la pressió de vapor. Finalment, es pot directament no adherir la làmina al suport seguint l’anomenat sistema flotant, excepte al perímetre, trobades amb paraments i trobades singulars. En aquest cas, la capa podrà moure’s més lliurement, per la qual cosa estarà sotmesa a un menor estrès estructural.

La tècnica d’unió entre làmines se sol fer amb bufador; també es pot reforçar amb adhesius freds o fins i tot es pot dur a terme únicament amb fixacions mecàniques o asfalt calent.

La norma espanyola que regula la impermeabilització en l’edificació sobre i sota rasant amb làmines bituminoses modificades, la UNE 13707 de 2014, recomana, d’entre aquest tipus de sistemes, les làmines de betum modificat amb polímers. La norma també especifica que les làmines han de tenir una armadura adequada per oferir la resistència i estabilitat necessàries. Alguns dels materials recomanats per a l’armadura inclouen feltre de fibra de vidre, feltre de polièster (no teixit) sense armar o armat amb malla, feltre de polietilè o altres poliolefines, i film de polièster o film de polietilè. Les làmines autoadhesives de betum modificat amb polímers també estan contemplades a la norma, amb armadura de feltre de fibra de vidre i feltre de polièster no teixit. [8]

Dades d’anàlisi

 

Per a la selecció de làmines de coberta en funció del seu rendiment i impacte ecològic, utilitzarem les dades de la làmina de betum modificat amb elastòmers, un dels productes més comercialitzats dins de la categoria:

 

Elongació màxima: 45%

Resistència a tracció: 1 Mpa

Pes: 2,85 kg/m2

Gruix: 0,3-2,5 mm

Factor d’emissió: 3,3-6,19 KgCO2eq/m2, producte bicapa

 

Analitzant les característiques d’un producte representatiu — làmina de betum modificat amb elastòmers— veiem que les dimensions del rotlle són d’1 m d’ample i un marge de 8 a 20 metres de llarg. El fet de ser tan estret i curt implica un gran nombre de juntes, cosa que comportarà la possibilitat d’un nombre més gran de fuites.

Malgrat aquest fet, la seva durabilitat es considera una de les més altes, proporcional al seu elevat preu, ja que es tracta del tipus més gruixut i, conseqüentment, el menys flexible.

Tanmateix, la seva manca de flexibilitat fa que necessiti una capa de protecció i que, conseqüentment, mai no pugui quedar vista, ja que si no perdria la seva capacitat elàstica per la incidència de la radiació solar. És per aquest motiu que, en cas de no utilitzar una làmina autoprotegida, haurem d’afegir una capa de material d’acabat —podent arribar a tractar-se d’un morter amb un enrajolat—, sempre que hi afegim prèviament una capa geotèxtil de protecció de la impermeabilització.

Un altre inconvenient d’aquest producte és la seva manca de transpirabilitat en ser un derivat plàstic, que pot comportar problemes a la llarga. Per exemple, si l’estem col·locant sobre una coberta d’estructura de fusta, serà fàcil que en els punts de coberta més complexos d’impermeabilitzar es puguin generar condensacions per sota a causa de la seva manca de transpirabilitat.

La reciclabilitat de la tela asfàltica al final de la seva vida útil és molt complexa, ja que pot tornar-se extremadament enganxosa i convertir-se així en un residu perillós. Algunes empreses alemanyes parlen de la possibilitat de reaprofitar-la en la construcció de carreteres, però finalment la gran majoria acaben cremant-la en alts forns per aprofitar-ne l’energia calorífica en la fabricació de ciment o altres materials de construcció.

 

EPDM – Etilè Propilè Dien Monòmer

 

Les làmines d’Etilè Propilè Dien Monòmer són làmines impermeables de cautxú sintètic. El cautxú natural és un polímer d’origen orgànic que s’extreu en forma d’emulsió lletosa de certes espècies d’arbre, coneguda com a làtex.

Tanmateix, el cautxú sintètic només comparteix el nom amb aquest altre material, per la qual cosa es pretén presentar com a natural i no ho és. Es produeix a fàbrica mitjançant la mescla d’una varietat de monòmers, alguns d’ells d’origen orgànic però molts derivats del mateix petroli, com l’etilè, el propilè i el dien, que s’utilitzen en la fabricació de plàstic. Amb tot això, s’hi afegeix una sèrie d’impureses o additius que proporcionen al producte les propietats òptimes.

Una altra opció són les làmines de cautxú vulcanitzat, un derivat del cautxú natural o del cautxú sintètic, en funció de a quin material se li apliqui el procés de vulcanització. La vulcanització és un procés mitjançant el qual s’escalfa el cautxú cru barrejant-lo amb sofre. Aquest procés li dona més estabilitat, duresa i resistència al fred sense perdre l’elasticitat natural. També transforma l’acabat enganxós del material en una superfície suau que no s’adhereix als materials amb què entra en contacte.

En ambdós casos, parlem de làmines d’un material plàstic o desvirtuat del seu origen natural que s’armen amb una trama de polièster, també plàstic. Novament, entrem en la problemàtica de la manca d’autonomia de cru en aquest país, per la qual cosa el material, ja de per si contaminant pel fet de ser fòssil i gastar molta energia en la seva extracció, ha de ser a més transportat grans distàncies per arribar a la fàbrica.

A Espanya es fabriquen làmines EPDM mitjançant la tècnica del calandrat, en què es fa passar el material entre dos corrons de metall calents que giren en sentits oposats i tallen la làmina final amb una ganiveta. És en aquest estadi del material en què pot ser sotmès a la vulcanització.

Per definició, es tracta d’un material no transpirable. Tanmateix, en els darrers anys s’han desenvolupat una sèrie de tècniques que aconsegueixen que la humitat de l’interior de l’edifici surti alhora que continuen impedint l’entrada de l’aigua, evitant així les condensacions d’aigua que poden arribar a generar problemes d’humitats. Es tracta d’afegir-hi fins a 4 capes de geometries diferents: una capa tèxtil sense trenar, una pel·lícula difusora, una tela de reforç PE i una última de tèxtil també sense trenar.

El seu sistema de presentació és en rotlles, arribant a assolir una mida de 9 metres d’ample per 30 metres de llarg. Les tècniques d’adherència o unió entre làmines són l’aire calent, que activa les propietats adhesives del mateix material, o els adhesius freds, que ofereixen certs avantatges en no sotmetre el material a esforços de tracció elevats en la seva col·locació.

Cal una protecció mínima, no sent possible deixar la làmina vista. Aquesta capa de protecció pot ser pesada i fer-se mitjançant grava rodada o un paviment rebut amb morter, situació en què col·locarem una capa geotèxtil, o bé lleugera, mitjançant una pintura elàstica de color clar per minimitzar la incidència solar.

Al final de la seva vida útil, l’EPDM és altament reciclable, tot i que es perd aproximadament el 10% del material a causa de l’enganxat previ amb la resta de làmines. Per al seu reciclatge, el material passa per un procés de trituració mecànica i pot reconvertir-se en altres productes de construcció, així com en usos esportius com paviment de pistes o àrees de joc.

Dades d’anàlisi

 

Elongació màxima: 400%

Resistència a tracció: 9 Mpa

Pes: 1-1,8 kg/m2

Gruix: 0,5; 0,8; 1; 1,2; 1,5; 2 mm

Factor d’emissió: 3,442-6,19 KgCO2eq/m2 producte

 

Es tracta d’un material modern amb elevades prestacions, no només resistent als agents atmosfèrics, sinó també molt resistent mecànicament, cosa que el converteix en un material molt adequat per a la impermeabilització de coberta. Tot això li aporta una gran durabilitat, arribant algunes marques a garantir fins a 50 anys el seu correcte funcionament.

És destacable la capacitat d’elongació d’aquest material que li confereix una gran resistència a tracció, un avantatge que repercuteix en el seu elevat preu, ja que es tracta de la solució més cara de totes les analitzades.

 

PVC

 

El policlorur de vinil (PVC) és un tipus de plàstic molt comú en construcció ja que s’utilitza tant per a làmines de coberta com per a canonades d’aigua, tancaments, fusteries i tanques, entre altres elements. Es tracta d’un material perillós tant per al planeta com per als usuaris, amb un greu problema de contaminació i toxicitat en el seu procés de producció. De fet, d’entre els polímers declarats més perillosos, el PVC és de lluny el més utilitzat en construcció. [9]

El PVC és únic en avantatges tècnics dins l’ampli espectre de plàstics perquè és un plàstic clorat. Bàsicament els seus components provenen del petroli brut 43% i el clor provinent de la sal 57%, per la qual cosa és cert que constitueix el plàstic amb menor dependència del cru i major facilitat de producció a Espanya, aconseguint així reduir costos. De fet, la indústria del clor té un gran pes en l’economia espanyola, sent el 6è país a nivell de producció a la UE.

Tot això no vol dir que la seva fabricació resulti ecològica, sinó tot el contrari. De fet, fa necessari continuar traslladant el petroli des de Mèxic o Aràbia Saudita, mentre que les explotacions de clor espanyoles exploten les salines, traslladen aquesta sal a una fàbrica on mitjançant electròlisi la converteixen progressivament en salmorra, sosa càustica, hipoclorit de sodi i clor. Es tracta doncs de 4 reaccions químiques complexes que consumeixen energia i alliberen tòxics al medi ambient.

El clor i l’etilè s’uneixen en una sola molècula anomenada polímer, per la qual cosa anomenem a això procés de polimerització, que es pot produir mitjançant 4 mètodes diferents: suspensió, emulsió, massa i solució. El procés de suspensió és el més emprat, i es duu a terme en reactors d’acer inoxidable, que treballen a alta pressió o alta temperatura.

No obstant això, la química clorada del PVC és responsable d’una varietat de perills per a la salut ambiental i humana: des del començament del seu cicle de vida on el mateix material suposa un carcinogen humà conegut, fins a l’alliberament de substàncies organoclorades quan es crema en incendis o incineradores, emetent dioxines que resulten de gran toxicitat ambiental i un altre carcinogen humà. De fet, també allibera grans quantitats de dioxina al llarg de la seva fabricació.

Les làmines de PVC són làmines impermeables totalment sintètiques, per la qual cosa no resulten gens transpirables.

El seu sistema de presentació consisteix en rotlles d’1,4 metres d’ample per 20 metres de llarg, per la qual cosa presenta problemes a causa de la necessitat de gran quantitat de juntes. En aquesta tipologia de làmina, la tècnica de fixació pot ser tant mecànica com mitjançant aire calent o adhesius.

Té l’avantatge de poder-se deixar vista, motiu pel qual els fabricants proposen diferents colors de làmines, ja que per la seva naturalesa clorada la incidència de la radiació solar és baixa. De la mateixa manera, permet la col·locació de qualsevol tipus de paviment superior, permetent la transitabilitat de la coberta.

Finalment, la possibilitat de reciclar el PVC és molt baixa, ja que la qualitat del material es redueix molt, així que acaba sent necessari utilitzar sempre més del 50% de material verge.

Dades d’anàlisi

 

Elongació màxima: 250%

Resistència a tracció: 16-18 Mpa

Pes: 0,5-1,8 kg/m2

Gruix: 0,4-1,4 mm

Factor d’emissió: 14,4-22,9 KgCO2eq/m2 producte

 

Com podem concloure arran de les dades trobades, destaca sobretot la seva elevaríssima resistència a tracció, cosa que li ofereix una gran durabilitat, amb uns valors de pes i gruix mínims. No obstant això, la seva capacitat d’elongació se situa en un terme mitjà i tenim el problema del nombre de juntes.

D’altra banda, resulta realment rellevant el seu factor d’emissió de CO2, que denota el seu caràcter 100% sintètic, quadruplicant els valors de la tela asfàltica i EPDM.

Tenint en compte que el PVC és el tipus de làmina més econòmica del mercat, no hi ha dubte que un dels reptes dels propers anys en el sector de la construcció, igual que en molts altres sectors, serà el d’incloure taxes en relació amb l’impacte ecològic en el preu que paguem pels materials.

TPO

 

El TPO o poliolefina termoplàstica és un dels compostos més innovadors del mercat que està creixent en popularitat en sectors tan diversos com l’automoció o la impermeabilització. En els últims 20 anys el seu creixement comercial ha estat tan significatiu que ha passat a representar més del 50% de les instal·lacions d’impermeabilització en cobertes planes.

La seva composició es basa en polipropilè amb copolímers elàstics d’etilè que solen ser elastòmers de poliolefina i altres additius. Aquests additius poden incloure plastificants, antioxidants i altres components que li atorguen propietats especials, com alta resistència a productes químics, raigs ultraviolats, humitat i calor. A més, el TPO no tendeix a contreure’s o dilatar-se fàcilment i presenta una bona resistència a microorganismes.

El TPO té una qualitat similar a la del PVC, però aporta alguns beneficis complementaris. Un dels majors avantatges és que suporta l’efecte de gairebé tots els productes químics, compta amb una alta resistència als raigs ultraviolats i té una resistència elevada enfront de la humitat, la calor, al no contreure’s ni dilatar-se fàcilment, i els microorganismes.

La seva fabricació sol fer-se mitjançant emmotllat per injecció en l’article desitjat, encara que cada vegada més s’utilitzen altres processos com làmines termoformades o perfils per extrusió. Els encavalcaments de les làmines se solden amb un soldador d’aire calent per formar una junta homogènia, i en aquest cas la temperatura necessària és major que l’emprada per a la instal·lació de làmines de PVC. Per a la fixació mecànica de la membrana, l’instal·lador pot utilitzar fixacions tradicionals amb cargols i volanderes metàl·liques o plàstiques a la zona d’encavalcament amb la làmina contigua, o utilitzar fixacions per inducció.

Depenent del gruix, pot assolir una longitud de 20 fins a 30 m de longitud i una major amplada respecte el PVC, fins a 3,65 m. [10]

Dades d’anàlisi

 

Elongació màxima: 700%

Resistència a tracció: 23 Mpa

Pes: 1,22-2,05 kg/m2

Gruix: 1,2; 1,5; 1,8; 2 mm

Factor d’emissió: 6-12 KgCO2eq/m2 producte

 

Destaca sobretot la seva resistència a tracció superior a la resta de materials, que se suma a la seva resistència a productes químics, cosa que li ofereix una gran durabilitat, fins a 30 anys. De fet, un estudi europeu va analitzar l’acompliment de cobertes amb instal·lació de làmines TPO amb més de 12 anys de serveis, i els resultats van indicar que gaudien de la mateixa qualitat transcorregut aquest temps. [11] A més, la possibilitat de reparació soldant un pedaç de membrana a sobre de la superfície danyada assegurant la mateixa qualitat.

La seva capacitat d’elongació també és superior a la mitjana i el factor d’emissió més moderat que el del PVC, tenint en compte que es tracta novament d’un material d’origen totalment sintètic. Els impactes associats amb l’extracció de matèries primeres, el transport i la fabricació contribueixen notablement a la magnitud de les emissions associades amb la làmina. No obstant això, si al final de la seva vida útil el producte és incinerat en ser rebutjat, el factor d’emissió que això suposa excedirà les etapes del procés de producció del producte.

Potser la diferència entre PVC i TPO va ser la implementació del segon tipus a partir dels anys 2000, ja amb una major consciència mediambiental a l’hora de la seva formulació i fabricació. [12]

Làmines líquides

 

L’últim tipus de làmines impermeabilitzants de coberta que analitzarem són les anomenades ‘membranes’ o làmines líquides impermeables projectades in situ: productes bituminosos, acrílics, polímers, resines sintètiques o poliuretans.

La característica principal de la tècnica d’aplicació mitjançant projectat in situ és la seva capacitat d’adaptació a geometries complexes, formant una pell contínua sense unions que evita els problemes de juntes. Dins d’aquest grup, existeixen moltes opcions que corresponen a matèries molt diferents, inclosos materials tan nous al mercat com són els impermeabilitzants nanotecnològics. A continuació, enumerarem els diferents tipus, fent un breu resum del seu procés de fabricació i quines implicacions ecològiques comporta.

 

Segons la composició i els additius de la làmina distingim entre diversos subtipus:

  • Impermeabilitzants amb nanopartícules
  • Membrana de poliuretà
  • Resines
  • Acrílics

 

  • Impermeabilitzants amb nanopartícules:

Es tracta d’una membrana formulada a escala atòmica que aconsegueix l’estanquitat total de la superfície mantenint la seva transpirabilitat fins a 10 anys mitjançant un procés que s’anomena fotocatàlisi. No obstant això, l’ús de nanopartícules, normalment d’òxid de titani (TiO2), pot derivar en una sèrie de patologies pulmonars procedents de la inhalació, que a causa de la seva mida ínfimament petita es difonen a través del sistema circulatori fins a assolir diversos òrgans, induint malalties. [13]

Es pot aplicar a brotxa, corró o amb pistola i té la capacitat d’impermeabilitzar permetent que el material de base transpiri, a més d’afegir l’efecte biocida que evita l’aparició d’organismes vius a la coberta. La seva naturalesa com a material pesat fa que el seu cost ecològic sigui elevat, ja que l’extracció dels materials, el seu procés de transformació mitjançant alts forns i el seu complex procés tècnic en la seva transformació en nanopartícules resulten molt costosos energèticament.

 

  • Membrana de poliuretà:

El poliuretà és un material plàstic derivat del petroli. Es tracta d’un polímer, és a dir petites molècules connectades entre si que s’empren en diferents formats per a diferents usos. Sobretot en forma d’esponja, en la fabricació d’aïllaments o directament com a elastòmer en el cas de les làmines líquides.

Es forma bàsicament per la reacció química gasosa de dos compostos, un poliol i un isocianat, encara que la seva formulació necessita i admet múltiples variants i additius. Aquesta reacció allibera CO2, que va formant les bombolles en tractar-se d’una reacció amb expansió del volum de líquid. Així doncs, comporta un elevat factor d’emissió a causa de la seva relació directa amb el petroli i la seva necessitat de transformació mitjançant processos d’elevada petjada de carboni.

El seu major avantatge es troba en la seva possibilitat de ser aplicada en fred i tenir una vida útil de fins a 50 anys si se la protegeix correctament de la intempèrie. No obstant això, la seva transpirabilitat resulta molt baixa i normalment implica una capa prèvia d’imprimació d’asfalt plàstic, pintures asfàltiques o emulsions asfàltiques.

 

  • Resines:

En el cas de les resines, depenent de la tipologia tindran una durabilitat o una altra.

Existeixen 3 tipus de resines:

 

– Resines polimèriques: també anomenades Poliurees, un tipus d’elastòmer que deriva del producte de la reacció d’un component isocianat i un component de mescla de resina sintètica mitjançant una reacció de polimerització per condensació molt semblant a la del poliuretà.

S’aplica en calent i és un producte lliure de solvents, que reacciona químicament immers en aigua fins i tot a baixes temperatures. Posseeix una formulació especial de gran resistència mecànica i química, amb altes resistència a la salinitat marina. Aquestes característiques li proporcionen un gran poder d’adherència a diferents elements i una duració de 25 anys.

 

– Resines acríliques: són polímers a base de polimetracrilat de metil (PMMA), un plàstic de tipus termoplàstic amorf. Es caracteritza per una bona resistència a la intempèrie i a l’abrasió, a més de la seva adhesió al ferro i l’acer. S’aplica en fred, té un temps d’assecat de 30 minuts i arriba a la seva màxima duresa a les 24 hores, aconseguint una duració de 10 anys.

 

– Resines epoxi: també coneguda com a porcelanat, es tracta d’un polímer orgànic termoestable que s’endureix quan es barreja amb un agent catalitzador. Les resines epoxi més freqüents són producte de la reacció de l’epiclorohidrina, derivat del clor, i el bisfenol-A, que altera el sistema endocrí per ser estrogènic. Es caracteritza per la seva duresa i brillantor i s’aplica en fred, aconseguint una duració de 3 anys.

Així, tant les resines polimèriques com les acríliques i epoxi no tenen el seu origen en la resina natural extreta dels arbres, sinó que provenen majoritàriament de derivats del petroli. És per això que novament parlem d’un potencial d’escalfament global elevat, al qual se li suma la necessitat de transport del cru de l’estranger.

 

  • Acrílics:

La pintura acrílica és una classe de pintura feta a base de material plastificat, una emulsió d’un polímer acrílic (PMMA) que es fabrica per un procés conegut com a polimerització en massa o làmina buidada. Aquest consisteix a agafar el pre-polímer en forma líquida i ‘buidar-lo’ entre les plaques que formen el motlle.

A més, es tracta de pintures amb propietats termoreflectants pel seu color blanc que redueixen la insolació de la coberta, minimitzant així l’efecte de la dilatació i retracció del material. Una característica interessant en la seva aplicació en cobertes metàl·liques, sobretot les làmines galvanitzades a les quals s’adhereix especialment bé.

La membrana acrílica s’aplica en fred i té la capacitat d’assecar-se molt ràpid. Tot i ser soluble en aigua, un cop s’asseca es torna resistent a ella comptant amb una elevada elasticitat, que li atorga una duració de fins a 10 anys.

A tots aquests productes, se li afegeix la dificultat de reciclatge per la naturalesa líquida de la seva aplicació, que dificulta enormement la seva separació de la capa d’acabat de la coberta per a la seva reutilització. No obstant això, tots ells permeten quedar vistos o col·locar recobriments posteriors.